能源利用现状和排硫污染控制

1、能源利用现状和排硫污染控制主要内容： 一、能源利用现状 二、煤炭资源 三、能源利用中的主要污染物 四、硫化物性质 五、二氧化硫的危害 六、硫化物监测与脱硫方法一、能源利用现状 一、能源利用现状太阳能生物质能风能地热能氢能海洋能潮汐能洋流能波浪能新能源一、能源利用现状一、能源利用现状一、能源利用现状小结： 1.中国是煤炭大国，使用煤炭的历史悠久。 2.中国在一定时间内的能源仍以煤炭为主。二、煤炭资源 1.概念 煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。二、煤炭资源煤的分类无烟煤烟煤褐煤泥煤95%以上70%以上 60%70%50%60%二、煤炭资源3.硫含

2、量 煤中硫又可分为有机硫和无机硫两大类。 高硫煤 大于4%； 富硫煤 2.5%4%； 中硫煤 1.5%2.5%； 低硫煤 1.0%1.5%； 特低硫煤 小于或等于1%。煤按硫含量分类二、煤炭资源三、能源利用产生的污染物 能源利用的过程中会产生很多的污染物。大规模使用化石燃料至今，环境污染已经到了地球难以承受的程度。全球环境问题，已经成为当今人类所必须解决的生存问题。 三、能源利用产生的污染物1.污染物种：硫化物氮化物烟尘二氧化碳三、能源利用产生的污染物 硫化物是主要的大气污染物，主要表现在酸雨上。 硫在地壳中含量颇丰，在地球上分布广泛，煤炭、石油、天然气等矿物燃料和有色金属、黑色金属矿床乃至具

3、有代谢功能的蛋白质分子中都含有硫。 三、能源利用产生的污染物三、能源利用产生的污染物1.2氮氧化物 NOX对环境的损害作用极大，它既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗O3的一个重要因子。 三、能源利用产生的污染物 NOX来源： 天然排放的NOX,主要来自土壤和海洋中有机物的分解，属于自然界的氮循环过程。 人为活动排放的NOX，大部分来自化石燃料的燃烧过程；也来自生产、使用硝酸的过程。三、能源利用产生的污染物 它也是大气污染的主要因素之一。 一次颗粒物是由天然污染源和人为污染源释放到大气中直接造成污染的颗粒物。 二次颗粒物是由大气中某些污染气体组分之间，或这些组分

4、与大气中的正常组分之间通过光化学氧化反应、催化氧化反应或其他化学反应转化生成的颗粒物。 三、能源利用产生的污染物颗粒物危害：造成大气能见度降低。大量的颗粒物落在植物叶子上影响植物生长。粒径在 3.5微米以下的颗粒物，引起或加重呼吸系统的疾病。大气中大量的颗粒物，干扰太阳和地面的辐射，从而对地区性甚至全球性的气候发生影响。三、能源利用产生的污染物 二氧化碳是能源利用中产生最多的物质，目前科学界的主要将它视为温室效应的主要气体。三、能源利用产生的污染物 二氧化碳危害： 空气中二氧化碳的体积分数为1%时，感到气闷，头昏，心悸；4%-5%时感到眩晕。6%以上时使人神志不清、呼吸逐渐停止以致死亡 。四、

5、硫化物性质 硫又叫硫磺，黄色固体，能与氧、氢、卤素（除碘外）和大多数金属化合，化合价有-2、+4、+6。各种矿物燃料都含硫，有色金属和黑色金属多为硫化物矿床。硫是构成蛋白质的基本元素，决定着蛋白质分子的立体构形。四、硫化物性质硫化物： 无机化学中，硫化物指电正性较强的金属或非金属与硫形成的一类化合物，如二氧化硫。大多数金属硫化物都可看作氢硫酸的盐。由于氢硫酸是二元弱酸，因此硫化物可分为酸式盐、正盐和多硫化物三类。 四、硫化物性质 有机化学中，硫化物指含有二价硫的有机化合物。根据具体情况的不同，有机硫化物可包括：硫醚（R-S-R）、硫酚/硫醇（Ar/R-SH）、硫醛（R-CSH）、硫代羧酸和二硫

