大氣污染控制工程：第八章硫氧化物的污染控制

第八章第八章 硫氧化物的污染控制硫氧化物的污染控制11硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放2燃燒前燃料脫硫燃燒前燃料脫硫3流化床燃燒脫硫流化床燃燒脫硫4高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化5低濃度二氧化硫煙氣脫硫低濃度二氧化硫煙氣脫硫6我國二氧化硫排放控制策略我國二氧化硫排放控制策略本章主要內容本章主要內容21.受人為活動影響的硫循環(huán)受人為活動影響的硫循環(huán)2.全球和我國的硫排放狀況全球和我國的硫排放狀況3.二氧化硫排放的環(huán)境影響二氧化硫排放的環(huán)境影響4.二氧化硫減排措施與途徑二氧化硫減排措施與途徑一、硫循環(huán)及硫排放一、硫循環(huán)及硫排放31.受人類活動影響的硫循環(huán)受人類活動影響的硫循環(huán)一、硫循環(huán)及硫排放一、硫循環(huán)及硫排放4一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放2.全球和我國的硫排放狀況全球和我國的硫排放狀況硫的人為排放硫的人為排放燃料燃燒時，其中的硫大部分轉化為燃料燃燒時，其中的硫大部分轉化為SO2含硫礦石的加工是另一重要人為源，黃銅礦冶煉含硫礦石的加工是另一重要人為源，黃銅礦冶煉5一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放2.全球和我國的硫排放狀況全球和我國的硫排放狀況全球人為源的硫排放全球人為源的硫排放硫排放控制重點：控制與能源活動有關的排放硫排放控制重點：控制與能源活動有關的排放61994排放量排放量(GgSO2)一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放2.全球和我國的硫排放狀況全球和我國的硫排放狀況全球人為源的硫排放全球人為源的硫排放歐美歷史上增歐美歷史上增長最快的時期長最快的時期我國歷史上增我國歷史上增長最快的時期長最快的時期全球二氧化硫排放量全球二氧化硫排放量7一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放2.全球和我國的硫排放狀況全球和我國的硫排放狀況我國人為源的硫排放我國人為源的硫排放全國煤炭消費總量（億噸）全國煤炭消費總量（億噸）全國全國SO2排放總量（萬噸）排放總量（萬噸）增加增加9億噸億噸下降下降14.3%8一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放2.全球和我國的硫排放狀況全球和我國的硫排放狀況我國人為源的硫排放我國人為源的硫排放工業(yè)行業(yè)二氧化硫排放情況工業(yè)行業(yè)二氧化硫排放情況9一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放3.二氧化硫排放的環(huán)境影響二氧化硫排放的環(huán)境影響早期早期局地局地環(huán)環(huán)境中二氧化硫的境中二氧化硫的濃濃度升高度升高近近100年來年來二氧化硫等酸性氣體二氧化硫等酸性氣體導導致的酸沉降致的酸沉降最近最近形成二次形成二次細細粒子粒子硫酸硫酸鹽鹽硫酸硫酸鹽對鹽對人體健康、能人體健康、能見見度和全球氣候度和全球氣候產產生影響生影響10一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放城市二氧化硫污染城市二氧化硫污染2012年地級及以上城市二氧化硫年均濃度分布年地級及以上城市二氧化硫年均濃度分布3.二氧化硫排放的環(huán)境影響二氧化硫排放的環(huán)境影響11資料來源：資料來源：中華人民共和國環(huán)境保護部，中華人民共和國環(huán)境保護部，2012中國環(huán)境狀況公報，中國環(huán)境狀況公報，20132012年全國降水年全國降水pH年均值等值線示意圖年均值等值線示意圖一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放酸雨酸雨3.二氧化硫排放的環(huán)境影響二氧化硫排放的環(huán)境影響12資料來源：資料來源：中華人民共和國環(huán)境保護部，中華人民共和國環(huán)境保護部，2012中國環(huán)境狀況公報，中國環(huán)境狀況公報，2013一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放酸雨酸雨降水中主要離子當量濃度比例降水中主要離子當量濃度比例3.二氧化硫排放的環(huán)境影響二氧化硫排放的環(huán)境影響13資料來源：資料來源：中華人民共和國環(huán)境保護部，中華人民共和國環(huán)境保護部，2012中國環(huán)境狀況公報，中國環(huán)境狀況公報，2013一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放細顆粒物中的硫酸鹽細顆粒物中的硫酸鹽3.二氧化硫排放的環(huán)境影響二氧化硫排放的環(huán)境影響PM2.5硫酸根年均硫酸根年均濃濃度（度（g/m3)資料來源：資料來源：NARSTO,2004;Yaoetal.(2002);思匯研究所，思匯研究所，200414一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放細顆粒物中的硫酸鹽細顆粒物中的硫酸鹽3.二氧化硫排放的環(huán)境影響二氧化硫排放的環(huán)境影響北京市北京市2012-2013年度年度PM2.5主要成分質量百分比主要成分質量百分比資料來源：資料來源：北京環(huán)保局，北京環(huán)保局，201415一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放4.二氧化硫減排措施與途徑二氧化硫減排措施與途徑PredictedemissionswithoutcontrolActualemissions日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程16Reductionbyfuelswitch一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放4.二氧化硫減排措施與途徑二氧化硫減排措施與途徑日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程17Reductionbyenergyconservation一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放4.