潔凈煤技術(shù)-SOx產(chǎn)生機(jī)理及控制技術(shù)(上)

潔凈煤技術(shù)之一

脫硫技術(shù)一.煤的現(xiàn)在1.煤的形成2.煤的使用3.煤對(duì)環(huán)境的影響陸地上的動(dòng)植物由于地殼的變化被其它東西覆蓋了，被埋在地下的動(dòng)植物慢慢地腐爛著由于受到的溫度和壓力不同,有的變成了煤,有的變成了石油。煤炭生產(chǎn)高速增長(zhǎng)

社會(huì)庫(kù)存仍然較低世界十大嚴(yán)重污染城市中國(guó)占：個(gè)7嚴(yán)重局面!因二氧化硫排放每年經(jīng)濟(jì)損失1126億元(世界銀行統(tǒng)計(jì)超過(guò)5000億元)占全國(guó)排放比例：燃煤污染物SO2－85%CO2－85%NOx－60%

粉塵－70%燃煤污染現(xiàn)狀我國(guó)1990-2020年間二氧化疏與二氧化碳排放水平預(yù)測(cè)。頸計(jì)到2010年，二氧化疏水乎將增長(zhǎng)60％，二氧化碳水平將增長(zhǎng)80％。

中國(guó)的酸雨情況潔凈煤技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)

(CleanCoalTechnology)——針對(duì)燃煤對(duì)環(huán)境造成污染提出的技術(shù)對(duì)策，旨在減少污染和提高效率的煤炭加工、燃燒、轉(zhuǎn)化和污染控制新技術(shù)的總稱?！?.1美國(guó)的潔凈煤計(jì)劃出發(fā)點(diǎn)：煤作為一種能源應(yīng)達(dá)到最大限度潛能的利用，以滿足美國(guó)和國(guó)際市場(chǎng)的需要。基本內(nèi)容：煤的高效轉(zhuǎn)化污染控制推進(jìn)向發(fā)展中國(guó)家輸出技術(shù)和裝置一、CCT計(jì)劃的目標(biāo)目標(biāo)：直接為活躍的美國(guó)和國(guó)際市場(chǎng)提供煤炭的先進(jìn)應(yīng)用技術(shù)；實(shí)現(xiàn)高效清潔的煤利用；為滿足21世紀(jì)電力、燃料的熱力轉(zhuǎn)換和各種工業(yè)生產(chǎn)的需要做準(zhǔn)備。主要內(nèi)容：確保可靠的電力供應(yīng)；實(shí)現(xiàn)最低水平的污染物排放；實(shí)現(xiàn)煤的高效能量轉(zhuǎn)換；確保2010年商業(yè)應(yīng)用的可靠性。二、CCT計(jì)劃的意義1、滿足電力供應(yīng)增長(zhǎng)的需要燃煤發(fā)電容量占全國(guó)發(fā)電容量的56%

年經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率2.5%,到2010年，新增發(fā)電機(jī)組容量(150000-200000)MW。2、加強(qiáng)污染排放控制有效控制SOX、NOX、溫室效應(yīng)氣體、其它有害氣體、固體和液體廢料等提高發(fā)電效率，降低CO2的排放3、應(yīng)用前景(1)先進(jìn)電力生產(chǎn)系統(tǒng)常壓和增壓流化床技術(shù)、氣化聯(lián)合循環(huán)、燃料電池、磁流體、煙氣燃?xì)廨啓C(jī)等

(2)污染排放的有效控制裝置先進(jìn)的煙氣脫硫技術(shù)、先進(jìn)的SO2-NOX聯(lián)合脫除系統(tǒng)、低NOX燃燒器、催化和非催化脫除NOX系統(tǒng)、燃?xì)夂兔旱脑偃技夹g(shù)和吸附射流系統(tǒng)等

(3)煤的潔凈轉(zhuǎn)換煤的物理和化學(xué)凈化、輕度凈化、氣化和液化等

(4)其它工業(yè)的應(yīng)用冶金、水泥、造紙等

美國(guó)CCT計(jì)劃項(xiàng)目1.先進(jìn)電力系統(tǒng)

