硫氧化物控制

硫氧化物的污染控制汇报人：王广权二、燃烧前脱硫技术与工艺三、燃烧中脱硫技术与工艺一、硫循环与硫排放五、燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价四、燃烧后脱硫技术及其研究进展六、脱硫的发展与应用目录第一节硫循环与硫排放燃料中硫的存在形态无机硫：黄铁矿硫（FeS2）、硫酸盐、

有机硫：硫化物、硫醇、硫醚、二硫化有机物、单质硫

硫酸盐——不可燃硫、固定硫。其他——可燃硫煤含硫量0.1%-0.7%，以有机硫为主，80%-90%。存在于重馏分。原油甲烷85%、乙烷10%、丙烷3%、H2O、CO2、N2、H2S。天然气清风ppt素材更多好素材请访问https://12/1、硫的氧化机理一、SOX的生成机理在所有的情况下，它都作为一种重要的反应中间体有机硫的分解温度较低无机硫的分解速度较慢含硫燃料燃烧的特征是火焰呈蓝色，由于反应：

O+SOSO2+hv

2、SO2和SO3间的转化SO2+O+M→SO3+M（1）SO3+O→SO2+O2（2）SO3+H→SO2+OH（3）SO3+M→SO2+O+M（4）

在炽热反应区，[O]浓度很高，反应（1）和（2）起支配作用。二、硫循环与硫排放7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SO2人为活动是造成SO2大量排放的主要原因大部分SO2的控制方法都可以用以下反应表示CaCO3+SO2+0.5O2CaSO4+CO2

煤炭洗选：使用前脱硫。目前仅能除去煤炭中的部分无机硫，对于煤炭中的有机硫尚无经济可行的去除技术。三、脱硫方式（燃烧前、中、后）

循环流化床锅炉(CFBC)：

洁净煤燃烧技术：燃烧过程中脱硫。具有可燃用劣质煤、调峰能力强、可掺烧石灰石脱硫、控制炉温减少氮氧化物排放等特点。

烟气脱硫(FGD)：燃烧后脱硫。在锅炉尾部电除尘后至烟囱之间的烟道处加装脱硫设备,目前95％以上的燃煤锅炉采用此方式实施脱硫,是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、最主要的技术手段。目前国内外应用最广泛的方法是烟气脱硫！！跳汰选煤重介质选煤浮选洗煤碱法脱硫气体脱硫裂解、氢化脱硫超临界气体抽提脱硫氧化法脱硫微生物脱硫物理法化学法物化法微生物二、污泥脱水预处理技术研究现状煤的洗选脱硫：煤炭的固态加工（煤炭洗选）采用物理、物理化学、化学及微生物等方法脱除煤中的硫。第二节燃烧前脱硫技术与工艺

我国以物理选煤为主。跳汰占59%、重介质选煤占23%、浮选占14%1、物理法洗煤跳汰选煤：利用各种密度、粒度及形状的物料，通过在不断变化的流体作用下的运动过程，使不同类型颗粒混合物的床层呈现出以密度差别为主要特征的分层。（主要去除硫铁矿硫）重介质选煤：用密度介于煤与煤矸石之间的悬浮液作为分选介质。进入重介质旋流器进行旋流分选。浮选洗煤：煤粒表面非极性，具有疏水性。矿浆中加入浮选剂，使煤粒上浮与矿物质分离。2、化学法洗煤碱法脱硫：在煤中加入KOH、NaOH或Ca(OH)2，在一定温度下合成硫化物。可去除全部FeS2和70%有机硫。气体脱硫：在高温下，用能与硫铁矿和有机硫反应的气体处理煤，生成挥发性含硫气体。效率>86%。裂解、氢化脱硫：将煤中的硫转化为硫化钙、再转化为可溶的硫氢化钙。步骤：炭化、酸浸提、氢化。3、超临界气体抽提脱硫超临界气体抽提脱硫：在煤中加入甲醇、乙醇，利用醇中的氢键和偶极引力，增加对煤中的有机物的溶解能力，实现脱硫。去除有机硫，效率>58%。氧化法脱硫：在酸性和氢氧化铵存在的条件下，将硫化合物在含氧溶液中氧化成易于脱除的硫和硫酸盐，使硫与煤分离。在酸性溶液中，只能去除FeS2，效率>90%；在碱性溶液中，还可脱除30%-40%有机硫。利用微生物与中间产物的化学作用，主要去除硫铁矿硫。4、生物法洗煤氧化溶解：FeS2+微生物→H2SO4+Fe2+铁氧化：Fe2+-e-→Fe3+微生物作用：Fe3++FeS2→Fe2++S硫氧化：S+微生物→H2SO4