二氧化硫減排措施與途徑二氧化硫減排措施與途徑日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程18Reductionbyindustrialstructurechange一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放4.二氧化硫減排措施與途徑二氧化硫減排措施與途徑日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程19一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放4.二氧化硫減排措施與途徑二氧化硫減排措施與途徑日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程Reductionbyfluegasdesulfurization20一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放4.二氧化硫減排措施與途徑二氧化硫減排措施與途徑日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程日本的二氧化硫排放控制歷程ActualemissionsPredictedemissionswithoutcontrolReductionbyfuelswitchReductionbyindustrialstructurechangeReductionbyfluegasdesulfurizationReductionbyenergyconservation21一、一、硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放4.二氧化硫減排措施與途徑二氧化硫減排措施與途徑歐洲的二氧化硫排放控制歷程歐洲的二氧化硫排放控制歷程歐洲的二氧化硫排放控制歷程歐洲的二氧化硫排放控制歷程Source:IIASAhttp:/gains.iiasa.ac.at221硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放2燃燒前燃料脫硫燃燒前燃料脫硫3流化床燃燒脫硫流化床燃燒脫硫4高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化5低濃度二氧化硫煙氣脫硫低濃度二氧化硫煙氣脫硫6我國二氧化硫排放控制策略我國二氧化硫排放控制策略本章主要內容本章主要內容231.煤炭的固態(tài)加工煤炭的固態(tài)加工2.煤炭的轉化煤炭的轉化3.重油脫硫重油脫硫二、燃燒前燃料脫硫二、燃燒前燃料脫硫24國外冶金和動力用煤標準國外冶金和動力用煤標準煤炭洗選：通過物理、化學或微生物分選的方法使煤煤炭洗選：通過物理、化學或微生物分選的方法使煤和雜質有效分離，并加工成質量均勻、用途不同的煤和雜質有效分離，并加工成質量均勻、用途不同的煤炭產品炭產品物理洗煤：物理洗煤：根據(jù)煤炭和雜質物理性質的差異分選。分根據(jù)煤炭和雜質物理性質的差異分選。分選后原煤含硫量降低選后原煤含硫量降低40%-90%。1.煤炭的固態(tài)加工煤炭的固態(tài)加工煤炭洗選煤炭洗選煉焦煤：煉焦煤：S:1%，灰分，灰分6-8%；動力煤：動力煤：S:0.5-1%，灰分，灰分15-20%二、燃燒前燃料脫硫二、燃燒前燃料脫硫25國外冶金和動力用煤標準國外冶金和動力用煤標準煤炭洗選：通過物理、化學或微生物分選的方法使煤煤炭洗選：通過物理、化學或微生物分選的方法使煤和雜質有效分離，并加工成質量均勻、用途不同的煤和雜質有效分離，并加工成質量均勻、用途不同的煤炭產品炭產品物理洗煤：根據(jù)煤炭和雜質物理性質的差異分選。物理洗煤：根據(jù)煤炭和雜質物理性質的差異分選。分選后原煤含硫量降低分選后原煤含硫量降低40%-90%?；瘜W洗煤：利用氧化、化學浸出、化學破碎、溶化學洗煤：利用氧化、化學浸出、化學破碎、溶劑精煉等化學方法脫硫劑精煉等化學方法脫硫微生物洗煤：利用微生物對有機硫和無機硫的氧微生物洗煤：利用微生物對有機硫和無機硫的氧化、分解作用脫硫化、分解作用脫硫1.煤炭的固態(tài)加工煤炭的固態(tài)加工煤炭洗選煤炭洗選煉焦煤：煉焦煤：S1%，灰分，灰分6-8%；動力煤：動力煤：S:0.5-1%，灰分，灰分15-20%二、燃燒前燃料脫硫二、燃燒前燃料脫硫261.煤炭的固態(tài)加工煤炭的固態(tài)加工型煤固硫型煤固硫二、燃燒前燃料脫硫二、燃燒前燃料脫硫以無機粘結劑或瀝青等為粘結劑，添加鈣系固硫劑，干餾或壓以無機粘結劑或瀝青等為粘結劑，添加鈣系固硫劑，干餾或壓制成型制成型民用蜂窩煤加石灰固硫率可達民用蜂窩煤加石灰固硫率可達50%以上，工業(yè)鍋爐型煤加石灰以上，工業(yè)鍋爐型煤加石灰固硫可達到固硫可達到80%以上以上型煤燃燒的煙氣黑度低于型煤燃燒的煙氣黑度低于0.5林格曼級，煙塵量減少林格曼級，煙塵量減少60以上，以上，SO2排放量和苯并排放量和苯并a芘減少芘減少50，NOx排放量下降排放量下降25，節(jié)煤，節(jié)煤率率15我國目前工業(yè)型煤的生產能力我國目前工業(yè)型煤的生產能力550萬噸，多用于中小鍋爐上。萬噸，多用于中小鍋爐上。272.煤炭的轉化煤炭的轉化煤炭氣化煤炭氣化二、燃燒前燃料脫硫二、燃燒前燃料脫硫一定溫度、壓力下，采用空氣、氧氣、一定溫度、壓力下，采用空氣、氧氣、CO2和水蒸氣等作和水蒸氣等作為為氣化劑氣化劑，在，在氣化爐氣化爐內反應生成不同組分不同熱值的煤氣內反應生成不同組分不同熱值的煤氣反應方程式反應方程式 H(298K，0.1MPa)/kJmol-1備注備注CHXOY=(1-y)C+yCO+x/2H2+17.4熱解反應熱解反應CHXOY=(1-y-x/8)C+yCO+x/4H2+x/8CH4+8.1熱解反應熱解反應C+O2=CO2-409完全氧化完全氧化(燃燒燃燒)2C+O2=2CO-123部分氧化部分氧化C+CO2=2CO+162Boudouard反應反應C+H2O=CO+H2+119水蒸汽轉化水蒸汽轉化C+2H2=CH4-87加氫氣化加氫氣化2H2+O2=2H2O-242氣相燃燒氣相燃燒2CO+O2=2CO2-283.2氣相燃燒氣相燃燒CO+H2O=CO2+H2-42水煤氣變換水煤氣變換CO+3H2=CH4+H2O-206甲烷化甲烷化282.煤炭的轉化煤炭的轉化煤炭氣化煤炭氣化二、燃燒前燃料脫硫二、燃燒前燃料脫硫工藝：工藝：按氣化爐內煤料與氣化劑的接觸方式按氣化爐內煤料與氣化劑的接觸方式區(qū)分，有固區(qū)分，有固定床、流化床、氣流床和熔融床四種，以固定床為主定床、流化床、氣流床和熔融床四種，以固定床為主煤氣脫硫煤氣脫硫:硫化氫（硫化氫（H2S，0.71%）濕法脫硫：物理吸收法、化學吸收法和氧化法濕法脫硫：物理吸收法、化學吸收法和氧化法干法脫硫：干法脫硫：Fe2O3H2O+3H2SFe2S3H2OFe2S3H2O+3/2O2Fe2O3H2O+3S回收硫的回收硫的Claus方法：方法：H2S+0.5O2S+H2OH2S+1.5O2SO2+H2O292.