烟气脱硫技术讲座.doc

烟气脱硫技术讲座 陈 复 中国环境科学研究院 二00二年十月 概述 1.1为什么要控制硫污染 矿物燃料中含有硫，一般以硫铁矿形成存在叫无机硫，与煤中碳结合的叫有机硫，不论那种硫在燃烧过程中都被氧化成二氧化硫。 二氧化硫在空气中超过一定浓度后，特别是在潮湿的空气中，将对人的呼吸系统、建筑物表面、植物的叶片造成急性伤害，这就是人们常说的二氧化硫污染。 空气中的二氧化硫在阳光的照射下，在空气中金属盐类和氧化物的催化作用下，发生光化学反应，生成三氧化硫，在潮湿的空气中或者在云的运动中被水吸收形成酸雨，酸雨可以改变一个区域的环境条件，使土壤和湖泊酸化。酸化过程会使土壤的品质下降，植物的抗病虫害的能力下降，造成大面积植物死亡，这就是人们常说的酸雨的污染。 在形成酸雨的过程中，硫酸和空气中碱性金属氯化物反应，形成硫酸盐粒子，这种粒子的粒径非常小，一般小于2.5μm，可以在空气中长时间飘浮，被输送到很远的地方。这种粒子可以被人的肺吸收，造成长期伤害；也可以影响能见度，使人感到不舒服；还可以改变太阳光幅射，对全球气候造成影响，这就是目前许多国家的科学家所关心的PM2.5的问题。 1．2控硫措施 硫的污染是与矿物燃料的使用共生的，就当今社会而言，凡有能源使用的地方就可能有污染，因此，控制能源的使用就可以控制硫污染。控硫措施可分为宏观、中观、微观三类措施。 宏观措施： 改变人们的消费习惯，建立节能型社会——二十一世纪议程倡导的措施。 减少CO2排放的计划——京都议定书。 中观措施： 改变能源结构，使用清洁燃料和可再生能源——西电东送、西气东送，可再生能源的鼓励政策等等。 各种节能计划——阳光计划、绿色电脑计划、节能型房屋计划等等。 提高能源转化效率——电力贮藏系统、燃料电池等等。 微观措施： 1、新型发电技术——加压循环流化床发电(PFBC)，煤气联合循环发电技术（IGCC）等。 2、煤炭开采控硫技术——关闭高硫煤矿、增加选洗能力等。 3、添加脱硫剂控硫技术——混配煤技术、型煤技术等。 4、燃煤过程固硫技术——炉内喷钙、水煤浆技术等。 5、烟气脱硫技术——湿式脱硫技术、干式脱硫技术、半干半湿式脱硫技术。 3烟气脱硫技术 烟气脱硫是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式。世界各国研究开发和商业应用的烟气脱硫技术估计超过200种，按脱硫产物是否回收，烟气脱硫可分为抛弃法和回收法（石灰石——石膏法和碱式硫酸铝——石膏法）；按脱硫的干湿形态，烟气脱硫可分为湿法、半干半湿法和干法（石灰石——石膏法、旋转喷雾干燥法、活性碳吸附法）。 排烟脱硫装置的吸收剂 方式 吸收剂或吸附剂 副产品 氢氧化钠或亚硫酸钠溶液 亚硫酸钠、硝酸钠、SO2、石膏 氨水 硫铵、SO2、石膏、硫黄 石灰石或消石灰浆 石膏 氢氧化镁浆 SO2、石膏、（并用消石灰时） 碱性硫酸铝溶液 石膏 稀硫酸 石膏 干式 活性炭 硫酸、石膏、硫黄、硫酸 半干式 炉内喷钙（石灰石粉） 脱硫渣 放置喷雾干燥（石杰石浆） 脱硫渣 烟道喷钙增湿塔增湿（石灰粉和水） 脱硫渣 在三种方式中到目前为止商业化程度高和使用最多的仍然是湿式。有资料讲92年未在世界17个国家燃煤电厂已安装各种FCD装置646套。而在湿式脱硫装置中又有一半是付产石膏，也有一部分采用湿法但是并不付产石膏，而是采取的抛弃法。干法发展的不快，主要是吸附剂消耗多，运行费用高。半干半湿法是发展比较快的一种方法，在不追求高脱硫效率，而石膏又没有销路的情况下，半干半湿法是可供选择的一种方法。 湿式/半干式脱硫装置的比较 湿式法 石灰石膏法 半干式法烟道喷钙、塔内增湿 碱性物 CaCO3粉未或Ca（OH）2粉未 CaCO3粉未 工艺特征 优点 作为副产品回收有用途的石膏 适合大容量处理系统 可以达到高效脱硫能力 实用的很多、技术可靠性高 无须排水 设备简洁，设备站用面积小 工艺简单，经济 操作简单 缺点 有排水，需要排水设施 需要耐腐蚀材料 设置面积大 保养费用高，操作难度大 脱硫渣必须有销路 脱硫效率不如湿式高 设备检修率高 实际应用 商业化 商业化 经济性 设备费运转费 100 100 40-60 75-80 以湿式——石膏法设备投资、运转费为100 第二章 湿式烟气脱硫技术 石灰——石膏法 2.1.1 石灰——石膏法的原理及工艺流程 以石灰石粉浆液为吸收剂，脱硫反应的机制如下： SO2被水吸收并离解 SO2（气）+H2O SO2（液）+H2O H++HSO3- 2H++HSO32- 石灰石粉在水中离解 CaCO3+H2O Ca2++CO32-+H2O Ca2++OH- +HCO3-