IGCC,PFBC,CFB等12項(xiàng)占26.9%2.高效污染控制裝置

SOX、NOX

脫除20項(xiàng)占48.7%3.煤的潔凈處理液化、氣化等5項(xiàng)占12.2%4.工業(yè)應(yīng)用高爐、水泥等5項(xiàng)占12.2%§2.2歐共體的潔凈煤研究與發(fā)展計(jì)劃一、背景和目標(biāo)總投資1×108歐洲貨幣單位

主要目標(biāo)：改善煤電生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和增強(qiáng)歐洲潔凈煤技術(shù)的出口潛力

近期目標(biāo)：提高現(xiàn)有電站效率，降低排放水平

中期目標(biāo)：支持IGCC和PFBC示范工程的商品化長(zhǎng)期目標(biāo)：建立設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、裝備先進(jìn)的新一代技術(shù)基地二、APAS（特別行動(dòng)計(jì)劃）潔凈煤計(jì)劃將生物質(zhì)能源與城市、農(nóng)業(yè)和工業(yè)廢物與煤一起作為新一代的電站新型燃料經(jīng)費(fèi)總數(shù)3.0×107ECU基本目標(biāo)確定和評(píng)價(jià)利用生物質(zhì)能、污水沉積物等與煤的混合燃料對(duì)燃燒和氣化過(guò)程的影響；提供一條連通利用再生能源和煤炭的紐帶；改善化石燃料利用的經(jīng)濟(jì)性；減少對(duì)環(huán)境的影響和CO2的排放；使廢棄物得到充分利用。最終目標(biāo)證明利用生物質(zhì)以及生物質(zhì)廢物與煤混合燃料以降低CO2、其它有害氣體和固態(tài)排放在商業(yè)上是可行的、經(jīng)濟(jì)的、對(duì)環(huán)境是有利的。三、潔凈煤技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)的JouleII計(jì)劃（一卷）（1993-1995）1．聯(lián)合循環(huán)項(xiàng)目(1)脫除CO2

的IGCC技術(shù)整體氧/二氧化碳分離系統(tǒng)等(2)熱煙氣凈化（除塵）高溫陶瓷過(guò)濾器高溫金屬過(guò)濾器(3)發(fā)展新型循環(huán)系統(tǒng)新型煤氣化過(guò)程動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)氫作介質(zhì)的封閉式循環(huán)(4)燃燒-提高循環(huán)效率帶壓力床燃燒室補(bǔ)燃室(5)氣相排放2、煤粉燃燒(1)常壓煤粉燃燒

O2/CO2燃燒(2)催化燃燒優(yōu)化煤粉在循環(huán)煙氣中的燃燒（溫度600度，含氧（11-13）%）四、潔凈煤技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)的JouleII計(jì)劃（二卷）（1994-1996）1．煤粉和混煤在電站中的常壓燃燒煤質(zhì)特性對(duì)燃燒的影響；結(jié)構(gòu)尺寸變化對(duì)燃燒過(guò)程流體動(dòng)力學(xué)及混合特性的影響；數(shù)學(xué)模擬方法；礦物質(zhì)對(duì)鍋爐運(yùn)行（結(jié)渣、積灰和細(xì)微粒子輻射）的影響；運(yùn)行操作總體模型2．先進(jìn)燃燒技術(shù)（增壓系統(tǒng)）的新途徑固體燃料的特性；燃燒行為；灰成分的催化影響；壓力對(duì)燃燒的影響排煙的測(cè)量與煙氣的有效利用。

3．整體熱煙氣凈化燃料氮的控制脫硫及鹵素元素的控制痕量元素的控制二.清潔煤技術(shù)1.幾個(gè)概念2.潔凈煤技術(shù)的構(gòu)成3.實(shí)際應(yīng)用4.對(duì)未來(lái)的展望煤的干餾：指在缺氧條件下的加熱作用煤的氣化

將煤（或焦炭）進(jìn)行加熱氣化，并與水蒸汽和空氣（或氧）等進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成以氫、一氧化碳或甲烷等為主的混合煤氣。

煤的液化

液化煤，也叫做人造石油。煤和石油的差別是煤中的氫元素比石油低得多。因此，只要增加煤中的氫元素，煤就變成類似于石油的液體燃料了。煤的直接液化工藝流程簡(jiǎn)圖