煤炭的轉化煤炭的轉化煤炭液化煤炭液化二、燃燒前燃料脫硫二、燃燒前燃料脫硫通過化學加工轉化為液態(tài)烴燃料或化工原料通過化學加工轉化為液態(tài)烴燃料或化工原料直接液化（煤漿在直接液化（煤漿在400、10MPa、鐵系或者鎳鉬鈷類、鐵系或者鎳鉬鈷類催化劑條件下直接加氫裂解催化劑條件下直接加氫裂解）IG法、溶劑精煉煤法、供氫溶劑法（法、溶劑精煉煤法、供氫溶劑法（EDS）、氫煤法、兩）、氫煤法、兩段催化液化法段催化液化法間接液化（以煤氣化的合成氣為原料，在一定溫度和壓間接液化（以煤氣化的合成氣為原料，在一定溫度和壓力下，催化合成液態(tài)燃料）力下，催化合成液態(tài)燃料）弗弗托合成法、甲醇轉化成汽油法托合成法、甲醇轉化成汽油法思考題：煤炭氣化和液化的優(yōu)點和缺點？思考題：煤炭氣化和液化的優(yōu)點和缺點？303.重油脫硫重油脫硫二、燃燒前燃料脫硫二、燃燒前燃料脫硫在鉬、鈷、鎳等金屬氧化物在鉬、鈷、鎳等金屬氧化物催化劑催化劑作用下，通過作用下，通過高壓加氫高壓加氫反應，切斷碳與硫的化學鍵，以反應，切斷碳與硫的化學鍵，以氫置換出碳氫置換出碳，同時氫與硫，同時氫與硫作用作用形成形成H2S，從重油中分離出來，用吸收法除去，從重油中分離出來，用吸收法除去脫硫方法脫硫方法直接脫硫：直接脫硫：將重油直接引入裝有催化劑的反應塔加氫脫硫將重油直接引入裝有催化劑的反應塔加氫脫硫間接脫硫：間接脫硫：先把重油減壓蒸餾，分成餾出油和殘油，單獨先把重油減壓蒸餾，分成餾出油和殘油，單獨將餾出油進行加壓加氫脫硫，然后與殘油相結合；或對殘將餾出油進行加壓加氫脫硫，然后與殘油相結合；或對殘油進行處理，分離出瀝青后再與餾出油混合進行加氫處理油進行處理，分離出瀝青后再與餾出油混合進行加氫處理313.重油脫硫重油脫硫二、燃燒前燃料脫硫二、燃燒前燃料脫硫加氫脫硫加氫脫硫321硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放2燃燒前燃料脫硫燃燒前燃料脫硫3流化床燃燒脫硫流化床燃燒脫硫4高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化5低濃度二氧化硫煙氣脫硫低濃度二氧化硫煙氣脫硫6我國二氧化硫排放控制策略我國二氧化硫排放控制策略本章主要內容本章主要內容331.流化床燃燒技術概述流化床燃燒技術概述2.流化床燃燒脫硫的化學過程流化床燃燒脫硫的化學過程3.流化床脫硫的主要影響因素流化床脫硫的主要影響因素4.脫硫劑的再生脫硫劑的再生三、流化床燃燒脫硫三、流化床燃燒脫硫34氣流速度介于氣流速度介于臨界速度臨界速度和和輸送速度輸送速度之間，煤粒保持流化狀態(tài)之間，煤粒保持流化狀態(tài)有利于燃料的充分燃燒有利于燃料的充分燃燒對煤種的適應性強對煤種的適應性強流化床燃燒器的床層溫度一般控制流化床燃燒器的床層溫度一般控制在在850-950之間之間加強氣固傳質加強氣固傳質延長停留時間延長停留時間預熱新煤預熱新煤表面更新表面更新三、流化床燃燒脫硫三、流化床燃燒脫硫1.流化床燃燒技流化床燃燒技術概述術概述流化燃燒過程流化燃燒過程35三、流化床燃燒脫硫三、流化床燃燒脫硫1.流化床燃燒技流化床燃燒技術概述術概述流化床燃燒流化床燃燒器器鼓泡流化床鍋爐鼓泡流化床鍋爐流化速度：臨界速度流化速度：臨界速度的的2-4倍倍循環(huán)比：循環(huán)比：4：136三、流化床燃燒脫硫三、流化床燃燒脫硫1.流化床燃燒技流化床燃燒技術概述術概述流化床燃燒流化床燃燒器器循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐流化速度流化速度鼓泡床鼓泡床循環(huán)比循環(huán)比20：137密相密相床層床層石灰石石灰石煤炭煤炭旋風旋風除塵器除塵器換熱器換熱器蒸汽蒸汽三、流化床燃燒脫硫三、流化床燃燒脫硫2.流化床燃燒脫硫的化學過程流化床燃燒脫硫的化學過程脫硫劑脫硫劑：石灰石：石灰石(CaCO3)、白云石、白云石(CaCO3MgCO3)爐內化學反應爐內化學反應由于孔隙堵塞，由于孔隙堵塞，CaO不可能完全轉化為不可能完全轉化為CaSO4383.流化床燃燒脫硫的影響因素流化床燃燒脫硫的影響因素鈣硫比鈣硫比表示脫硫劑用量的指標，是對脫硫影響最大的性能參數(shù)表示脫硫劑用量的指標，是對脫硫影響最大的性能參數(shù)Ca/S（R）對脫硫率（）對脫硫率（）的影響）的影響達到達到90%脫硫效率的鈣硫比：脫硫效率的鈣硫比：常壓鼓泡流化床常壓鼓泡流化床3.0-3.5；常壓循環(huán)流化床；常壓循環(huán)流化床1.8-2.5；增壓流化床；增壓流化床1.5-2.0m綜合影響參數(shù)綜合影響參數(shù),是床高、流化速度、脫硫劑顆粒是床高、流化速度、脫硫劑顆粒尺寸、脫硫劑種類、床溫和運行壓力等的函數(shù)尺寸、脫硫劑種類、床溫和運行壓力等的函數(shù)三、流化床燃燒脫硫三、流化床燃燒脫硫393.流化床燃燒脫硫的影響因素流化床燃燒脫硫的影響因素鈣硫比鈣硫比三、流化床燃燒脫硫三、流化床燃燒脫硫40脫硫率脫硫率/%3.流化床燃燒脫硫的影響因素流化床燃燒脫硫的影響因素煅燒溫度煅燒溫度三、流化床燃燒脫硫三、流化床燃燒脫硫脫硫效率與床層溫度脫硫效率與床層溫度的關系：最佳脫硫效的關系：最佳脫硫效率的溫度區(qū)間為率的溫度區(qū)間為800850oC溫度低時，孔隙量少、溫度低時，孔隙量少、孔徑小，反應被限制孔徑小，反應被限制在顆粒外表面在顆粒外表面溫度過高，溫度過高，CaCO3的的燒結變得嚴重燒結變得嚴重413.流化床燃燒脫硫的影響因素流化床燃燒脫硫的影響因素脫硫劑的顆粒尺寸和孔隙結構脫硫劑的顆粒尺寸和孔隙結構三、流化床燃燒脫硫三、流化床燃燒脫硫顆?？紫督Y構應有適當?shù)目讖酱笮?，既保證一定孔隙容積，顆?？紫督Y構應有適當?shù)目讖酱笮?，既保證一定孔隙容積，又保證孔道不易堵塞又保證孔道不易堵塞423.流化床燃燒脫硫的影響因素流化床燃燒脫硫的影響因素脫硫劑的種類脫硫劑的種類三、流化床燃燒脫硫三、流化床燃燒脫硫石灰石石灰石(CaCO3)：脫硫劑用量少：脫硫劑用量少白云石：孔徑分布和低溫煅燒性能好，但易發(fā)生爆裂白云石：孔徑分布和低溫煅燒性能好，但易發(fā)生爆裂揚析，且用量大揚析，且用量大常壓常壓石灰石石灰石增壓鼓泡流化床增壓鼓泡流化床白云石白云石分段流化的增壓循環(huán)流化床分段流化的增壓循環(huán)流化床石灰石石灰石43思考題：如何提高流化床的脫硫效率？思考題：如何提高流化床的脫硫效率？脫硫劑的選擇脫硫劑的選擇4.