硫氧化物的污染控制课件

第八章第八章 硫氧化物的污染控制硫氧化物的污染控制第八章 硫氧化物的污染控制8.1 8.1 硫循环及硫排放硫循环及硫排放8.2 8.2 燃烧前和燃烧中脱硫技术与工艺燃烧前和燃烧中脱硫技术与工艺8.3 8.3 燃烧后脱硫技术及其研究进展燃烧后脱硫技术及其研究进展8.4 8.4 燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价8.5 8.5 相关政策、措施和重大行动相关政策、措施和重大行动8.1 硫循环及硫排放8.1 8.1 硫循环及硫排放硫循环及硫排放8.1 硫循环及硫排放人类使用的化石燃料都含有一定量的硫人类使用的化石燃料都含有一定量的硫燃料燃烧时，其中的硫大部分转化为燃料燃烧时，其中的硫大部分转化为SO2人类使用的化石燃料都含有一定量的硫v我国我国SOSO2 2排放的年际变化排放的年际变化我国SO2排放的年际变化我国我国SOSO2 2排放的地区分布排放的地区分布我国SO2排放的地区分布我国我国SOSO2 2排放的行业特点排放的行业特点我国SO2排放的行业特点我国北方城市我国北方城市SOSO2 2污染现状污染现状我国北方城市SO2污染现状我国南方城市我国南方城市SOSO2 2污染现状污染现状我国南方城市SO2污染现状19991999年全国城市酸雨的频率统计年全国城市酸雨的频率统计 80 6080 4060 20400201999年统计年统计264个城市降水年均个城市降水年均pH范围在范围在4.04 7.24年均年均pH低于低于5.6的城市有的城市有98个，占统计城市的个，占统计城市的37.12%1999年全国城市酸雨的频率统计 80 2020世纪世纪9090年代末我国酸雨区域分布年代末我国酸雨区域分布20世纪90年代末我国酸雨区域分布8.2 8.2 燃烧前和燃烧中脱硫技术与工艺燃烧前和燃烧中脱硫技术与工艺8.2.18.2.1 燃烧前脱硫燃烧前脱硫煤炭的固态加工煤炭的固态加工煤炭洗选煤炭洗选物理洗煤物理洗煤化学洗煤化学洗煤微生物洗煤微生物洗煤我国以物理选煤为主。跳汰占我国以物理选煤为主。跳汰占59%59%、重介质选煤占、重介质选煤占23%23%、浮、浮选占选占14%14%19951995年我国煤炭洗选能力年我国煤炭洗选能力3.8103.8108 8t t，入洗量，入洗量2.8102.8108 8t t，入洗率入洗率22%22%。8.2 燃烧前和燃烧中脱硫技术与工艺8.2.1 燃烧前脱硫 8.2.2 8.2.2 8.2.2 8.2.2 煤炭的转化煤炭的转化 煤的气化煤的气化采用空气、氧气、采用空气、氧气、CO2CO2和水蒸气作为气化剂，在气化炉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内反应生成不同组分不同热值的煤气移动床移动床、流化床流化床和和气流床气流床三种方法三种方法煤的液化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直接液化和和间接液化间接液化8.2.3 8.2.3 8.2.3 8.2.3 重油脱硫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，使氢与硫作用形成学键，使氢与硫作用形成H H2 2S S从重油中分离从重油中分离直接脱硫直接脱硫和和间接脱硫间接脱硫 8.2.2 煤炭的转化8.2.3 重油脱硫8.3 8.3 燃烧后脱硫技术及其研究进展燃烧后脱硫技术及其研究进展8.3.1 8.3.1 流化床燃烧技术流化床燃烧技术气流速度介于临界速度和输送速度之间，煤粒保持流气流速度介于临界速度和输送速度之间，煤粒保持流化状态化状态流化床利于燃料的充分燃烧流化床利于燃料的充分燃烧分类分类按流态：鼓泡流化床和循环流化床按流态：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按运行压力：常压流化床和增压流化床8.3 燃烧后脱硫技术及其研究进展8.3.1 流化床燃烧技术流化床燃烧脱硫流化床燃烧脱硫8.3.1.1 流化床脱硫的化学过程流化床脱硫的化学过程流化床脱硫的化学过程脱硫剂：石灰石（脱硫剂：石灰石（CaCOCaCO3 3）、白云石（）、白云石（CaCOCaCO3 3 MgCOMgCO3 3）炉内化学反应炉内化学反应流化床燃烧方式为脱硫提供了理想的环境流化床燃烧方式为脱硫提供了理想的环境CaSOCaSO4 4的摩尔体积大于的摩尔体积大于CaCOCaCO3 3，由于孔隙堵塞，由于孔隙堵塞，CaOCaO不可能完不可能完全转化为全转化为CaSOCaSO4 48.3.1.1 流化床脱硫的化学过程流化床脱硫的化学过程硫氧化物的污染控制课件8.3.1.2 流化床燃烧脱硫的影响因素 1.1.