第八章氧化硫污染控制.ppt

1. 硫循环及硫排放 2. 燃烧前和燃烧中脱硫技术与工艺 3. 燃烧后脱硫技术及其研究进展 4. 燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价 5. 中国控制酸雨和二氧化硫污染的政策、措施和重大行动;了解中国和世界的硫排放现状 掌握各种脱硫技术的原理、过程、特点 掌握几种常用的烟气脱硫技术的流程、化学反应、优缺点 初步学会选择二氧化硫控制工艺 ;早期 局地环境中二氧化硫的浓度升高 近100年来 二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降 最近 二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子;第一节 硫循环与硫排放;化石燃料含有硫 化石燃料燃烧时，硫大部分转化为SO2;第一节 硫循环与硫排放;第一节 硫循环与硫排放;我国SO2排放的年际变化;我国SO2排放的地区分布;我国SO2排放的地区分布;我国SO2排放的行业特点;我国北方城市SO2污染现状;我国南方城市SO2污染现状; 80 60~80 40~60 20~40 0～20;20世纪90年代末我国酸雨区域分布; 一、煤炭的固态加工 煤炭洗选 物理洗煤：利用黄铁矿硫和煤的密度不同而通过重力分选和水选将黄铁矿硫和部分矿物质除去。这样可使煤的含硫量降低40%，灰份降低70%左右。; 化学洗煤：加氢脱硫、加氧脱硫、用碱液浸煤后用微波照射等，适用于高硫煤 微生物洗煤：细菌脱硫 我国以物理选煤为主。跳汰占59%、重介质选煤占23%、浮选占14% 1995年我国煤炭洗选能力3.8×108t，入洗率22%。; 二、煤炭的转化 煤的气化 采用空气、氧气、CO2和水蒸气作为气化剂，在气化炉内反应生成不同组分不同热值的煤气 移动床、流化床和气流床三种方法 煤的液化 通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品 直接液化和间接液化; 三、重油脱硫 在催化剂作用下通过高压加氢反应，切断碳与硫的化学键，使氢与硫作用形成H2S从重油中分离 直接脱硫和间接脱硫 ; 一、流化床燃烧技术 流化机理：临界速度气流速度输送速度 优点：易于脱硫、抑制氮氧化物生成 分类 按流态：鼓泡流化床和循环流化床 按运行压力：常压流化床和增压流化床;第三节 燃烧中脱硫;第三节 燃烧中脱硫; 二、流化床脱硫的化学过程 脱硫剂：??灰石（CaCO3）、白云石（CaCO3?MgCO3） 炉内化学反应 CaSO4的摩尔体积大于CaCO3，由于孔隙堵塞，CaO不可能完全转化为CaSO4 ;第三节 燃烧中脱硫;CaO对SO2的吸收过程： SO2 从主气流向颗粒外表面转移的气相传质； SO2在多孔介质内的扩散； SO2在孔壁上的吸附； SO2与CaO的化学反应以及产物层的形成； SO2通过产物层向未反应CaO表面的扩散。;三、流化床燃烧脱硫的影响因素;第三节 燃烧中脱硫;2.煅烧温度 存在最佳脱硫温度范围 温度低时，孔隙量少、孔径小，反应被限制在颗粒外表面 温度过高，CaCO3烧结严重;第三节 燃烧中脱硫;第三节 燃烧中脱硫;3.脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构 颗粒尺寸临界尺寸，发生扬析 应有适当的孔径大小 孔性质：比表面积、孔容积、空隙率、孔径分布 比表面积及空隙率：白云石最大，Ca(OH)2次之，CaCO3 为最小。 ;第三节 燃烧中脱硫;4.脱硫剂的种类 ;四、脱硫剂的再生;五、炉内喷钙脱硫技术的现状;新的研究进展 提高吸收剂的活性，改善SO2的扩散过程 改变吸收剂的喷入位置，避免吸收剂的烧结失活; 六、LIFAC 烟气脱硫技术;LIFAC工艺的工艺流程;活化器内的脱硫原理 CaO+H2O→Ca(OH)2 （水合反应） Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O CaSO3+1/2O2→CaSO4 ;影响活化器内脱硫效率的因素 雾化水量 液滴粒径 水雾分布 出口烟温等 ;LIFAC工艺系统的脱硫率 活化器脱硫效率通常在40%~60%之间。 整个LIFAC工艺系统的脱硫效率η=η1+(1-η1)η2 LIFAC 工艺系统的脱硫率为60%~ 85% ;烟气再加热 目的：将烟气温度提高到比露点高10～15℃ 原因：雾化水的蒸发导致活化器出口烟温的降低 加热工质：蒸气、空气或未经活化器的烟气 特点： ;LIFAC的应用对锅炉运行的影响 不会造成受热面结焦、腐蚀和严重积灰； 电除尘器的除尘效率下降； 烟道阻力增加； 脱硫剂的喷入会导致热量的损失； 脱硫装置导致厂用电增加。; 冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业，SO2浓度通常2～40％ 化学反应式 第一个反应为放热反应，温度低时转化率高 工业上一般采用多层催化床层;第四节 高浓度SO2尾气的回收和净化;第四节 高浓度SO2尾气的回收和净化;燃烧设施直接排放的SO2浓度通常为10-4～10-3数量