脫硫劑的再生脫硫劑的再生不同溫度下的再生反應不同溫度下的再生反應一級再生法：一級再生法：1100以上以上二級再生法二級再生法870930540700CaSO4+4H2=CaS+4H2OCaSO4+4CO=CaS+4CO2CaS+H2O+CO2=CaCO3+H2S三、流化床燃燒脫硫三、流化床燃燒脫硫441硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放2燃燒前燃料脫硫燃燒前燃料脫硫3流化床燃燒脫硫流化床燃燒脫硫4高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化5低濃度二氧化硫煙氣脫硫低濃度二氧化硫煙氣脫硫6我國二氧化硫排放控制策略我國二氧化硫排放控制策略本章主要內容本章主要內容451.二氧化硫催化氧化反應機理二氧化硫催化氧化反應機理2.高濃度二氧化硫尾氣制酸工藝高濃度二氧化硫尾氣制酸工藝四、高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化四、高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化46冶煉廠、硫酸廠和造紙廠等工業(yè)，冶煉廠、硫酸廠和造紙廠等工業(yè)，SO2濃度通常濃度通常240化學反應式化學反應式反應反應1為放熱反應，溫度低時轉化率高為放熱反應，溫度低時轉化率高工業(yè)上一般采用多層催化床層工業(yè)上一般采用多層催化床層四、高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化四、高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化1.二氧化硫催化氧化反應機理二氧化硫催化氧化反應機理472.高濃度高濃度SO2尾氣制酸工藝尾氣制酸工藝采用多段催化床流程，段間冷卻，逐步提高采用多段催化床流程，段間冷卻，逐步提高SO2的轉化率的轉化率四、高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化四、高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化482.高濃度高濃度SO2尾氣制酸工藝尾氣制酸工藝四、高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化四、高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化491硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放2燃燒前燃料脫硫燃燒前燃料脫硫3流化床燃燒脫硫流化床燃燒脫硫4高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化5低濃度二氧化硫煙氣脫硫低濃度二氧化硫煙氣脫硫6我國二氧化硫排放控制策略我國二氧化硫排放控制策略本章主要內容本章主要內容501.煙氣脫硫方法概述煙氣脫硫方法概述2.石灰石石灰石/石灰法濕法煙氣脫硫技術石灰法濕法煙氣脫硫技術3.氧化鎂濕法煙氣脫硫技術氧化鎂濕法煙氣脫硫技術4.海水煙氣脫硫技術海水煙氣脫硫技術5.濕式氨法煙氣脫硫技術濕式氨法煙氣脫硫技術6.噴霧干燥法煙氣脫硫技術噴霧干燥法煙氣脫硫技術7.干法煙氣脫硫技術干法煙氣脫硫技術8.煙氣脫硫技術的綜合比較煙氣脫硫技術的綜合比較五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫511.煙氣脫硫方法煙氣脫硫方法分類分類脫硫劑狀態(tài)：濕法、半干法和干脫硫劑狀態(tài)：濕法、半干法和干法法脫硫產物處置方式：拋棄法和再生法脫硫產物處置方式：拋棄法和再生法五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫521.煙氣脫硫方法煙氣脫硫方法應用應用五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫到到2010年底，脫硫裝機容量占火電裝機比例達到年底，脫硫裝機容量占火電裝機比例達到80%，其中其中90%以上為石灰石濕法脫硫以上為石灰石濕法脫硫532.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術吸收劑吸收劑:石灰石石灰石/石灰石灰工藝特點工藝特點:脫硫效率高達脫硫效率高達95%以上以上；技術成熟，設備運行可靠性高技術成熟，設備運行可靠性高(系統(tǒng)可用率達系統(tǒng)可用率達98%以上以上)；單塔單塔處理煙氣量大處理煙氣量大，SO2脫除量大；脫除量大；適用于任何適用于任何含硫量含硫量的煤炭；的煤炭；對對鍋爐負荷鍋爐負荷變化的適應性強；變化的適應性強；吸收劑吸收劑(石灰石石灰石)資源豐富，資源豐富，價廉易得價廉易得；脫硫副產物脫硫副產物(石膏石膏)便于綜合利用。便于綜合利用。五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫542.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術石灰石石灰石/石灰濕法脫硫化學原理石灰濕法脫硫化學原理五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫石灰石濕法脫硫石灰石濕法脫硫SO2的溶解吸收的溶解吸收石灰石的解離和中和石灰石的解離和中和慢反應慢反應pH值高時值高時關鍵反應關鍵反應552.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術石灰石石灰石/石灰濕法脫硫化學原理石灰濕法脫硫化學原理五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫石灰石濕法脫硫石灰石濕法脫硫吸收反吸收反應應在有氧存在的時候，亞硫酸鈣的氧化在有氧存在的時候，亞硫酸鈣的氧化562.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術石灰石石灰石/石灰濕法脫硫化學原理石灰濕法脫硫化學原理五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫石灰濕法脫硫石灰濕法脫硫SO2的溶解吸收的溶解吸收石石灰的解離和中和灰的解離和中和572.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術化學反應原理化學反應原理五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫582.