钙硫比钙硫比n表示脱硫剂用量的指标，影响最大的性能参数表示脱硫剂用量的指标，影响最大的性能参数n脱硫率（脱硫率（）可以用可以用Ca/SCa/S（R R）近似表达）近似表达 2.2.煅烧温度煅烧温度l 存在最佳脱硫温度范围存在最佳脱硫温度范围l 温度低时，孔隙量少、孔径小，反应被限制在颗粒温度低时，孔隙量少、孔径小，反应被限制在颗粒外表面外表面l 温度过高，温度过高，CaCO3CaCO3的烧结作用变得严重的烧结作用变得严重8.3.1.2 流化床燃烧脱硫的影响因素 1.钙硫比 2硫氧化物的污染控制课件硫氧化物的污染控制课件3.3.脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构颗粒尺寸小于临界尺寸时发生扬析，并非越小越好颗粒孔隙结构应有适当的孔径大小，既保证一定孔隙容积，又保证孔道不易堵塞4.4.脱硫剂的种类脱硫剂的种类白云石的孔径分布和低温煅烧性能好，但易发生爆裂扬析，且用量大于石灰石近两倍3.脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构硫氧化物的污染控制课件8.3.2 脱硫剂的再生不同温度下的再生反应8.3.2 脱硫剂的再生不同温度下的再生反应8.3.3 8.3.3 高浓度高浓度SO2尾气的回收和净化尾气的回收和净化冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业，SO2浓度通常240化学反应式反应1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8.3.3 高浓度SO2尾气的回收和净化冶炼厂、硫酸厂和造纸高浓度SO2尾气的回收和净化高浓度SO2尾气的回收和净化硫氧化物的污染控制课件8.3.4 低浓度SO2烟气脱硫燃烧后脱硫燃烧设施直接排放的SO2浓度通常为10-410-3数量级由于SO2浓度低，烟气流量大，烟气脱硫通常比较昂贵分类脱硫产物处置方式：抛弃法和再生法脱硫产物状态：湿法和干法8.3.4 低浓度SO2烟气脱硫燃烧后脱硫燃烧设施直接排放8.3.5 主要烟气脱硫工艺8.3.5.1 石灰石/石灰法洗涤目前应用最广泛的脱硫技术8.3.5 主要烟气脱硫工艺8.3.5.1 石灰石/石灰法洗 影响因素：pH、液气比、钙硫比、气流速度、浆液的固体含量、SO2浓度、吸收塔结构 影响因素：pH、液气比、钙硫比、气流速度、浆液的固体含量、硫氧化物的污染控制课件1.石灰石石灰石/石灰法洗涤石灰法洗涤解决的问题-设备腐蚀设备腐蚀-结垢和堵塞结垢和堵塞-除雾器阻塞除雾器阻塞-脱硫剂的利用率脱硫剂的利用率-液固分离液固分离-固体废物的处理处置固体废物的处理处置1.石灰石/石灰法洗涤8.3.5.2改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫加入己二酸的石灰石法己二酸抑制气液界面上SO2溶解造成的pH值降低，加速液相传质己二酸钙的存在增加了液相与SO2的反应能力降低钙硫比添加硫酸镁SO2以可溶性盐的形式吸收，解决结垢问题8.3.5.2改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫加入己二酸的石灰双碱流程用碱金属盐类或碱类水溶液吸收SO2，后用石灰或石灰石再生解决结垢问题和提高SO2的利用率硫氧化物的污染控制课件8.3.5.3喷雾干燥法烟气脱硫一种湿干法脱硫工艺，市场份额仅次于湿钙法脱硫过程SO2被雾化的Ca(OH)2浆液或Na2CO3溶液吸收温度较高的烟气干燥液滴形成干固体废物干废物由袋式或电除尘器捕集设备和操作简单，废物量小，能耗低（湿法的1/21/3)8.3.5.3喷雾干燥法烟气脱硫一种湿干法脱硫工艺，市场主要烟气脱硫工艺主要烟气脱硫工艺硫氧化物的污染控制课件主要过程吸收剂制备吸收和干燥固体捕集固体废物处置主要过程8.3.5.4 其他湿法脱硫工艺氧化镁法8.3.5.4 其他湿法脱硫工艺氧化镁法海水脱硫法海水脱硫法-氨法氨水做吸收剂氨水做吸收剂:-氨法8.3.5.5干法脱硫技术干法喷钙脱硫8.3.5.5干法脱硫技术干法喷钙脱硫循环流化床烟气脱硫循环流化床烟气脱硫8.3.6 