SO2控制技术及相关控制措施标准前言研究

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SO,2,天然污染源和人为污染源特点比较,SO,2,污染源,发生源,特征及影响,排放比例,天然污染源,海洋硫酸盐盐雾缺少氧化的水和土壤释放的硫酸盐,细菌分解的有机化合物,火山爆发森林失火等,1),全球性分布,,,在广阔的地区以低浓度排放,,,在大气中易于稀释和被净化,2),一般不会产生酸雨现象,,,人力无法控制,1/3,人为污染源,石化燃料燃烧,,,占,3/4,以上金属冶炼、石油生产、化工生产采矿等,1),比较集中,,,在占地球表面不到,1%,的城市和工业区上空占主导地位,2),酸雨发生的主要原因,3),人力可以控制,2/3,5,SO,2,的污染属于低浓度,,,长期污染,,,它的存在对自然生态环境,,,人类健康,,,工业生产,,,建筑物及材料等方面造成一定程度的危害,。,SO,2,对人体健康的影响主要通过呼吸道进入人体,,,与呼吸器官作用,,,引起或加重呼吸器官的疾病,。,SO,2,往往被飘尘吸附,,,SO,2,和漂尘的协同效应使其对人体的危害更大,。,6,SO,2,对植物的危害主要是通过叶面气孔进入植物体,,,如果其浓度和持续时间超过本体的自解机能就会破坏植物的正常生理机能,,,使其生长缓慢,,,对病虫害的抵御能力低,,,严重时会枯死,。,SO,2,给人类带来最严重的问题是酸雨,,,这是全球问题,。,酸雨对环境的危害最为突出的是使湖泊变为酸性,,,导致水生物死亡,。,酸雨对生态系统的影响及破坏主要表现在使土壤酸化和贫瘠化,,,农作物及森林生长缓慢,。,酸雨还会对重要文物设施造成严重损坏,。,7,我国二氧化硫排放的现状,中国,1989-2009,年,SO,2,排放情况,8,国外,SO,2,的控制技术,近年来,,,世界各发达国家在烟气脱硫方面均取得了很大的进展,,,美国、德国、日本等发达工业国家计划在,2000,年前完成,200610MW,的烟气脱硫处理容量,。,9,1),湿法脱硫技术,,,占,85%,左右,,,其中石灰,-,石膏法约占,36.7%,,,其它湿法脱硫技术约占,48.3%;,2),喷雾干燥脱硫技术,,,约占,8.4%;,3),吸收剂再生脱硫法,,,约占,3.4%,;,4,)炉内喷射吸收剂,/,增温活化脱硫法,约占,1.9%,;,5,)海水脱硫技术;,6,)电子束脱硫技术;,7,)脉冲等离子体脱硫技术;,8,)烟气循环流化床脱硫技术等,目前国际上已实现工业应用的燃煤电厂烟气脱硫技术主要有,10,1,、湿法石灰石,/,石灰烟气脱硫工艺技术,突出优点,脱硫效率高(有时脱硫效率大于,90%,),吸收及利用率高,可大于,90%,设备运转率高,设计方面,综合考虑加强反应控制,强制氧化和加入氧化剂,从而减少吸收塔和附属设备体积、降低能耗,减少基建投资和运行费用;,选用耐腐蚀材料,提高吸收塔及出口烟道、挡板、除雾装置等处的使用寿命,提高气液传质效率,建设大尺寸吸收塔,11,2,、喷雾干燥烟气脱硫技术,这种技术属于半干法脱硫技术,多数采用旋转喷雾剂,技术成熟、投资低于湿法工艺。在西欧的德国、奥地利、意大利、丹麦、瑞典、芬兰等国家应用较多,燃煤含硫量一般不超过,1.5%,,脱硫效率均低于,90%,3,、吸收剂再生烟气脱硫工艺,主要有氧化镁法、双碱法、,WELLMEN LORD,法。,虽然脱硫效率可达,95%,左右,但系统复杂,投资大,运行成本高,仅在特定的条件下应用,目前应用不多,12,4,、炉内喷吸收剂,/,增湿活化烟气脱硫工艺,为寻求有中等脱硫效率、投资和运行费较低的工艺,,,以减轻脱硫带来的巨大经济压力,,,这种工艺方法现在再次兴起,为了克服喷射吸收剂后,,,烟尘比电阻升高,,,影响除尘效果及脱硫效率不够高的弊端,,,芬兰,IVO,公司开发了,LIFAC(Limestone Injection into the Furnace and Activation of Calcium),炉内喷石灰石,(,钙,)/,活化脱硫工艺,即在锅炉尾部烟道上安装活化反应器,,,将烟气增湿,,,延长滞留时间,,,使剩余的吸收剂和,SO,2,发生反应。