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術工藝流程及設備工藝流程及設備五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫59石灰石制備系統(tǒng)石灰石制備系統(tǒng)吸收吸收氧化氧化系統(tǒng)系統(tǒng)煙氣煙氣系統(tǒng)系統(tǒng)石膏脫石膏脫水系統(tǒng)水系統(tǒng)2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術工藝流程及設備工藝流程及設備五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫吸收塔吸收塔煙氣脫硫的核心裝置煙氣脫硫的核心裝置噴淋塔：多采用逆流噴淋塔：多采用逆流方式布置，煙氣流方式布置，煙氣流速為速為3m/s左右，液左右，液氣比氣比825L/m3優(yōu)點優(yōu)點：內部部件少，內部部件少，結垢可能性小，壓結垢可能性小，壓力損失小力損失小60除霧器除霧器一般設置在吸收塔頂部一般設置在吸收塔頂部,通常通常為為二二級級；設置沖洗水，間歇沖洗除霧器；設置沖洗水，間歇沖洗除霧器；主主要要采采用用折折流流板板除除霧霧器器或或旋旋流流板板除除霧霧器；器；折折流流板板除除霧霧器器中中兩兩板板之之間間的的距距離離為為20-30mm，對對于于垂垂直直安安置置，氣氣體體平平均均流流速速為為2-3m/s；對對于于水水平平放放置置，氣氣體體流流速一般為速一般為6-10m/s；煙煙氣氣除除霧霧后后含含霧霧量量低低于于75mg/m3(標標況況、干態(tài)干態(tài))五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術工藝流程及設備工藝流程及設備61氧化槽氧化槽氧氧化化槽槽的的功功能能是是接接收收和和儲儲存存石石灰灰石石，溶溶解解石石灰灰石石，鼓鼓風風氧氧化化CaSO3，結晶生成石膏，結晶生成石膏一一般般將將氧氧化化系系統(tǒng)統(tǒng)組組合合在在塔塔底底的的漿漿池池內內，利利用用大大容容積積漿漿池池完完成石膏的結晶過程，就地氧化成石膏的結晶過程，就地氧化氧氧化化空空氣氣采采用用羅羅茨茨鼓鼓風風機機鼓鼓入入，壓壓力力為為5-86kPa，一一般般氧氧化化1molSO2需要需要1molO2循循環(huán)環(huán)的的石石灰灰石石在在氧氧化化槽槽內內設設計計停停留留時時間間一一般般為為4-8min，與與石灰石的反應性能有關石灰石的反應性能有關五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術工藝流程及設備工藝流程及設備62霧化噴嘴霧化噴嘴霧霧化化噴噴嘴嘴的的功功能能是是將將石石灰灰石石漿漿液液轉轉化化為為能能夠夠提提供供足足夠夠接接觸觸面積的霧化小液滴以有效脫除煙氣中二氧化硫面積的霧化小液滴以有效脫除煙氣中二氧化硫吸吸收收塔塔內內設設36個個噴噴淋淋層層，每每個個噴噴琳琳層層裝裝多多個個霧霧化化噴噴嘴嘴，交交叉布置，叉布置，覆蓋率達覆蓋率達200300濕濕法法脫脫硫硫采采用用的的噴噴嘴嘴一一般般為為離離心心壓壓力力霧霧化化噴噴嘴嘴，噴噴嘴嘴入入口口壓力在壓力在50-200kPa之間之間噴噴嘴嘴出出口口流流速速約約10m/s，霧霧滴滴直直徑徑約約1320-2950m，大大水水滴滴在塔內的滯留時間在塔內的滯留時間1-10s，小水滴在一定條件下呈懸浮狀態(tài)，小水滴在一定條件下呈懸浮狀態(tài)噴嘴用噴嘴用碳化硅碳化硅制造，耐磨性好，使用壽命十年以上制造，耐磨性好，使用壽命十年以上五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術工藝流程及設備工藝流程及設備63五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術影響因素與存在的問題影響因素與存在的問題石灰石灰石灰石石灰石煙氣中煙氣中SO2濃度，濃度，ppm40004000漿液固體含量，漿液固體含量，%10151015漿液漿液pH值值7.55.6鈣鈣/硫比硫比1.051.11.11.3液液/氣比，氣比，L/Nm34.78.8氣體速度，氣體速度，m/s3.03.064典型操作條件典型操作條件五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術影響因素與存在的問題影響因素與存在的問題漿液漿液pH值值隨著漿液隨著漿液pH值的升高值的升高,因為漿液中有較多的因為漿液中有較多的CaO或者或者CaCO3存在，有利于脫硫；存在，有利于脫硫；對于石灰石法，對于石灰石法，pH6后脫硫效率不會繼續(xù)升高，反而降低，后脫硫效率不會繼續(xù)升高，反而降低，原因是隨著原因是隨著H+濃度的降低，濃度的降低，Ca2+的析出越來越困難；的析出越來越困難；漿液漿液pH值對值對CaSO3和和CaSO4溶解度的影響；溶解度的影響；漿液漿液pH值對亞硫酸鹽存在形態(tài)的影響。值對亞硫酸鹽存在形態(tài)的影響。石灰石系統(tǒng)的最佳石灰石系統(tǒng)的最佳pH值范圍在值范圍在5-6石灰法的最佳石灰法的最佳pH值范圍在值范圍在8-965五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術影響因素與存在的問題影響因素與存在的問題漿液漿液pH值值66五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術影響因素與存在的問題影響因素與存在的問題漿液漿液pH值值為碳酸根提供為碳酸根提供H+，促進水解，促進水解漿液漿液pH值對亞硫酸鹽存在形態(tài)的影響值對亞硫酸鹽存在形態(tài)的影響67五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術影響因素與存在的問題影響因素與存在的問題石灰石石灰石品質：成分、粒徑、活性品質：成分、粒徑、活性石灰石成分石灰石成分碳酸鈣：碳酸鈣：石灰石中碳酸鈣的重量百分含量應高于石灰石中碳酸鈣的重量百分含量應高于85%，含量，含量太低造成吸收劑耗量和運輸費用增加太低造成吸收劑耗量和運輸費用增加雜質的影響：雜質的影響：亞硫酸鹽、可溶性鋁、亞硫酸鹽、可溶性鋁、Cl-等，降低石灰石的反等，降低石灰石的反應活性，形成石灰石漿液的盲區(qū)應活性，形成石灰石漿液的盲區(qū)石灰石粉的粒徑分布石灰石粉的粒徑分布篩下質量百分數(shù)：篩下質量百分數(shù)：90%通過通過325目篩（目篩（44m）反應活反應活性：煙氣濕法脫硫石灰石粉反應速率的測性：煙氣濕法脫硫石灰石粉反應速率的測定定(DT/T943-2005)參數(shù)參數(shù)CaOMgO酸不溶物酸不溶物鐵鋁氧化物鐵鋁氧化物指標指標52%2%1%2%68五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術影響因素與存在的問題影響因素與存在的問題煙氣流煙氣流速速煙氣流速煙氣流速提高提高，增強氣液傳質，提高脫硫效率，增強氣液傳質，提高脫硫效率煙氣流速提高煙氣流速提高，縮短接觸時間，吸收不完全，煙氣攜帶液滴增多，縮短接觸時間，吸收不完全，煙氣攜帶液滴增多噴淋塔的空塔設計流速通常在噴淋塔的空塔設計流速通常在3-5m/s范圍內，其上限由除霧器性范圍內，其上限由除霧器性能決定能決定逆流篩板塔的最佳煙氣流速由篩板的水力特性決定：如果煙氣流逆流篩板塔的最佳煙氣流速由篩板的水力特性決定：如果煙氣流速太低，篩板不能持液；煙氣流速太高，產生液泛，并引起壓力速太低，篩板不能持液；煙氣流速太高，產生液泛，并引起壓力損失急劇上升損失急劇上升順流填料塔的順流填料塔的空塔設計流速空塔設計流速為為5-7m/s69五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術影響因素與存在的問題影響因素與存在的問題液氣比（液氣比（L/G）L/G增大，增大，SO2吸收面積增吸收面積增大，中和大，中和SO2的堿量增多，的堿量增多，傳質系數(shù)增大，效率提高傳質系數(shù)增大，效率提高吸收塔氧化槽中吸收塔氧化槽中SO32-氧化率氧化率與漿液對與漿液對O2的吸收率有關。