煤間接液化工藝流程簡(jiǎn)圖燃煤的先進(jìn)發(fā)電技術(shù)

循環(huán)流化床燃燒（CFBC）增壓流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)（PFBC－CC）一體化煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）常規(guī)煤粉電站＋第二代洗滌器低NOx燃燒及磁流體（MHD）發(fā)電技術(shù)

循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電技術(shù)

超臨界循環(huán)流化床鍋爐

安裝中的CFB鍋爐

旋風(fēng)式分離器

鍋爐頂部?jī)?nèi)部聯(lián)接管道

風(fēng)箱/噴嘴

煤的未來(lái)1、綜合利用2、大力推進(jìn)潔凈煤的商用化3、深加工:２１世紀(jì)是煤的世紀(jì)4、多樣化考慮5、將二氧化碳轉(zhuǎn)化為汽油6、將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙烯

7、重視第五能源的開(kāi)發(fā)利用——節(jié)能

圖潔凈煤技術(shù)的構(gòu)成表中國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦煤炭灰分分布表中國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦煤炭硫分分布圖中國(guó)煤炭資源分布圖圖煤炭?jī)?chǔ)量分類煤炭?jī)?chǔ)量分級(jí)原則煤層情況、煤質(zhì)情況、地質(zhì)構(gòu)造情況、巖漿侵入情況的了解程度A級(jí)儲(chǔ)量對(duì)四方面已查清B級(jí)儲(chǔ)量對(duì)四方面已基本查清C級(jí)儲(chǔ)量對(duì)煤層、煤質(zhì)、地質(zhì)情況已基本查明D級(jí)儲(chǔ)量對(duì)煤層和煤質(zhì)有初步了解探明儲(chǔ)量經(jīng)過(guò)相當(dāng)?shù)目碧焦ぷ饔?jì)算的儲(chǔ)量保有儲(chǔ)量探明儲(chǔ)量-已采出煤量預(yù)測(cè)儲(chǔ)量理論計(jì)算出的儲(chǔ)量煤炭資源評(píng)價(jià)資源豐富，勘探程度較低，經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量較少地理分布極不合理各地區(qū)煤炭品種和質(zhì)量變化較大，分布不合理適合于露天開(kāi)采的儲(chǔ)量較少人均占有量低表煤炭資源的人均占有量/t中國(guó)煤炭生產(chǎn)和消耗特征：煤礦生產(chǎn)未達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模商品煤質(zhì)量差煤炭的加工利用程度及利用率低3．動(dòng)力煤的灰分、硫分和發(fā)熱量表各類動(dòng)力煤中灰分的分布（加權(quán)平均灰分16.84%）表各類動(dòng)力煤中全硫的分布（加權(quán)平均含量1.15%）表各類動(dòng)力煤商品煤發(fā)熱量(MJ/kg)的分布三、煤炭的利用效率及其污染1．人均占有量少、利用效率低下表中國(guó)發(fā)電狀況一覽表2．煤炭利用與生態(tài)環(huán)境惡化大氣中的主要污染物所排放的污染物粉塵SO2NOXCOCO2在總量排放中所占份額60%87%67%71%85%在由于燃料燃燒總排放中所占份額99%93%87%87%(1)煤炭開(kāi)采運(yùn)輸過(guò)程中的生態(tài)破壞與噪聲危害地表塌陷、設(shè)施破壞、良田荒蕪、生態(tài)惡化(2)煤炭加工過(guò)程中的三廢煤矸石，自燃排污、洗煤污水(3)煤炭燃燒過(guò)程中的大氣污染四、中國(guó)的生態(tài)環(huán)境狀況基本特點(diǎn)：1．生態(tài)環(huán)境脆弱2．城市大氣污染嚴(yán)重全球大氣污染最嚴(yán)重的城市

1998年，依次為：太原、米蘭、北京、烏魯木齊墨西哥城、蘭州、重慶、濟(jì)南、石家莊、德黑蘭。3．國(guó)力有限，環(huán)保投資嚴(yán)重短缺4．鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)繼續(xù)發(fā)展，給中國(guó)環(huán)境造成很大的影響

