燃煤与二氧化硫污染

燃煤与二氧化硫污染第一页，共三十八页，编辑于2023年，星期三培训目标熟悉烟气脱硫工艺；掌握烟气脱硫原理；了解烟气脱硫发展；熟练烟气脱硫运行；掌握烟气脱硫控制；了解一般故障处理。第二页，共三十八页，编辑于2023年，星期三培训内容烟气脱硫意义；烟气脱硫工艺；烟气脱硫原理；烟气脱硫设备；烟气脱硫运行；烟气脱硫控制；烟气脱硫可靠性；第三页，共三十八页，编辑于2023年，星期三燃煤与二氧化硫污染马双忱CoalCombustionandPollutionofSulfurDioxide第四页，共三十八页，编辑于2023年，星期三使用燃料对环境的影响第五页，共三十八页，编辑于2023年，星期三燃煤与污染第六页，共三十八页，编辑于2023年，星期三第七页，共三十八页，编辑于2023年，星期三硫氧化物的污染早期局地环境中二氧化硫的浓度升高（英国煤炭使用）近100年来二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降（世界三大酸雨区）最近二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子（大气气溶胶）第八页，共三十八页，编辑于2023年，星期三人为因素造成的硫循环与硫排放第九页，共三十八页，编辑于2023年，星期三全球人为二氧化硫和二氧化碳的排放第十页，共三十八页，编辑于2023年，星期三二氧化硫的产生人类使用的有机燃料（煤和石油）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简单地表示第十一页，共三十八页，编辑于2023年，星期三煤的分类褐煤：烟煤：

无烟煤：第十二页，共三十八页，编辑于2023年，星期三

煤中硫的形态第十三页，共三十八页，编辑于2023年，星期三硫酸盐硫:

硫酸盐硫在燃烧时不参加燃烧，留在灰渣里，是灰分的一部分，其它形态的硫能燃烧放出热量。通常所说的SOx污染物只包括有机硫、硫化物，不包括MeSO4。硫化铁硫：是主要的含硫成分，常见形态是黄铁矿硫。黄铁矿：硬度6~6.5,比重4.7~5.2,本无磁性，但在强磁场感应下能转变为顺磁性物，吸收微波能力较强，据此，可把其从煤中脱除。有机硫：以各种官能团形式存在。如噻吩、芳香基硫化物、硫醇等。不易用重力分选的方法除去，需采用化学方法脱硫。第十四页，共三十八页，编辑于2023年，星期三我国动力煤的含硫量中国的动力煤资源:

全硫的加权平均含量为1.15%含硫量为小于0.5%的超低硫煤占39.35%含硫量在0.5~1.0%的低硫煤占16.46%含硫量在1.0~1.5%的中低硫煤占16.68%含硫量在1.5~2.0%的中硫煤占9.49%含硫量为2.0~3.0%的中高硫煤占7.85%含硫量分别为3.0~5.0%的高硫煤和大于5.0%的特高硫煤占7.05%第十五页，共三十八页，编辑于2023年，星期三中国已成为SO2的最大排放国商品煤、发电用煤及终端用煤的硫份分布

第十六页，共三十八页，编辑于2023年，星期三燃烧过程中硫氧化物的形成燃烧中硫的氧化机理燃料中硫氧化物的形成可以分成燃料硫氧化到SO2，SO2

氧化到SO3

和SO3氧化生成硫酸三个步骤。燃料燃烧过程中，有机硫首先分解出含硫化合物H2S，CS2，COS，元素硫和含硫有机物。H2S的氧化包括直接氧化，生成OH和生成水三个阶段，第二个阶段决定SO2的浓度；CS2

，COS，元素硫通过链反应被氧化。含硫有机物通过分解、取代和氧化被转化为SO2。第十七页，共三十八页，编辑于2023年，星期三黄铁矿硫的氧化

a．黄铁矿在氧化性气氛中的反应

4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2

b.黄铁矿在还原性气氛中的热分解FeS非常稳定，要在更高的温度下才会进一步分解：第十八页，共三十八页，编辑于2023年，星期三SO2和SO3之间的转化

反应方程式低浓度的SO3通过反应（1）产生于燃烧过程中。SO2+O+MSO3+M（1）SO3+OSO2+O2

（2）SO3+HSO2+OH（3）SO3+MSO2+O+M（4）

SO3主要在贫燃条件下产生，SO2约占硫氧化物的95%。受热面和金属氧化物的催化作用可以大大提高SO3的浓度。第十九页，共三十八页，编辑于2023年，星期三SO3生成速率