的吸收率有關。L增大，增大，O2增加，對防止吸增加，對防止吸收塔內表面結垢和塔內生成收塔內表面結垢和塔內生成的副產物石膏的物理性質產的副產物石膏的物理性質產生影響生影響70五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術影響因素與存在的問題影響因素與存在的問題控制水分蒸發(fā)速度和蒸發(fā)量控制水分蒸發(fā)速度和蒸發(fā)量高液氣比高液氣比(降低過飽和度降低過飽和度,沖刷沖刷)控制亞硫酸鹽的氧化率控制亞硫酸鹽的氧化率20%循環(huán)池中鼓氧強制氧化循環(huán)池中鼓氧強制氧化存在的存在的問題問題問題問題關關鍵鍵解決方法解決方法設備設備腐腐蝕蝕酸性酸性環(huán)環(huán)境境防腐材料；降低防腐材料；降低Cl-濃濃度度結結垢和堵塞垢和堵塞蒸蒸發(fā)結發(fā)結垢垢:蒸蒸發(fā)時發(fā)時固體沉固體沉積積Ca(OH)2或或CaCO3沉沉積積或或結結晶晶CaSO3或或CaSO4結結晶析出晶析出71五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術影響因素與存在的問題影響因素與存在的問題存在的存在的問題問題問題問題關關鍵鍵解決方法解決方法設備設備腐腐蝕蝕酸性酸性環(huán)環(huán)境境防腐材料；降低防腐材料；降低Cl-濃濃度度結結垢和堵塞垢和堵塞除除霧霧器阻塞器阻塞霧霧滴被氣流裹挾滴被氣流裹挾改善改善結結構、沖洗構、沖洗脫硫脫硫劑劑的利用率的利用率脫硫脫硫劑劑表面被阻塞表面被阻塞脫硫液在循脫硫液在循環(huán)環(huán)池池中停留中停留510min液固分離液固分離半水半水亞亞硫酸硫酸鈣難鈣難以分離以分離亞亞硫酸硫酸鈣鈣氧化氧化固體固體廢廢物的物的處處理理處處置置含水率含水率60%脫水、脫水、綜綜合利用合利用二次二次污污染染汞汞副副產產物的合理物的合理處處置置72五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術石灰石石灰石/石灰法煙氣脫硫石灰法煙氣脫硫工藝工藝的改進的改進73加入己二酸的石灰石法加入己二酸的石灰石法需解決的問題需解決的問題：石灰石法石灰石法SO2吸收吸收慢、去除率低慢、去除率低添加劑：添加劑：己二酸，己二酸，pH值：亞硫酸值：亞硫酸己二酸己二酸10mmol/l時，吸收速率不受石灰石溶解速率時，吸收速率不受石灰石溶解速率控制控制主要作用：主要作用：抑制氣液界面上抑制氣液界面上SO2溶解造成的溶解造成的pH下降，提高脫硫率下降，提高脫硫率己二酸鈣可溶，減少結垢己二酸鈣可溶，減少結垢五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術石灰石石灰石/石灰法煙氣脫硫石灰法煙氣脫硫工藝工藝的改進的改進74加入己二酸的石灰石法加入己二酸的石灰石法優(yōu)點：優(yōu)點：無需修改工藝流程，已二酸可在任意位置加入無需修改工藝流程，已二酸可在任意位置加入通常已二酸消耗量小于通常已二酸消耗量小于5kg/t石灰石石灰石對于對于500MW電站的煙氣脫硫系統(tǒng)，每天僅消耗已二酸電站的煙氣脫硫系統(tǒng)，每天僅消耗已二酸0.6-3.0t已二酸的加入，大大提高了石灰石利用率，從已二酸的加入，大大提高了石灰石利用率，從54-70%提高到提高到80%以上以上五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術石灰石石灰石/石灰法煙氣脫硫石灰法煙氣脫硫工藝工藝的改進的改進75添加硫酸鎂的石灰石法添加硫酸鎂的石灰石法需解決的問題：需解決的問題：結垢、結垢、SO2吸收慢、去除率低吸收慢、去除率低添加劑：添加劑：硫酸鎂硫酸鎂化學反應原理：化學反應原理：MgSO4溶解，溶解，亞亞硫酸與硫酸與鎂鎂反反應應生成生成MgSO3中性離子對中性離子對MgSO3中性離子中性離子對對與與H2SO3反應反應在在CaCO3存在時存在時,MgSO3得以再生得以再生SO2與水反與水反應應形成形成H2SO3沉降反應沉降反應五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術石灰石石灰石/石灰法煙氣脫硫石灰法煙氣脫硫工藝工藝的改進的改進76雙堿法煙氣脫硫雙堿法煙氣脫硫需解決的問題：需解決的問題：結垢、結垢、SO2吸收慢、去除率低吸收慢、去除率低吸收劑：吸收劑：堿金屬鹽或堿溶液堿金屬鹽或堿溶液化學反應原理：化學反應原理：堿金屬鹽或堿溶液吸收堿金屬鹽或堿溶液吸收SO2，通入石灰石，通入石灰石/石灰將硫石灰將硫以硫酸鈣或亞硫酸鈣的形式沉淀出來，石灰石以硫酸鈣或亞硫酸鈣的形式沉淀出來，石灰石/石灰起再生劑的作用石灰起再生劑的作用吸收反應吸收反應吸收過程中的副反應吸收過程中的副反應五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術石灰石石灰石/石灰法煙氣脫硫石灰法煙氣脫硫工藝工藝的改進的改進77雙堿法煙氣脫硫雙堿法煙氣脫硫熟石灰再生反應熟石灰再生反應石灰石再生石灰石再生五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫2.石灰石石灰石/石灰濕法煙氣脫硫技術石灰濕法煙氣脫硫技術石灰石石灰石/石灰法煙氣脫硫石灰法煙氣脫硫工藝工藝的改進的改進78雙堿法煙氣脫硫雙堿法煙氣脫硫優(yōu)點：優(yōu)點：對對SO2吸收容量大，克服吸收容量大，克服SO2吸收受吸收受CaCO3溶解度限制的溶解度限制的缺點缺點鈉鹽溶解度大，沒有固體沉積和堵塞鈉鹽溶解度大，沒有固體沉積和堵塞吸收液的再生和脫硫渣的沉淀均在吸收塔外進行，減少吸收液的再生和脫硫渣的沉淀均在吸收塔外進行，減少了塔內結垢了塔內結垢吸收效率高吸收效率高缺點：缺點：系統(tǒng)復雜，脫硫成本高系統(tǒng)復雜，脫硫成本高五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫3.