微生物作用主要微生物种类：氧化亚铁硫杆菌、氧化硫杆菌。通过试验室试验：可去除90%无机硫，需要1-2周时间。5、煤炭转化技术气体燃料脱硫液体燃料脱硫煤气化煤液化采用空气、氧气、CO2和水蒸气作为气化剂，在气化炉内（一定温度、压力条件下）反应生成不同组分不同热值的煤气生成物：CO、CO2、H2、CH4、H2O、H2S、CS2、COS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H2S从重油中分离。直接脱硫和间接脱硫：RSR+2H2=2RH+H2S清风ppt素材更多好素材请访问https://12/固体煤在适宜反应条件下，通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品。直接液化和间接液化

煤气、天然气中主要是H2S、有机硫。H2S脱除方法：吸收、液相催化氧化、吸附。燃烧中脱硫又称炉内脱硫，即在燃烧过程中，加入固硫剂，使煤中硫转化为硫酸盐，加以脱除。第三节燃烧中脱硫技术与工艺一、流化床燃烧技术：将大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中，从而使颗粒具有流体的某些表观特征，这种流固接触状态称为固体流态化，即流化床。流化机理：气流速度介于临界速度和输送速度之间，煤粒保持流化状态优点：流化床利于燃料的充分燃烧、易于脱硫、抑制氮氧化物生成分类按流态：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流化床燃烧脱硫脱硫剂：石灰石（CaCO3）、白云石（CaCO3•MgCO3）炉内化学反应：CaSO4的摩尔体积大于CaCO3，由于孔隙堵塞，CaO不可能完全转化为CaSO41、流化床脱硫的化学过程CaO对SO2的吸收过程：SO2

从主气流向颗粒外表面转移的气相传质；SO2在多孔介质内的扩散；SO2在孔壁上的吸附；SO2与CaO的化学反应以及产物层的形成；SO2通过产物层向未反应CaO表面的扩散。2流化床燃烧脱硫的影响因素1、钙硫比表示脱硫剂用量的指标脱硫率（）可以用Ca/S（R）近似表达

2、煅烧温度存在最佳脱硫温度范围温度低时，孔隙量少、孔径小，反应被限制在颗粒外表面温度过高，CaCO3烧结严重3、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进入悬浮段的固体颗粒，经过一定的分离高度后，较大的颗粒会回到床层，较小的颗粒被气流带走，这种颗粒从混合物中的分离，叫做扬析

脱硫剂的再生不同温度下的再生反应炉内喷钙脱硫在煤粉炉未广泛应用的原因炉内温度太高烟气中含有较多的CO2和H2O炉内喷入的脱硫剂容易发生烧结表面积快速减少反应活性和反应速率降低超过1300℃时，产物CaSO4易于分解成CaO和SO2脱硫率较低(10~30%)新的研究进展提高吸收剂的活性，改善SO2的扩散过程改变吸收剂的喷入位置，避免吸收剂的烧结失活改变吸收剂的喷入位置，避免吸收剂的烧结失活

以有机钙盐代替石灰石，或以有机固体废弃物和石灰为原料制备的有机钙混合物，其优点为：便于现有锅炉的脱硫脱硝，达到环保要求有效地回收和利用城市固体废弃物，改善环境有机钙具有一定的热值，能降低锅炉的煤耗二、炉内喷钙脱硫技术1、LIFAC烟气脱硫工艺LimestoneInjectionintotheFurnaceandActivationCalciumOxide1986年由芬兰的Tampella和IVO公司开发投入运行炉内喷钙+活化反应器LIFAC工艺的工艺流程三、LIFAC烟气脱硫技术2影响活化器内脱硫效率的因素雾化水量液滴粒径水雾分布出口烟温等3LIFAC工艺系统的脱硫率活化器脱硫效率通常在40%~60%之间。整个LIFAC工艺系统的脱硫效率η=η1+(1-η1)η2LIFAC工艺系统的脱硫率为60%~85%4脱硫灰再循环工艺将电除尘分离的粉尘返回一部分到活化器中再次利用5烟气再加热目的：将烟气温度提高到比露点高10～15℃原因：雾化水的蒸发导致活化器出口烟温的降低加热工质：蒸气、空气或未经活化器的烟气特点：系统简单；投资低；中等脱硫效率；对机组影响不大；运行维护方便；适用于中、小容量机组和老电厂的改造。6LIFAC的应用对锅炉运行的影响不会造成受热面结焦、腐蚀和严重积灰；电除尘器的除尘效率下降；烟道阻力增加；脱硫剂的喷入会导致热量的损失；脱硫装置导致厂用电增加。第四节燃烧后脱硫技术及其研究进展