当d[SO3]/dt=0时，SO3浓度达到最大在富燃料条件下，[O]浓度低得多，SO3的去除反应主要为反应（3），SO3的最大浓度：第二十页，共三十八页，编辑于2023年，星期三SO2和SO3之间的转化燃烧后烟气中的水蒸气可能与SO3结合生成H2SO4，转化率:转化率与温度密切相关；H2SO4浓度越高，酸露点越高；烟气露点升高极易引起管道和空气净化设施的腐蚀；第二十一页，共三十八页，编辑于2023年，星期三SO2和SO3之间的转化SO3的转化率/%第二十二页，共三十八页，编辑于2023年，星期三二氧化硫的生成量、排放浓度以及脱硫效率的计算燃料中的可燃硫，在完全燃烧时，反应如下：

S十O2→SO2十q1.SO2生成量理论计算式

式中：—由所计算的燃烧装置排出的SO2的体积数(m3/h)S—所用燃料含硫量(质量％)t—排烟温度(℃)B—单位时间消耗的燃料量(kg/h)。

烟气中二氧化硫浓度：Cso2=Vso2*106/Vg（ppm,体积比）

第二十三页，共三十八页，编辑于2023年，星期三含硫量和SO2生成量的关系第二十四页，共三十八页，编辑于2023年，星期三

(64/32=2)

—指由所计算的燃烧装置排出的SO2质量(kg/h)1%含硫量的煤对应的二氧化硫浓度为1000ppm左右。1ppm=2.85mg/m3SO2排放的质量

第二十五页，共三十八页，编辑于2023年，星期三SO2的排放浓度和脱硫效率烟气中SO2的实际排放浓度低于其原始生成浓度。

CaO十SO2十1/2O2→CaSO4

烟气中SO2的排放系数φ＝63十34.5×(0.99)Aj

飞灰脱硫作用的大小取决于灰的碱度

φ：烟气中SO2的排放系数，即在煤燃烧过程中不采取其它脱硫措施时排放出的SO2浓度与原始总生成的SO2浓度之比；一般取90%。Aj：煤灰的碱度脱硫效率：第二十六页，共三十八页，编辑于2023年，星期三煤的折算含硫量在不同的排放系数下与排烟中原始SO2生成浓度及要求的脱硫效率的关系

脱除后排放浓度第二十七页，共三十八页，编辑于2023年，星期三禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井；已建成的生产煤层含硫份大于3%的矿井，逐步实行限产或关停；新建、改造含硫份大于1.5%的煤矿，应当配套建设相应规模的煤炭洗选设施；现有煤矿应按照规划的要求分批分期建设煤炭洗选设施；计划、交通运输部门要优先保证低硫煤、洗精煤向高硫煤地区的调入；

城市燃用的煤炭和重油的含硫量，必须符合当地人民政府规定；

除以热定电的热电厂外，禁止在大中城市城区及近郊区新建燃煤电厂；新建、改造燃煤含硫大于1%的电厂，必须建设脱硫设施；现有燃煤硫分1%电厂在2000年前采取减排二氧化硫的措施，在2010年分期分批建成脱硫设施或采取其他具有相应效果的减排二氧化硫的措施；工业锅炉和窑炉或其他排放SO2的工业污染源到2000年SO2达标排放；对排放二氧化硫的污染源征收排污费；到2000年，所有大中城市市区内的民用炉灶（包括居民、餐饮服务业炉灶、机关、企事炉灶、茶浴炉以及0.7MW以下采暖炉）到1999年底禁止燃用原煤。

煤炭使用全流程硫的控制第二十八页，共三十八页，编辑于2023年，星期三硫循环与硫排放我国SO2排放的年际变化第二十九页，共三十八页，编辑于2023年，星期三硫循环与硫排放我国SO2排放的地区分布第三十页，共三十八页，编辑于2023年，星期三硫循环与硫排放我国SO2排放的行业特点第三十一页，共三十八页，编辑于2023年，星期三硫循环与硫排放—我国北方城市SO2污染现状第三十二页，共三十八页，编辑于2023年，星期三硫循环与硫排放—我国南方城市SO2污染现状第三十三页，共三十八页，编辑于2023年，星期三硫循环与硫排放1999年全国城市酸雨的频率统计1999年统计264个城市降水年均pH范围在4.04～7.24年均pH低于5.6的城市有98个占统计城市的37.12%第三十四页，共三十八页，编辑于2023年，星期三城