氧化鎂濕法煙氣脫硫技術氧化鎂濕法煙氣脫硫技術再生再生法工藝流程法工藝流程79氣液比氣液比2.7-5.4固含量固含量10%五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫3.氧化鎂濕法煙氣脫硫技術氧化鎂濕法煙氣脫硫技術再生法工藝流程再生法工藝流程801016%五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫3.氧化鎂濕法煙氣脫硫技術氧化鎂濕法煙氣脫硫技術再生法化學反應原理再生法化學反應原理81SO2吸收吸收MgO過量過量5%亞硫酸鎂氧化：亞硫酸鎂氧化：硫酸鎂熱分解溫度高于亞硫酸鎂，需要添加抑制劑抑制亞硫酸鎂的氧化硫酸鎂熱分解溫度高于亞硫酸鎂，需要添加抑制劑抑制亞硫酸鎂的氧化五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫3.氧化鎂濕法煙氣脫硫技術氧化鎂濕法煙氣脫硫技術再生法化學反應原理再生法化學反應原理82固體分離和干燥固體分離和干燥MgSO3再生：再生：煅燒溫度一般控制在煅燒溫度一般控制在933-1143K五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫3.氧化鎂濕法煙氣脫硫技術氧化鎂濕法煙氣脫硫技術拋棄法拋棄法(氫氧化鎂法氫氧化鎂法)工工藝流程藝流程83五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫3.氧化鎂濕法煙氣脫硫技術氧化鎂濕法煙氣脫硫技術氧氧化化回收回收法法工藝流程工藝流程84將強制氧化后的硫酸鎂溶液進行過濾除去不溶雜質，將強制氧化后的硫酸鎂溶液進行過濾除去不溶雜質，再濃縮后結晶生成再濃縮后結晶生成硫酸鎂回收系統(tǒng)硫酸鎂回收系統(tǒng)五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫4.海水煙氣脫硫技術海水煙氣脫硫技術FlaktHydro工藝工藝85煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)吸收系統(tǒng)吸收系統(tǒng)供排海水系統(tǒng)供排海水系統(tǒng)海水恢復系統(tǒng)海水恢復系統(tǒng)五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫4.海水煙氣脫硫技術海水煙氣脫硫技術FlaktHydro工藝化學原理工藝化學原理86吸收塔中，煙氣中吸收塔中，煙氣中SO2與與海水接觸發(fā)生以下反應海水接觸發(fā)生以下反應:SO2+H2OH2SO3H2SO3H+HSO3-HSO3-H+SO32-五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫4.海水煙氣脫硫技術海水煙氣脫硫技術FlaktHydro工藝化學原理工藝化學原理87在曝氣池中，發(fā)生以在曝氣池中，發(fā)生以下反應下反應:SO32-+1/2O2SO42-CO32-+H+HCO3-HCO3-+H+H2CO3CO2+H2O五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫4.海水煙氣脫硫技術海水煙氣脫硫技術Bethtel工藝工藝88利用海水中的鎂與石灰漿反應產生利用海水中的鎂與石灰漿反應產生Mg(OH)2，再用，再用Mg(OH)2吸收吸收SO2五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫4.海水煙氣脫硫技術海水煙氣脫硫技術海水煙氣脫硫對海洋環(huán)境的影響海水煙氣脫硫對海洋環(huán)境的影響89參數(shù)參數(shù)單位單位進口海水進口海水排放海水排放海水變化變化溫度溫度2526pH值值87溶解性硫酸鹽溶解性硫酸鹽mg/L27002770增量增量CODmg/L02.5溶解氧溶解氧mg/L6.76.0增量懸浮物增量懸浮物mg/L00.22增量可沉降固形物增量可沉降固形物mg/L00/鹽度鹽度1003.33.3/海水脫硫裝置進出海水水質比較海水脫硫裝置進出海水水質比較五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫4.海水煙氣脫硫技術海水煙氣脫硫技術海水煙氣脫硫對海洋環(huán)境的影響海水煙氣脫硫對海洋環(huán)境的影響90符合排放標準符合排放標準排海的重金屬量排海的重金屬量,取決于除塵器的取決于除塵器的除塵效率和燃煤除塵效率和燃煤的重金屬含量的重金屬含量長期影響？長期影響？五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫4.海水煙氣脫硫技術海水煙氣脫硫技術海水海水煙氣脫硫工藝特點煙氣脫硫工藝特點91工藝簡單，運行可靠工藝簡單，運行可靠系統(tǒng)無磨損、堵塞和結垢問題系統(tǒng)無磨損、堵塞和結垢問題脫硫效率可達脫硫效率可達90以上以上無廢物處置問題，產物可直接排入大海無廢物處置問題，產物可直接排入大海投資運行費用低投資運行費用低適用于沿海且燃用低硫煤的電廠適用于沿海且燃用低硫煤的電廠應用應用深圳西部電廠、福建后石電廠、廈門嵩嶼電廠、深圳西部電廠、福建后石電廠、廈門嵩嶼電廠、秦皇島電廠、華電青島電廠、華能海門電廠秦皇島電廠、華電青島電廠、華能海門電廠五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫5.濕式氨法煙氣脫硫技術濕式氨法煙氣脫硫技術基本化學原理基本化學原理92脫硫劑：脫硫劑：5%10%氨水；產物：硫酸銨氨水；產物：硫酸銨脫硫率：脫硫率：90%99%化學反應原理化學反應原理再生方法：熱解、氧化、酸化再生方法：熱解、氧化、酸化五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫5.濕式氨法煙氣脫硫技術濕式氨法煙氣脫硫技術新氨法煙氣脫硫工藝新氨法煙氣脫硫工藝93五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫濕式煙氣脫硫技術小結濕式煙氣脫硫技術小結94pH；pH；pH五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫6.