同时脱硫脱氮工艺电子束辐射法8.3.6 同时脱硫脱氮工艺电子束辐射法8.3.6.1湿法同时脱硫脱氮工艺氯酸氧化法WSASNOX法湿法FGD添加金属螯合剂8.3.6.1湿法同时脱硫脱氮工艺氯酸氧化法8.3.6.2干法同时脱硫脱氮工艺NOXSO法SNRB法CuO同时脱硫脱氮工艺8.3.6.2干法同时脱硫脱氮工艺NOXSO法SNRB法烟气脱硫工艺的综合比较主要涉及因素脱硫效率钙硫比脱硫剂利用率脱硫剂的来源脱硫副产品的处理处置对锅炉原有系统的影响对机组运行方式适应性的影响占地面积流程的复杂程度动力消耗工艺成熟度烟气脱硫工艺的综合比较主要涉及因素8.4 燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价评价指标1.技术成熟度。依脱硫技术目前所处的开发阶段，分为实验室，中试，示范和商业化四个阶段2.技术性能。包括脱硫效率，处理能力，技术复杂程度，占地情况，能耗及副产品利用等，反映技术的综合性能3.环境特性。环境特性根据处理后烟气的SO2排放量与排放标准比较进行评价4.经济性。选用技术的总投资和SO2单位脱硫成本为综合经济性的评价指标8.4 燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价评价指标燃烧前和燃烧中技术燃烧前和燃烧中技术烟气脱硫技术烟气脱硫技术8.5 8.5 中国酸雨及二氧化硫污染控制中国酸雨及二氧化硫污染控制时时 间间政政 府府 行行 动动 19901990年年1212月月 国务院环委会第国务院环委会第1919次会议通过次会议通过关于控制酸雨关于控制酸雨 发展的意见发展的意见，提出在酸雨监测、酸雨科研攻，提出在酸雨监测、酸雨科研攻关、关、二氧化硫控制工程和征收二氧化硫排污费四个二氧化硫控制工程和征收二氧化硫排污费四个方方 面开展工作面开展工作19911991年年 国家环保局组织开展征收工业燃煤二氧化硫排国家环保局组织开展征收工业燃煤二氧化硫排 污费研究工作污费研究工作19921992年年 国务院批准在贵州、广东两省和柳州、南宁、国务院批准在贵州、广东两省和柳州、南宁、桂林、杭州、青岛、重庆、长沙、宜昌和宜宾桂林、杭州、青岛、重庆、长沙、宜昌和宜宾 等九市开展征收工业燃煤二氧化硫排污费和等九市开展征收工业燃煤二氧化硫排污费和 酸雨综合防治试点工作酸雨综合防治试点工作8.5 中国酸雨及二氧化硫污染控制时 间政 府 行时 间政 府 行 动 1992年以来工业污染物排放标准中逐步制定二氧化硫排放限值。1996年，6个部门二氧化硫排放标准颁布实施1995年8月 全国人大常委会通过了新修订的大气污染防治法，专门规定“国务院环境保护主管部门会同国务院有关 部门，根据气象、地形、土壤等自然条件，可以对 已经产生、可能产生酸雨的地区或者其他二氧化硫 污染严重的地区，经国务院批准后，划定为酸雨控 制区或者二氧化硫污染控制区”（两控区）1995年底 国家环保局组织开展“我国酸雨及二氧化硫控制区 划分”工作时 间政 府 行 动时 间政 府 行 动 1996年 全国人大批准国民经济和社会发展“九五”计划和 2010年远景目标纲要，国务院批复国务院关于 环境保护若干问题的决定，提出重点治理两控区 污染，要求到2000年所有工业污染源达标1998年3月 国务院批复了国家环保局上报的“两控区”划分方案 （国函19985号）。两控区划定范围约占国土面 积的11.4%，二氧化硫排放量占全国的近60%1998年5-6月 国家环保总局布置了制定“酸雨和二氧化硫污染控制 行动方案”的工作计划，要求“两控区”的城市在 1998年年底前完成二氧化硫“双达标”规划时 间政 府 行 动时时 间间政政 府府 行行 动动 20002000年年全国人大通过第全国人大通过第3 3版版“大气污染防治法大气污染防治法”20002000年年1212月月国务院检查国务院检查“两控区两控区”的城市的城市 二氧化硫二氧化硫 “双达标双达标”20022002年年1 1月月国家有关部门发布二氧化硫污染控制技术政国家有关部门发布二氧化硫污染控制技术政策策20022002年年9 9月月国务院检查批准国务院检查批准“两控区两控区”“”“十五十五”计划计划时 间政 府 行 动技术路线技术路线本 章 结 束本 章 结 束硫氧化物的污染控制课件硫氧化物的污染控制课件硫氧化物的污染控制课件硫氧化物的污染控制课件硫氧化物的污染控制课件硫氧化物的污染控制课件