煤污染及治理

1、煤污染及治理煤污染及治理20120380307古斌斌古斌斌目录1234燃煤环境污染的产生燃煤环境污染的产生燃煤环境污染现状燃煤环境污染现状燃煤环境污染危害燃煤环境污染危害燃煤污染治理技术燃煤污染治理技术1.1.燃煤环境污染的产生燃煤环境污染的产生碳、氢、氧是煤炭有机质的主体，占碳、氢、氧是煤炭有机质的主体，占95%95%以上；煤化程度越深，碳的含量越以上；煤化程度越深，碳的含量越高，氢和氧的含量越低。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的元素，氧是助高，氢和氧的含量越低。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的元素，氧是助燃元素。煤炭燃烧时，氮不产生热量，在高温下转变成氮氧化合物和氨，以燃元素。煤炭燃烧时，

2、氮不产生热量，在高温下转变成氮氧化合物和氨，以游离状态析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫最为游离状态析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫最为重要。煤炭燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫（重要。煤炭燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫（SO2SO2），随烟气排放，），随烟气排放，污染大气，危害动、植物生长及人类健康，腐蚀金属设备；当含硫多的煤用污染大气，危害动、植物生长及人类健康，腐蚀金属设备；当含硫多的煤用于冶金炼焦时，还影响焦炭和钢铁的质量。所以，于冶金炼焦时，还影响焦炭和钢铁的质量。所以，“硫分硫分”含量是评价煤质含量是评价煤质的重要指标之一。的重要指标

3、之一。中国中国85%85%的煤炭是通过直接燃烧使用的，主要包括火力发电、工业锅（窑）的煤炭是通过直接燃烧使用的，主要包括火力发电、工业锅（窑）炉、民炉、民 用取暖和家庭炉灶等。高耗低效燃烧煤炭向空气中排放出大量用取暖和家庭炉灶等。高耗低效燃烧煤炭向空气中排放出大量SO2SO2、CO2CO2和烟尘，造成中国以煤烟型为主的大气污染。和烟尘，造成中国以煤烟型为主的大气污染。2.2.燃煤环境污染现状燃煤环境污染现状煤炭在我国一次能源结构中占主体地位，煤炭在我国一次能源结构中占主体地位，20142014年全国煤炭消费量达年全国煤炭消费量达38.6938.69亿吨，亿吨，20142014年我国烟尘排放量年

4、我国烟尘排放量 1 095 1 095万万 t, SO2 t, SO2 排放量排放量 2 255 2 255万万 t t。其中燃煤产生的。其中燃煤产生的 SO2 SO2 约占总约占总 量的量的 90%, CO 90%, CO 占占 71%, CO2 71%, CO2 占占 85%, 85%, 氮氧化物占氮氧化物占70%,70%,灰尘微粒占灰尘微粒占 61% 61%2012014 4年我国排放至大气中的年我国排放至大气中的 SO2 SO2 达达 2 255 2 255万万 t, t, 居世界第一。我国主居世界第一。我国主要的要的 SO2 SO2 污染源可归纳为硫酸污染源可归纳为硫酸 厂尾气中排放

5、的厂尾气中排放的 SO2 SO2 、有色金属冶炼、有色金属冶炼过程排放的过程排放的 SO2 SO2 、燃煤烟气中的、燃煤烟气中的 SO2 SO2 等三个方面等三个方面, , 其中燃煤烟气其中燃煤烟气 中中的的 SO2 SO2 仍是污染的主要来源。仍是污染的主要来源。在煤炭燃烧外排的烟气中在煤炭燃烧外排的烟气中, , 主要污染物为主要污染物为 SO2 SO2 、CO2 CO2 和和 NOx NOx、 烟尘烟尘等等2.2.燃煤环境污染现状燃煤环境污染现状在在 火焰区内温度超过火焰区内温度超过 1 600 , 1 600 , 燃料中氮和过剩空气燃料中氮和过剩空气 反应生成的氮反应生成的氮氧化物叫做燃

6、料氧化物叫做燃料 NOx ; NOx ;在火焰二次反在火焰二次反 应区内应区内, ,受辐射影响受辐射影响, , 温度在温度在 1 1 300 300 左右左右, , 由于过由于过 剩空气停留时间长剩空气停留时间长 , ,故而生成氮氧化物故而生成氮氧化物 , ,这种氮这种氮氧化氧化 物称之为热力物称之为热力 NOx NOx 。 这些氮氧化物由大约这些氮氧化物由大约 95% 95%的的NONO和和 5% 5%的的 NO2 NO2 组成组成 。煤炭中质量百分含量最高的元素就是碳元素煤炭中质量百分含量最高的元素就是碳元素, , 在煤炭燃烧时碳完全氧在煤炭燃烧时碳完全氧化产生化产生 CO2 , CO2