現(xiàn)有燃煤電站鍋爐污染物控制裝置原有典型情況煤粉鍋爐+靜電除塵裝置近期:鍋爐+靜電除塵+脫硫裝置+脫硝裝置容量(MW)占總火電站比例裝機(jī)數(shù)現(xiàn)有(2002)51052.112目標(biāo)(2010)280005.6120市場(chǎng)需求(2010)44000180來(lái)源

鍋爐+靜電除塵+脫硫裝置中國(guó)燃煤鍋爐情況五、中國(guó)的潔凈煤計(jì)劃〈中國(guó)21世紀(jì)議程〉包括潔凈煤計(jì)劃1993年制定〈中國(guó)潔凈煤技術(shù)計(jì)劃研究〉，包括：選煤,型煤,水煤漿,先進(jìn)的燃燒器,流化床燃燒,煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,煙道氣凈化,煤炭液化,燃料電池

燃煤煙氣中二氧化硫的脫除背景我國(guó)是世界上唯一以煤為主要能源的國(guó)家，煤在一次能源中占75%，而其中84%以上是通過(guò)燃燒方法利用的。燃燒煤產(chǎn)生的SO2廢氣，成為大氣污染的最主要的根源。SO2是酸雨的主要組分，酸雨對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，森林生態(tài)系統(tǒng)，建筑物和材料以及人體健康均有不同程度的危害，酸雨酸性越大造成的危害越嚴(yán)重。2003年我國(guó)煤炭消費(fèi)量為15.8億噸，二氧化硫排放量達(dá)到2167萬(wàn)噸，比2000年增長(zhǎng)了8.6%。而我國(guó)基本消除酸雨污染所允許的最大二氧化硫排放量為：1200-1400萬(wàn)噸。因此，燃煤二氧化硫的污染控制成為我國(guó)大氣污染控制的最主要任務(wù)。我國(guó)二氧化硫污染控制的有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展情況1992年兩省九市開(kāi)始工業(yè)燃煤二氧化硫排污收費(fèi)試點(diǎn)。1995年全國(guó)人大常委會(huì)第一次修訂《大氣污染防治法》。1996年修訂的《大氣污染防治法》第一次提出二氧化硫排放濃度限度。1998年兩控區(qū)二氧化硫排污收費(fèi)，0.2元/公斤。2000年修訂《大氣污染防治法》。2003年9月國(guó)家環(huán)保局和國(guó)家發(fā)改委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)燃煤電廠二氧化硫防治工作的通知》。2003年12月國(guó)家環(huán)?？偩职l(fā)布新修訂的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。

2003年12月國(guó)家環(huán)?？偩职l(fā)布新修訂的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

中國(guó)的動(dòng)力煤資源全硫的加權(quán)平均含量為1.15%含硫量為小于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%含硫量為2.0~3.0%的中高硫煤占7.85%含硫量分別為3.0~5.0%的高硫煤和大于5.0%的特高硫煤占7.05%我國(guó)二氧化硫的排放量以每年（3~4）%的速度不斷增長(zhǎng)有55%的城市二氧化硫超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)二氧化硫的排放會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題：

(1)酸雨會(huì)造成森林、水生物生態(tài)平衡破壞，土壤酸性貧瘠，腐蝕金屬材料，破壞建筑、文物古跡，影響人體健康。我國(guó)的酸性降雨為硫酸型的。(2)二氧化硫?qū)θ梭w健康有極大的危害。SO2對(duì)人體的呼吸器官有很強(qiáng)的毒害作用，會(huì)造成鼻炎、支氣管炎、哮喘、肺氣腫、肺癌等。(3)SO2

會(huì)給植物帶來(lái)嚴(yán)重的危害。(1~2)×10-6容積濃度的SO2

在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)即可引起葉片組織的局部損壞0.3×10-6容積濃度以上的濃度能使某些最敏感的植物發(fā)生慢性中毒一些城市燃用1噸煤所產(chǎn)生的二氧化硫和酸雨造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)(50~70)元。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)在“七五”期間僅兩廣、四川、貴州四省因酸雨造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)每年160億元。我國(guó)政府制定的政策和法規(guī)