6、化物（R-S-S-R）等。四、硫化物性质四、硫化物性质 大气中的含硫化合物有SO2、H2S、H2SO4、硫酸盐和有机硫化物等。其中SO2是主要的污染物。 四、硫化物性质二氧化硫的来源：天然来源：硫化氢氧化、活火山喷发气体、地面动植物的腐烂发酵等。人为来源：主要是矿物质燃料燃烧和硫化矿物的冶炼过程，其中矿物燃料的燃烧约占到总二氧化硫排放的80%。四、硫化物性质大气中二氧化硫可能参与的反应途径有：光化学反应存在氮氧化物或碳氢氧化物时的光化学反应化学反应在微水滴中的化学反应四、硫化物性质 大气中二氧化硫的吸收光谱有3个：吸收带的波长为340 400nm，是一个弱吸收带吸收带的波长为240330nm，

7、是一个强吸收带吸收带的波长开始于240nm，但是这个波长在底层大气中时不重要的。四、硫化物性质 二氧化硫的离解能是564.8 ，相当于218nm的光 , 所以二氧化硫在对流层中不可能被光解，当能量值达到最大吸收波长的能量时，二氧化硫将从单重基态跃迁到最低三重态：四、硫化物性质 如果吸收光的波长达到 ，二氧化硫就会从单重基态变成激发单重态 但是，能量较高的激发单态很不稳定，很快通过内部穿越过程转变为三重态，并放出磷光。四、硫化物性质 上述过程也可能在与另一个二氧化硫分子碰撞时进行能量转移而发生，或者与第三种物质相碰撞失活而转为基态分子四、硫化物性质 由于三重态二氧化硫的寿命很长，大约有1000s

8、。三重态的二氧化硫可以使基态二氧化硫氧化成三氧化硫。四、硫化物性质 当大气中的二氧化硫收到波长小于218nm的太阳辐射时，二氧化硫发生光解。总的化学反应为：四、硫化物性质 在光氧化的过程中，反应生成的三氧化硫也会吸收240330nm的光辐射，分解成二氧化硫四、硫化物性质1）二氧化硫与原子氧的反应当空气中大量存在二氧化氮时，二氧化氮在光的作用下分解产生原子氧，基态的原子氧与二氧化硫反应生成三氧化硫。四、硫化物性质2）二氧化硫与 和 的反应 二氧化硫氧化的另一条重要途径可能包含氢氧自由基对二氧化硫的氧化 四、硫化物性质3）二氧化硫在有碳氢化合物存在下的反应 在含有二氧化硫的大气中，如果同时含有氮氧

9、化物和碳氢化物时，则在阳光照射下二氧化硫的光氧化速率会明显增加，远远大于在清洁大气中观察到的速率值。 四、硫化物性质二氧化硫与乙烯气体的反应其中 为固体物质。四、硫化物性质4）二氧化硫在微水滴中的反应 在对流层中二氧化硫的氧化主要是通过均相反应和异相反应两种方式进行的。二氧化硫的均相反应过程为：四、硫化物性质注意：大气中的氢氧自由基氧化二氧化硫的速率比过氧化氢自由基或者过氧化烷氧基自由基氧化二氧化硫的速率高的多。二氧化硫的氧化速率与光的强度成正比。问题：是不是说高空二氧化硫氧化的更快呢？四、硫化物性质 实际上，近地面大气中的二氧化硫的氧化速率比高空的二氧化硫的氧化速率要快的多。 这说明，二氧化