7、, 不完全燃烧则不完全燃烧则 生成生成 CO CO。如今。如今, CO2 , CO2 是造成地球温室效是造成地球温室效应的罪魁祸应的罪魁祸 首已经得到公认。首已经得到公认。 由于温室效应导致了地球温度上由于温室效应导致了地球温度上 升、升、两极冰雪融化、海平面上升、陆地被淹没等不可两极冰雪融化、海平面上升、陆地被淹没等不可 估量的损失估量的损失3.3.燃煤环境污染危害燃煤环境污染危害在煤炭的 燃烧利用过程中, 几乎同时伴随着对环境的污染。 煤中的部分元素在燃烧过程中氧化为有害物质 ,对 生态环境进行了严重的破坏 ,潜在地威胁着人类的 健康;部分物质甚至直接威胁着人类的健康。SO2对人体的危害很

8、大 。当 SO2 日平均浓度 达到 3. 5 m g /m3 时 ,会使人们的呼吸系统、心血管系 统的发病率和死亡率显著增加。 敏感的人在浓度2. 5 m g /m3的短时间作用下, 就会引起呼吸道阻力 增加。而且空气中SO2过多产生酸雨对建筑物有腐蚀作用常见的烟尘有黑烟、红烟、黄烟和灰烟。不同颜 色的烟尘,其组成和来源各不相同。黑烟含有大量焦 油、碳黑,主要来自燃煤、燃油业 ;黄烟含有大量氮氧化物,主要来 自化工厂;灰烟主要来自水泥厂和石灰厂。全世界每 年约有 1 亿 t烟尘排放到空气中, 其中不乏有毒烟 尘,如不及时处理 ,不仅会毁掉蓝天,而且会毁掉人体 健康 ,甚至生命CO2 是造成地球

9、温室效应的罪魁祸 首已经得到公认。 由于温室效应导致了地球温度上 升、两极冰雪融化、海平面上升、陆地被淹没等不可 估量的损失NO2 是红棕色的气体 ,具有特殊的臭味,并有显著的 毒性 ,直接损害人的眼、鼻、喉的粘膜,容易引起呼吸 道及肺部发炎。另外, NO2 又可以生成光化学烟雾, 对人体危害尤甚。此外 , NOx 也是产生酸雨的原因 之一。4.4.燃煤污染治理技术燃煤污染治理技术4 4. 1 . 1 洁净煤技术洁净煤技术洁净煤技术是旨在减少污染和提高效率的煤炭开采、加工、燃烧、转洁净煤技术是旨在减少污染和提高效率的煤炭开采、加工、燃烧、转化和污染控制新技术的总称化和污染控制新技术的总称, ,

10、 是当今各国解决环境问题的主导技术之是当今各国解决环境问题的主导技术之一。由于燃煤对大气的主要污染物为一。由于燃煤对大气的主要污染物为 SO2 , SO2 , 根据脱硫阶段不同根据脱硫阶段不同 , ,洁净洁净煤技术又分为燃前脱硫、燃中固硫、燃后净化技术煤技术又分为燃前脱硫、燃中固硫、燃后净化技术 , ,此外煤炭转换由此外煤炭转换由于提高了煤炭的能源品质于提高了煤炭的能源品质, , 改善了能源结构改善了能源结构 , ,也成为洁净煤技术的一也成为洁净煤技术的一个重要方面个重要方面 , ,这四方面技术形成了目前燃煤污染控制技术的这四方面技术形成了目前燃煤污染控制技术的主体。主体。4 4. 1. 1

11、. 1. 1 分段脱硫技术分段脱硫技术 燃前脱硫技术主要对原煤进行脱硫、固硫处理燃前脱硫技术主要对原煤进行脱硫、固硫处理, ,以削减污染源头的硫以削减污染源头的硫含量。含量。 脱硫处理采用煤炭洗选加工工艺脱硫处理采用煤炭洗选加工工艺 , ,通过物理法、化学法或微生通过物理法、化学法或微生物法等方法物法等方法, ,除去原煤中所含的灰分和黄铁矿硫除去原煤中所含的灰分和黄铁矿硫 ; ;另一种方法是采用固另一种方法是采用固硫型煤硫型煤 , ,通过加入固硫添加剂后通过加入固硫添加剂后 , ,使硫转化为无机硫化物残留在灰渣使硫转化为无机硫化物残留在灰渣中。中。 燃中固硫技术主要是采用固硫和高效、低污染燃烧技术燃中固硫技术主要是采用固硫和高效、低污染燃烧技术 , ,以减少煤以减少煤在燃烧中产生的污染物。在燃烧中产生的污染物。 在固硫方面在固硫方面, ,通过向锅炉内喷入石灰石通过向锅炉内喷入石灰石, , 煅煅烧成具有多孔、高表面活性的氧化钙烧成具有多孔、高表面活性的氧化钙 , ,