1990年12月，國(guó)務(wù)院環(huán)委會(huì)決定著手對(duì)酸沉降污染控制問(wèn)題采取控制措施1991年10月29日國(guó)家環(huán)保局于發(fā)布了《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》在1991~1992年國(guó)家環(huán)保局組織有關(guān)單位進(jìn)行了工業(yè)燃煤二氧化硫收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)施方案的研究，并于1992年2月21日由國(guó)務(wù)院發(fā)出通知，在廣東、貴州兩省和柳州、南寧、桂林、杭州、青島、重慶、長(zhǎng)沙、宜昌和宜賓等九個(gè)城市進(jìn)行征收工業(yè)燃煤二氧化硫排污費(fèi)和酸雨的綜合防治工作。1995年8月29日經(jīng)全國(guó)人代會(huì)批準(zhǔn)頒布了《中華人民共和國(guó)污染防治法》修正案，首次對(duì)燃煤二氧化硫控制作出了明確的規(guī)定“在酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)內(nèi)排放二氧化硫的火電廠和其它大中型企業(yè)，屬于新建項(xiàng)目不能用低硫煤的，必須建設(shè)配套的脫硫、除塵裝置或采取其它控制二氧化硫排放、除塵的措施；屬于已建企業(yè)不用低硫煤的，應(yīng)當(dāng)采取控制二氧化硫排放、除塵的措施；國(guó)家鼓勵(lì)企業(yè)采用先進(jìn)的脫硫、除塵技術(shù)?！薄痘痣姀S煙氣脫硫關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備國(guó)產(chǎn)化規(guī)劃要點(diǎn)》國(guó)家經(jīng)貿(mào)委制定（1999）國(guó)產(chǎn)化目標(biāo)分為四步：．至2001年，初步掌握火電廠濕法脫硫設(shè)計(jì)技術(shù)，啟動(dòng)火電廠脫硫國(guó)產(chǎn)化示范工程，濕法煙氣脫硫設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)80%左右。同時(shí)，選擇若干種其它煙氣脫硫工藝作為國(guó)產(chǎn)化的示范工程，編制國(guó)產(chǎn)化實(shí)施方案。．至2003末，具備獨(dú)立完成火電廠濕法煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì)的能力，開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的火電廠煙氣脫硫工藝，濕法煙氣脫硫設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)90%以上。組織實(shí)施其它若干種煙氣脫硫國(guó)產(chǎn)化示范工程，并具有相應(yīng)的設(shè)計(jì)能力?！痘痣姀S煙氣脫硫關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備國(guó)產(chǎn)化規(guī)劃要點(diǎn)》國(guó)家經(jīng)貿(mào)委制定（1999）國(guó)產(chǎn)化目標(biāo)分為四步：．至2005年末，濕法煙氣脫硫設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)95%以上。其它若干種煙氣脫硫工藝也要基本實(shí)現(xiàn)脫硫設(shè)備國(guó)產(chǎn)化。．至2010年，濕法煙氣脫硫設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)100%。掌握其它若干種煙氣脫硫工藝的設(shè)計(jì)，設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到95%以上?！痘痣姀S煙氣脫硫關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備國(guó)產(chǎn)化規(guī)劃要點(diǎn)》國(guó)家經(jīng)貿(mào)委制定（1999）實(shí)施火電廠煙氣脫硫國(guó)產(chǎn)化的措施是：．加強(qiáng)火電廠煙氣脫硫國(guó)產(chǎn)化的組織領(lǐng)導(dǎo)；．組織實(shí)施煙氣脫硫國(guó)產(chǎn)化示范工程；．積極扶植脫硫設(shè)備的生產(chǎn)和供應(yīng)；實(shí)行招投標(biāo)制度，加強(qiáng)規(guī)范化管理；．培育和扶持有實(shí)力的脫硫工程公司；．研究制定促進(jìn)火電廠

脫硫國(guó)產(chǎn)化的配套政策。燃煤脫硫技術(shù)前言

中國(guó)城市的大氣污染的特征煤煙型大氣污染，主要是硫排放，其中90%來(lái)自煤炭煤中硫的存在形式：無(wú)機(jī)硫(黃鐵礦和硫酸鹽）有機(jī)硫（硫醇和硫醚）