10、硫氧化不是单纯的均相反应，而是多相氧化和催化的结果。四、硫化物性质 起催化作用的元素主要是过渡族金属元素。四、硫化物性质 经试验研究表明： 如果水滴中存在Mn2+,Fe2+,Cu2+时，可以使二氧化硫的氧化速率分别增加12.2倍，3.5倍和2.4倍。四、硫化物性质 在水滴存在的情况下，二氧化硫常常会被大气中的颗粒物所吸附，特别是被煤烟中的细小碳颗粒所吸附，从而发生界面氧化：四、硫化物性质小结： 通过上面的分析，我们可以看到，大气中的二氧化硫经过各种化学反应之后，大部分都形成了硫酸以及硫酸盐，另一部分则与有机物结合形成了气溶胶。五、二氧化硫危害中国大气环境质量标准规定： 一级标准：SO233 二

11、级标准：SO233。 三级标准：SO233。中央电视台空气质量预报内容空气污染指数空气质量级别首要污染物050优/51100良二氧化硫101150轻微污染二氧化硫、可吸入颗粒物151200轻度污染二氧化硫、可吸入颗粒物201250中度污染二氧化硫、可吸入颗粒物250以上重度污染二氧化硫、可吸入颗粒物五、二氧化硫危害 大气中的二氧化硫对自然界中的危害只要表现在两个层面：环境生物效应和生态效应。 五、二氧化硫危害 环境生物效应是指各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果。环境生物效应的后果时间上有长有短、程度上有重有轻。 生态效应：指人为活动造成的环境污染和环境破坏引起生态系统结构和功能的变化。

12、五、二氧化硫危害对人的危害：1.易溶于血液，导致多种疾病发生2.使青少年免疫力低下，抗病能力减弱3.硫酸盐气溶胶，增加病人死亡率4.硫酸酸雾进入肺部，引起肺纤维化病变五、二氧化硫危害对植物的危害：2.低浓度时，植物生长机能受到影响，产量降低，品质变坏五、二氧化硫危害 此外，大气中的二氧化硫对金属的腐蚀，尤其是钢结构的腐蚀作用也不容小觑。 暴露在空气中的工业设施、生活设施和交通设施，在二氧化硫的作用下常常会提前报废。五、二氧化硫危害 二氧化硫的生态效应主要表现为二氧化硫被氧化形成的酸雨。 酸雨是指pH5.6的雨雪或其他形式的降水或浮尘。我国的酸雨多为硫酸雨，少为硝酸雨。五、二氧化硫危害酸雨的危害

13、： 酸雨在国外被称为“空中死神”。它的主要危害表现在4个方面。五、二氧化硫危害1）破坏森林、草原和农作物 酸雨会影响农作物的叶子，同时土壤中的金属元素被酸雨溶解，造成矿物质的大量流失，植物得不到充足的养分，将会枯萎死亡。五、二氧化硫危害2）土壤酸碱性增强，湖泊酸化，生态环境受损。五、二氧化硫危害3）破坏建筑物 酸雨使非金属建筑物材料如混凝土、砂浆和灰砂砖等的水泥溶解，出现裂缝，导致建筑物损坏。酸雨使名胜古迹面目全非。文化遗产的破坏日益严重，令人担忧。五、二氧化硫危害4）酸雨对人体也有不良影响 眼角膜和呼吸道粘膜对酸类十分敏感，受酸雨刺激，导致红眼病和支气管炎。农田土壤酸化，是土壤矿物中的有害重

14、金属，如汞及铅等再溶出，有食物链传送进入人身，影响人体健康，严重的将导致死亡。五、二氧化硫危害酸雨区：六、硫化物监测与脱硫方法 法律依据：中华人民共和国环境保护法 和中华人民共和国大气污染防治法 1）国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复 2）国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定 3）国家环境保护十一五规划 4）锅炉大气污染物排放标准六、硫化物监测与脱硫方法 十一五规划纲要：到2010年，二氧化硫排放量由2005年的2549万吨减少到2295万吨。 十二五规划纲要：非化石能源占一次能源消费比重达到11.4%。二氧化硫排放分别减少8%，氨氮、氮氧化物排放分别减少10%。六、