它适用于中、低硫煤锅炉,,,当,Ca/S=2.5,时,,,脱硫效率可达,80%,13,5,、,海水烟气脱硫技术,这是一种投资省、运行费用低、易管理的脱硫工艺,,,适用于燃煤含硫量不高,,,并以海水为循环冷却水的电厂。已投运或工程建设中的国家有挪威、西班牙、印度尼西亚、委内瑞拉和瑞典、英国也计划在大型燃煤电站实施海水脱硫工艺,烟气中,SO,2,浓度在,216500 mg/L,之间,吸收塔有填料塔和喷淋塔,2,种,吸收效率,80%99%,,右侧为其工艺流程图,14,6,、,电子束烟气脱硫技术,该技术不产生二次污染并能实现资源综合利用,主要特征为,:,(1),能同时脱硫、脱硝,,,脱除率分别可达,90%,和,80%,以上,;,(2),处理过程为干法,,,不产生需进一步处理的废水、废渣,;,(3),副产品硫铵、硝铵可作为化肥使用,;,(4),流程简单、运行可靠、操作方便、无堵塞、腐蚀和泄漏等问题,,,对负荷变化的适应能力较强,;,(5),处理后的烟气一般无需再加热,,,可直接经烟囱排放,;,占地面积约为常规方法,1/21/3,,,投资及运行费用均低于常规方法,;,脱硝时不必使用价格昂贵的脱硝催化剂。,15,国外脱硫技术的应用,1,、美国,在美国的烟气脱硫装置中,,,湿法石灰石,/,石灰法占,90%,以上,,,其次是双碱法和碳酸钠法。,80,年代以来,,,为了降低基本投资和运行费用,,,积极研究及开发了喷雾干燥烟气脱硫和炉内直接喷射石灰石烟气脱硫技术。目前,,,美国正在研究开发,E-SO,x,法脱硫技术,,,这是一项改造现有电除尘器,(ESP),拆除电场第一电场极板极线,,,加装石灰乳浆喷射装置,,,在除尘时又脱硫。,16,该方法的实质是向烟气中喷入石灰浆液,,,再用电除尘器收集脱硫后的粉尘产物,,,要求同时脱硫、脱氮,,,脱硫、脱氮费用要低于石灰石洗涤法烟气脱硫和催化还原法烟气脱硫工艺。改进后,,,要求脱硫效率最低不小于,50%,,,费用最高不大于,500,美元,/t(SO,2,),。据美国,Barge,电厂处理烟气量为,42,.,5566m,3,/min,的中试结果,,,当,Ca/S=1,.,31,.,4,时,,,ESP,出口烟温高出绝热饱和温度,1619,时脱硫效率可达,50%60%,。,17,美国还开发了,ADVACAT,工艺并已申请了专利,,,主要用于烟道喷射,,,目的是为提高吸收利用率,,,其关键是将飞灰和石灰水转化为高活性的硅酸钙吸收剂,,,它的反应活性是单纯石灰的,4,倍,,,能含水份,30%60%,,,且在含水,60%,时仍能维护松散易流化状态。此工艺配合布袋式除尘器,,,脱硫效率可达,90%,左右。,18,德国的静电除尘效率最高可达,99,.,9%,,,施加的直流电压最高可达,75kV,。由于在后续的烟气脱硫过程中还可以继续从烟气中分离飞灰,,,故允许适当地降低电除尘的效率,。,2,、德国,19,德国,FGD,技术可分为添加剂法、湿式法和干式法,3,种,,,在电厂中的采用率为最高,,,达到,86%,,,其它的仅占,2%,。,此外,,,德国的,Lurgi,公司正在进行循环流化床烟气脱硫系统新工艺的工业示范试验工作。此工艺主要是有一台直立的循环流化床燃烧器,,,石灰、水和烟气在其中均匀地配合,,,加快化学反应的传热和传质过程,,,对于含,SO,2,450900mL/L,的烟气,,,脱硫效率可达,93%97%,,,而且缩短了脱硫设备的高度和占地面积,,,降低了材料的耐腐蚀要求,,,从而大大降低了设备造价和运行维护费用,。,20,我国环境科学院大气所、武汉水利电力大学等单位也正从事此项技术的研究、开发,,,某些关键技术指标还优于德国技术,,,是一项很有发展前途的多相流循环流化床脱硫技术。,3,、日本,日本的烟气脱硫主要采用湿法和回收法,,,其中湿法石灰石,-,石膏法约占总容量的一半,,,其次是亚铵法,(,约占,24%),、双碱法,(,约占,16%),。,日本的三菱重工、川崎重工、日立造船、巴威,-,日立、千代田、石川岛播磨重工、荏原等公司先后向中国介绍了多种脱硫工艺,,,其中包括湿法石灰石,/,石膏法、喷气沸腾简易脱硫法、高速
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