脫硫技術(shù)可劃分為：燃燒前脫硫原煤在投入使用前，用物理、物理化學(xué)、化學(xué)及微生物等方法，將煤中的硫份脫除掉。爐前脫硫還能除去灰份，減輕運(yùn)輸量，減輕鍋爐的粘污和磨損，減少灰渣處理量，還可回收部分硫資源。物理選煤：利用黃鐵礦硫和煤的密度不同而通過(guò)重力分選和水選將黃鐵礦硫和部分礦物質(zhì)除去。這樣可使煤的含硫量降低40%，灰份降低70%左右?；瘜W(xué)選煤技術(shù)：加氫脫硫、加氧脫硫、用堿液浸煤后用微波照射等，適合于含硫量很高的洗中煤微生物方法：細(xì)菌脫硫脫硫方式

1燃燒前脫硫：通過(guò)洗煤等可以減少40%的無(wú)機(jī)硫。2燃燒時(shí)脫硫：（1）型煤固硫技術(shù)：加入固硫劑氧化鈣與二氧化硫和三氧化硫生成硫酸鈣。（2）循環(huán)硫化床脫硫技術(shù)。3燃燒后脫硫：即煙氣脫硫。應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。煙氣脫硫按其用水量的多少可分為濕法，干法和半干法。濕法脫硫：主要包括石灰石-石膏法，海水脫硫法，鈉堿法，氧化鎂法等。半干法脫硫：旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法，煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)，增濕灰循環(huán)脫硫技術(shù)等。干法脫硫：高能電子束法，脈沖電暈等離子體法，吸附-再生法等。濕法煙氣脫硫技術(shù)

1.石灰石（石灰）—石膏法

使用石灰石、石灰或碳酸鈉等漿液作為洗滌劑，在吸收塔內(nèi)對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌，從而除去煙氣中的SO2脫硫產(chǎn)物-石膏可直接拋棄，也可綜合利用，是世界上使用最多的技術(shù)原理：

SO2+2H2OH2SO3H2SO3+CaCO3CaSO3+H2O+CO2CaSO3+2H2O+1/2O2CaSO42H2O

該法具有脫硫反應(yīng)速度快，脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)，但存在投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用都很高，脫硫產(chǎn)物較難處理，易造成二次污染，系統(tǒng)復(fù)雜，啟停不便等問(wèn)題應(yīng)用：太原熱電廠圖1太原第一熱電廠的簡(jiǎn)易型煙氣脫硫流程圖濕法煙氣脫硫濕法煙氣脫硫的優(yōu)點(diǎn)為：（1）脫硫效率高，有的裝置在Ca/S約等于1時(shí)，脫硫效率大于90%；（2）吸收劑利用率高，可超過(guò)90%；（3）煤種適應(yīng)性強(qiáng)，副產(chǎn)品易于回收；（4）設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高，已達(dá)90%以上缺點(diǎn)：（1）但是該工藝裝置的基建投資大(約占電廠投資的11~18%)（2）運(yùn)行費(fèi)用高（約占電廠總運(yùn)行費(fèi)用的8~18%）。圖美國(guó)燃燒工程公司濕法石灰/石灰石工藝流程1QA、該工藝的特點(diǎn)工藝簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)性較好運(yùn)行維護(hù)工作量小可用率在90%以上廢渣既可拋棄，也可作為商品石膏回收是世界上應(yīng)用最多的一種煙氣脫硫技術(shù)。在美國(guó)，采用該工藝的電廠占電廠煙氣脫硫裝機(jī)總?cè)萘康?0%以上。單機(jī)容量在20~920MW范圍內(nèi)。對(duì)高硫煤，脫硫率可達(dá)90%以上，對(duì)低硫煤，脫硫率可在95%以上。傳統(tǒng)的石灰/石灰石工藝潛在的缺陷設(shè)備的積垢、堵塞、腐蝕與磨損1QA、工藝改進(jìn)主要有：在吸收漿液中加入少量的甲酸等添加劑，以使吸收劑的可溶性增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)（1）在吸收塔的氣液界面、出口煙道、閘板門(mén)、擋板及消霧裝置等處，選用適當(dāng)?shù)牟牧?，以防止腐蝕。（2）采用雙循環(huán)回路吸收系統(tǒng)。它將吸收塔內(nèi)部分為兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)為低pH值區(qū)，另一個(gè)為高pH值區(qū)低pH值(4.5~5.0)回路主要目的：為了最大限度地利用石灰石，并除去煙氣中的氯離子Cl-1，以減少它對(duì)塔身的腐蝕，同時(shí)可脫除煙氣中35~40%的SO2。高pH值（6.0~7.0）的回路的目的：獲得較高的SO2脫除率。

