大气污染控制技术之低浓度二氧化硫的净化.ppt

大气污染控制技术 5 低浓度二氧化硫的净化 5 低浓度二氧化硫的净化 本章主要内容 SO2净化常用工艺的原理、流程、设备和操作； 掌握各种SO2净化方法的特点； 重点掌握SO2净化方法的典型流程：石灰石/石灰—石膏法、钠碱法、氨法脱硫等； 能进行工艺的运行和操作，解决脱硫工艺运行中出现的问题。 5.1概述 我国主要大气环境污染物：烟尘和二氧化硫。 高浓度SO2废气采用接触氧化法制取硫酸。 烟气脱硫（Flue Gas Desulfurization）一般是指对低浓度废气（0.1%~0.5%）的治理。 根据工艺不同，烟气脱硫方法： 干法脱硫：使用粉状、粒状吸收剂、吸附剂或催化剂去除废气中的SO2。 优点：流程中无废水、废酸排出，减少了二次污染和能量消耗； 缺点：脱硫效率较低，设备庞大，操作要求高。 湿法脱硫：采用液体吸收剂洗涤去除SO2。 特点：脱硫效率较高，可回收副产品，较多采用； 但流程长、投资大、运转费用高、烟气不易扩散。 干湿法脱硫：采用液体吸收剂洗涤含SO2烟气，在吸收过程中水分得到蒸发，得到颗粒物质，并用除尘器加以回收净化。 根据净化原理和流程来分类： 直接用各种液体或固体物料吸收或吸附废气中的SO2的方法； 废气中的SO2氧化为SO3，再吸收生产硫酸的方法； 将废气中的SO2还原为硫加以回收的方法。 各种脱硫方法见表5-1，这些方法中有的已有工业处理装置，有的还处于实验研究阶段。 我国烟气脱硫从20世纪80年代开始，推广重点： ①推广循环流化床燃烧脱硫成套技术及炉内喷钙技术； ②采用型煤燃烧成套技术、循环硫化床燃烧脱硫技术、湿式脱硫除尘技术。 5.2石灰石/石灰法 石灰/石灰石法：石灰石、石灰或白云石等作为脱硫剂，脱除废气中SO2。（国内外占80%） 采用方法： 干法——将石灰石直接喷入锅炉炉膛内； 湿法——将石灰石等制成浆液洗涤含硫废气。 5.2.1.石灰/石灰石直接喷射法 石灰石或石灰粉直接喷入锅炉炉膛内进行脱硫。 1.方法原理 CaCO3→CaO+CO2（高温） CaO+SO2→CaSO3 CaSO3+1/2O2→CaSO4 2.工艺流程与操作 石灰石直接喷射法从烟气中脱除SO2流程图 3.操作中主要控制条件 分解温度：石灰石约为765℃，低于此温度发生可逆反应。白云石约为344℃。 脱硫反应有效温度：烟气温度低有利于脱硫反应。但温度低反应速度较慢，控制在950~1100℃。 MgO与SO2的控制温度约为800℃。Ca(OH)2与SO2的控制温度可以更低一些。 控制“烧僵”：煅烧温度过高，氧化钙的多孔体变为密实体。石灰石喷入位置的炉膛温度应该＜1100℃。 石灰石的粒度：粒径＜0.1mm。 注意：石灰/石灰石直接喷射法所需设备少、投资省，但脱硫效率低，反应产物会沉积，只用在中小锅炉上。 5.2.2流化床燃烧法 基本类型：流态物再循环的沸腾床（BB）、内部循环的沸腾床、循环流化床（CFB）和不同流化态组合系统。 流程：正常燃烧时，破碎到一定粒度的煤粒和脱硫剂由给料机送入炉内，与燃烧所需空气混合燃烧，燃烧后烟气经回收热量和除尘后排放。 鼓泡流化床锅炉燃烧 鼓泡流化床锅炉（ FBC ）炉膛 Lurgi型外换热器常压循环流化床锅炉示意图 1.燃烧床层；2.流化反应器；3.旋风除尘器； 4.换热器；5.空气加热器 不带热交换器常压循环流化床锅炉示意图 1.反应炉膛；2.除尘器；3.省煤器（换热器）；4.空气预热器 带内部换热器常压循环流化床锅炉示意图 1.燃烧炉膛；2.旋风除尘器；3.主换热器；4.再热器；5.省煤器 三种典型常压循环流化床锅炉组成：固体物料循环回路和对流烟道。 固体物料循环回路：流化床燃烧室或炉膛、旋风分离器和固体物料回送设备。 炉膛内通常布置有水冷管用于冷却；在对流烟道上布置过热器、省煤器和空气预热器等，用于吸收烟气的余热。 流化床燃烧的优点： 燃料适应性强，煤的灰分有时可高达40~60%； 易于实现炉内高效脱硫； 氮氧化物生成量少； 燃烧效率高； 灰渣活性强，便于综合利用。 5.2.3.湿式石灰石/石灰-石膏法 采用石灰石或石灰的浆液吸收烟气中的SO2，属于湿式洗涤法。副产物是石膏，日本应用最多。 1. 方法原理 脱硫过程：吸收、氧化和副产品回收。 吸收过程： Ca(OH)2+SO2=CaSO3·1/2H2O+1/2H2O CaCO3+ SO2+1/2H2O=CaSO3·1/2H2O+CO2 CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O=Ca(HSO3)2 氧化反应（烟道中含有氧）： 2CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O=2CaSO4·2H2O Ca(HSO3)2+1/2O2+H2O=CaSO4·2H2O+SO2↑ 注意：少量亚硫酸氢钙被氧化放出SO2，进入氧化塔以CaSO3·1/2H2O