噴霧干燥法煙氣脫硫技術噴霧干燥法煙氣脫硫技術工藝流程工藝流程及主要設備及主要設備95純度純度80-90%的的CaO120-160100um的的霧霧滴滴CaSO3/CaSO4/CaO/飛飛灰灰進一步脫進一步脫除除SO260-80再循環(huán)再循環(huán)最終產物最終產物CaO95%；干法和半干法；干法和半干法:60%85%鈣硫比鈣硫比濕法濕法:1.01.2；半干法；半干法:1.51.6；干法；干法:2.02.5系統(tǒng)可用率系統(tǒng)可用率98%以上以上工藝成熟度工藝成熟度研發(fā)、工業(yè)示范、商業(yè)化研發(fā)、工業(yè)示范、商業(yè)化(濕法濕法半干法半干法干法干法)脫硫劑性質脫硫劑性質來源、利用率來源、利用率(濕法濕法:90%;半干法半干法:50%;干法干法:半干法半干法干法干法占地面積占地面積回收法濕法回收法濕法拋棄法濕法拋棄法濕法半干法半干法干法干法脫硫副產品的處理處置脫硫副產品的處理處置綜合利用、堆放、填埋綜合利用、堆放、填埋工況適應性工況適應性良好的負荷跟蹤特性良好的負荷跟蹤特性單位脫硫成本單位脫硫成本濕法濕法半干法半干法干法干法五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫8.煙氣脫硫技術的綜合比較煙氣脫硫技術的綜合比較煙氣脫硫技術選擇原則煙氣脫硫技術選擇原則107脫硫后煙氣中的脫硫后煙氣中的SO2可達到脫硫要求，并具有很好的可達到脫硫要求，并具有很好的可升級性能可升級性能技術成熟、運行可靠，最好已經商業(yè)化，并有較多的技術成熟、運行可靠，最好已經商業(yè)化，并有較多的應用業(yè)績應用業(yè)績脫硫設施投資一般應低于電廠主體工程總投資的脫硫設施投資一般應低于電廠主體工程總投資的15以下，脫硫后發(fā)電成本增加不超過以下，脫硫后發(fā)電成本增加不超過3分分/度度脫硫劑供應有保證、占地面積小、脫硫產物可回收利脫硫劑供應有保證、占地面積小、脫硫產物可回收利用或易于處理處置用或易于處理處置五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫五、低濃度二氧化硫煙氣脫硫8.煙氣脫硫技術的綜合比較煙氣脫硫技術的綜合比較煙氣脫硫技術的量化評估煙氣脫硫技術的量化評估108建立隸屬函數(shù)，獲建立隸屬函數(shù)，獲得單因素評價矩陣得單因素評價矩陣Bk=AkRk三級綜合三級綜合評價矩陣評價矩陣改進層次分析法確改進層次分析法確定三級指標權重定三級指標權重二級綜合二級綜合評價矩陣評價矩陣確定二級確定二級指標權重指標權重二級評二級評價結果價結果利用模糊數(shù)學原理處理相關指標，結合層次分析技術確定指利用模糊數(shù)學原理處理相關指標，結合層次分析技術確定指標權重，實現(xiàn)脫硫技術的定量評估標權重，實現(xiàn)脫硫技術的定量評估1硫循環(huán)及硫排放硫循環(huán)及硫排放2燃燒前燃料脫硫燃燒前燃料脫硫3流化床燃燒脫硫流化床燃燒脫硫4高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化5低濃度二氧化硫煙氣脫硫低濃度二氧化硫煙氣脫硫6我國二氧化硫排放控制策略我國二氧化硫排放控制策略本章主要內容本章主要內容109六、我國二氧化硫排放控制策略六、我國二氧化硫排放控制策略重點區(qū)域重點區(qū)域減排減排總量量減排減排單個源個源局地控制局地控制我國二氧化硫排放控制歷程我國二氧化硫排放控制歷程1992年以來，年以來，工業(yè)污染物工業(yè)污染物排放標準中排放標準中逐步制定二逐步制定二氧化硫排放氧化硫排放限值限值1995年修訂的年修訂的大氣污染大氣污染防治法防治法要求要求“劃定酸雨劃定酸雨控制區(qū)或者二氧化硫污染控制區(qū)或者二氧化硫污染控制區(qū)控制區(qū)”；2002年年9月國務月國務院批準兩控區(qū)酸雨和二氧院批準兩控區(qū)酸雨和二氧化硫污染防治十五計劃化硫污染防治十五計劃2006年確定十一五年確定十一五全國二氧化硫排放全國二氧化硫排放總量控制目標；總量控制目標；2007年實施現(xiàn)有燃年實施現(xiàn)有燃煤電廠二氧化硫治煤電廠二氧化硫治理十一五規(guī)劃理十一五規(guī)劃110六、我國二氧化硫排放控制策略六、我國二氧化硫排放控制策略1.我國二氧化硫排放標準加嚴進程我國二氧化硫排放標準加嚴進程1996全國全國12002100mg/m32002北京北京100150mg/m32003全國全國4001200mg/m32007北京北京50mg/m3火電廠大氣污染物排放標準火電廠大氣污染物排放標準我國新建、擴建、改建鍋爐我國新建、擴建、改建鍋爐SO2排放限值排放限值鍋爐大氣污染物排放標準鍋爐大氣污染物排放標準北京新建、擴建、改建鍋爐北京新建、擴建、改建鍋爐SO2排放限值排放限值2011全國全國新建新建:50/100/200mg/m3現(xiàn)有現(xiàn)有:50/200/400mg/m3111六、我國二氧化硫排放控制策略六、我國二氧化硫排放控制策略硫超臨界負荷硫超臨界負荷降水降水pH值值SO2濃度濃度GDP 以硫沉降超臨界負荷為基礎，綜合經濟、自然、技術和社以硫沉降超臨界負荷為基礎，綜合經濟、自然、技術和社以硫沉降超臨界負荷為基礎，綜合經濟、自然、技術和社以硫沉降超臨界負荷為基礎，綜合經濟、自然、技術和社會因素，劃定酸雨和二氧化硫污染控制的重點區(qū)域會因素，劃定酸雨和二氧化硫污染控制的重點區(qū)域會因素，劃定酸雨和二氧化硫污染控制的重點區(qū)域會因素，劃定酸雨和二氧化硫污染控制的重點區(qū)域國務院批復的國務院批復的兩控區(qū)劃分方案兩控區(qū)劃分方案2.酸雨控制區(qū)和酸雨控制區(qū)和SO2污染控制區(qū)劃分污染控制區(qū)劃分112六、我國二氧化硫排放控制策略六、我國二氧化硫排放控制策略 兩控區(qū)概況：兩控區(qū)概況：兩控區(qū)概況：兩控區(qū)概況：涉及涉及涉及涉及2727個省、自治區(qū)、直轄市，面積個省、自治區(qū)、直轄市，面積個省、自治區(qū)、直轄市，面積個省、自治區(qū)、直轄市，面積109109萬平方公里，占國土面萬平方公里，占國土面萬平方公里，占國土面萬平方公里，占國土面積積積積11.4%11.4%酸雨控制區(qū)酸雨控制區(qū)酸雨控制區(qū)酸雨控制區(qū)8080萬平方公里，占國土面積萬平方公里，占國土面積萬平方公里，占國土面積萬平方公里，占國土面積8.4%8.4%二氧化硫污染控制區(qū)為二氧化硫污染控制區(qū)為二氧化硫污染控制區(qū)為二氧化硫污染控制區(qū)為2929萬平方公里，占國土面積萬平方公里，占國土面積萬平方公里，占國土面積萬平方公里，占國土面積3%3%兩控區(qū)污染控制目標兩控區(qū)污染控制目標兩控區(qū)污染控制目標兩控區(qū)污染控制目標：兩控區(qū)內排放二氧化硫的工業(yè)污染源達標排放，兩控區(qū)內排放二氧化硫的工業(yè)污染源達標排放，兩控區(qū)內排放二氧化硫的工業(yè)污染源達標排放，兩控區(qū)內排放二氧化硫的工業(yè)污染源達標排放，二氧化硫排放量二氧化硫排放量二氧化硫排放量二氧化硫排放量控制在控制在控制在控制在14001400萬噸萬噸萬噸萬噸 城市環(huán)境空氣二氧化硫濃度達到國家環(huán)境質量標準城市環(huán)境空氣二氧化硫濃度達到國家環(huán)境質量標準城市環(huán)境空氣二氧化