1．按脱硫剂分类

目前开发的多种烟气脱硫技术，尽管设备构造和工艺流程各不相同，但基本原理都是以碱性物质作SO2的吸收剂。以石灰石、生石灰为基础的钙法以氧化镁为基础的镁法以合成氨为基础的氨法以有机碱为基础的碱法以亚硫酸钠、氢氧化钠为基础的钠法按脱硫剂分类2．按有无液相介入分类在电力界尤其是脱硫界以有无液相介入来进行分类。湿法半干法干法海水法电子束法按有无液相介入分类湿法：进入湿吸收剂；排出湿物质

湿法是利用碱性溶液为脱硫剂，应用吸收原理在气、液、固三相中进行脱硫的方法，脱硫产物和残液混合在一起，为稀糊状的流体。湿法脱硫的操作温度在44－55ºC。半干法：进入湿吸收剂；排出干物质

半方法是指在有液相和气相介入脱硫方法，脱硫产物为干粉状。半方法的操作温度控制在60－80ºC。干法：进入干吸收剂；排出干物质。

干法是指无液相介入完全在干燥状态下进行脱硫的方法。如向炉内喷干燥的生石灰或石灰石粉末，即脱硫产物为粉状。操作温度在800－1300ºC。海水法：采用海水对烟气脱硫的方法

此方法受地域条件限制。且有氯化物严重腐蚀设备的问题。脱硫残液PH很低，必须配置参数合理的水质恢复系统，才能达到环保要求的排放条件。电子束法：是一种利用高能物理原理，采用电子束辐照烟气，或以脉冲产生电晕对烟气实施脱硫的方法。电子束法使用的脱硫剂为合成氨，目前仅限于吨位不大的燃煤锅炉烟气脱硫。34当前全世界的主要脱硫方法石灰石/石灰法洗涤几种最常用的烟气脱硫技术1、反应机理2、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3、解决的问题设备腐蚀结垢和堵塞除雾器阻塞脱硫剂的利用率液固分离固体废物的处理处置改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫加入己二酸的石灰石法抑制气液界面上SO2溶解造成的pH值降低，加速液相传质增加液相与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1/2~1/3)主要过程吸收剂制备吸收和干燥固体捕集固体废物处置2、喷雾干燥法烟气脱硫3.其他湿法脱硫工艺氧化镁法海水脱硫法氨法氨水做吸收剂4.干法脱硫技术干法喷钙脱硫干法脱硫技术循环流化床烟气脱硫5.同时脱硫脱氮工艺电子束辐射法6.同时脱硫脱氮工艺电子束辐射法湿法同时脱硫脱氮工艺第五节、燃煤二氧化硫污染控制技术综合比较评价指标

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；

技术性能。包括脱硫效率，处理能力，技术复杂程度，占地情况，再热需要及副产品利用等，反映技术的综合性能；

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；

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。

燃煤烟气脱硫技术的应用取决于多种因素，针对目前我国仍以煤电为主要能源的现状，应综合考虑使用稳定性、投资费用、运行成本、二次污染等因素，结合燃料脱硫、煤的洁净燃烧技术、烟气脱硫技术各自的优势，寻找适合我国国情的二氧化硫控制技术。1、全国火电厂二氧化硫排放状况“十二五”期间，全国规划燃煤火电机组开工规模预计为3亿千瓦，2015年火电装机容量将达到9.33亿千瓦。在燃煤火电机组装机容量增加的过程中，碳排放总量会不断增加，粉尘、二氧化硫等污染物的排放量也将有较大幅度的增加。2011年1至6月份，二氧化硫排放总量1114.1万吨，比2010年同期（1133.9万吨）减少1.74%；氮氧化物排放总量1206.7万吨，比2010年同期（1136.6万吨）增长6.17%。由于酸雨和二氧化硫污染造成农作物、森林和人体健康等方面的经济损失约为1100多亿元，已接近当年国民生产总值的2%，成为制约我国经济和社会发展的重要因素。第六节、脱硫的发展与应用532、国家环境保护“十二五”规划专栏1：“十二五”环境保护主要指标序号指

标2010年2015年2015年比2010年增长1化学需氧量排放总量（万吨）2551.72347.6-8%2氨氮排放总量（万吨）264.4238.0-10%3二氧化硫排放总量（万吨）2267.82086.4-8%4氮氧化物排放总量（万吨）2273.62046.2-10%

5地表水国控断面劣Ⅴ类水质的比例（%）17.7<15-2.7个百分点七大水系国控断面水质好于Ⅲ类的比例（%）55>605个百分点6地级以上城市空气质量达到二级标准以上的比例（%）72≥808个百分点

“十二五”期间，空气环境质量评价范围由113个重点城市增