15、硫化物监测与脱硫方法 2.1电导原理和库仑原理而制成的二氧化硫测定仪器现在已被广泛使用（这种仪器，结构简单，使用方便，但是在抗干扰方面不及火焰光度法） 根据物质分子吸收光谱和荧光光谱能基跃迁机理，具有吸收光子能力的物质在特定波长下，课瞬间发射出荧光。六、硫化物监测与脱硫方法 二氧化硫被四氯汞钾吸收后形成稳定的络合物，再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成玫瑰紫色化合物，比色定量。3，缺点是需要氢气源，需增加安全措施。六、硫化物监测与脱硫方法大气中的硫污染控制主要包括3大类：脱硫方法燃烧前脱硫燃烧中脱硫燃烧后脱硫六、硫化物监测与脱硫方法 主要才使用物理、化学及微生物的方法脱除煤中的硫。包括：煤炭的固态

16、加工、煤炭转化和重油脱硫。六、硫化物监测与脱硫方法 在燃烧过程中，加入固硫剂，使煤中的硫转化为硫酸盐，加以脱除。主要方法有：型煤固硫法和循环流化床脱硫法。六、硫化物监测与脱硫方法 燃烧后脱硫主要是对燃烧生成的烟气中等的二氧化硫和三氧化硫进行处理。这类方法众多，如石灰石石膏法；石灰石膏法；氧化镁硫酸镁法等。附录：各行业SO2 排放情况介绍附录：十二五各地区SO2排放量附录：附录：SO2污染控制区和酸雨控制区SO2污染控制区近年来环境空气二氧化硫年平均浓度超过国家二级标准；日平均浓度超过国家三级标准；二氧化硫排放量较大；以城市为基本控制单元。附录：酸雨控制区现状监测降水pH4.5；硫沉降超过临界负

17、荷； 二氧化硫排放量较大的区域； 国家级贫困县暂不划入酸雨控制区。附录：上海市 上海市江苏省 南京市、扬州市、南通市、镇江市、无锡市、苏州市、泰州市浙江省 杭州市、宁波市、温州市、嘉兴市、湖州市、绍兴市、金华市、衢州市(市区及江山市、衢县、龙游县)、台州市安徽省 芜湖市、铜陵市、马鞍山市、黄山市、巢湖地区、宣城地区附录：福建省 福州市、厦门市、三明市、泉州市、漳州市、龙岩市 江西省 南昌市、萍乡市、九江市、鹰潭市、抚州地区、吉安市、赣州市湖北省 武汉市、黄石市、荆州市、宜昌市、荆门市、鄂州市、潜江市、咸宁地区湖南省 长沙市、株州市、湘潭市、衡阳市、岳阳市、常德市、张家界市、郴州市、益阳市、娄底

18、地区、怀化市、吉首市广东省 广州市、深圳市、珠海市、汕头市、韶关市、惠州市、汕尾市、东莞市、中山市、江门市、佛山市、湛江市、肇庆市、云浮市、清远市、潮州市、揭阳市附录：广西壮族自治区 南宁市、柳州市、桂林市、梧州市、玉林市、贵港市、南宁地区（上林县、崇左县、宾阳县、横县）、柳州地区（合山市、来宾县、鹿寨县）、桂林地区（灵川县、全州县、兴安县、荔浦县、永福县）、贺州地区（贺州市、钟山县）、河池地区（河池市、宜州市）重庆市 渝中区、江北区、沙坪坝区、南岸区、九龙坡区、大渡口区、渝北区、北碚区、巴南区及万盛区、双桥区、涪陵区、永川市、合川市、江津市、长寿县、荣昌县、大足县、綦江县、璧山县、铜梁县、潼南县附录：四川省 成都市、自贡市、攀枝花市、泸州市、德阳市、绵阳市、遂宁市、内江市、乐山市、南充市、宜宾市、广安地区、眉山地区贵州省 贵阳市、遵义市、安顺地区、兴义市、凯里市、都匀市云南省 昆明市、曲靖市、玉溪市、昭通市、个旧市、开远市、楚雄市附录：北京市 东城区、