特點(diǎn)：

100%地利用了吸收劑避免由于過(guò)飽和而產(chǎn)生的結(jié)垢和堵塞問(wèn)題2.氨法煙氣脫硫工藝氨法脫硫就是以氨水作為SO2的吸收劑，所產(chǎn)生的副產(chǎn)品為亞硫酸氨圖氨法煙氣脫硫工藝流程（1）吸收過(guò)程：煙氣依次經(jīng)過(guò)三個(gè)吸收塔，其中的SO3

被吸收液吸收，并生成亞硫酸氨和硫酸氫氨；（2）中和結(jié)晶：由吸收反應(yīng)產(chǎn)生的高濃度亞硫酸氨與硫酸氫氨吸收液，先經(jīng)過(guò)灰渣過(guò)濾器除去煙塵，再在結(jié)晶反應(yīng)器內(nèi)與氨起中和反應(yīng)，同時(shí)用水間接冷卻，使亞硫酸氨結(jié)晶析出；（3）結(jié)晶分離：由結(jié)晶分離器底部出來(lái)的含亞硫酸氨結(jié)晶懸浮物進(jìn)入離心機(jī)，分離出固體結(jié)晶體作為副產(chǎn)品，剩下的濾液再回到吸收塔內(nèi)重復(fù)使用。該脫硫工藝的優(yōu)點(diǎn)脫硫效率可達(dá)到99%

可得到副產(chǎn)品作化肥無(wú)廢水和廢棄物排放3.海水脫硫基本原理——自然界海水呈堿性，pH值8.0-8.3——SO2為海水吸收后，生成可溶性硫酸鹽——恢復(fù)硫自然循環(huán)海水脫硫

原理：一般海水的pH為8.0-8.3，自然堿度約為1.2-2.5mmol/L，具有天然的酸堿緩沖能力和吸收SO2的能力。

SO2+2H2O+1/2O2SO42-+2H+HCO3-+H+CO2+H2O

該工藝用海水吸收煙氣中的SO2，再用空氣強(qiáng)制氧化為無(wú)害的硫酸鹽而溶于海水中，硫酸鹽是海水中的天然成分。

只能局限于沿海的地區(qū)，同時(shí)其對(duì)海水的長(zhǎng)期影響尚有待觀察。應(yīng)用：深圳西部電力公司2號(hào)300MW機(jī)組引進(jìn)海水脫硫技術(shù)，1998年7月投入運(yùn)營(yíng)。海水脫硫工藝流程圖

3.鈉堿吸收法

該法是用堿液(NaOH或Na2CO3)吸收了SO2后，生成的Na2SO3在以后的循環(huán)中起主要作用。

SO2的吸收

:

SO2+Na2SO3+H2ONaHSO3SO2+Na2SO3Na2S2O5

SO2的再生:NaHSO3SO2+Na2SO3+H2O

Na2S2O5

SO2+Na2SO3

4.氧化鎂法

用氧化鎂漿液吸收煙氣中的SO2，得到含結(jié)晶水的亞硫酸鎂和硫酸鎂的固體吸收產(chǎn)物，經(jīng)脫水，干燥和煅燒還原后，再生出氧化鎂循環(huán)使用，高濃度的SO2氣體可用于制硫酸和硫磺。5.氧化鋅法

用氧化鋅漿液吸收煙其中的SO2，得到亞硫酸鋅和硫酸鋅的固體吸收產(chǎn)物，經(jīng)熱分解再生出氧化鋅循環(huán)使用，得到的高濃度的SO2氣體可用于制硫酸和硫磺。半干法煙氣脫硫技術(shù)

旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法：原理：生石灰先經(jīng)過(guò)消化變?yōu)闅溲趸}漿液，經(jīng)噴霧裝置霧化噴入煙氣中。

CaO+H2OCa(OH)2SO2+2H2OH2SO3Ca(OH)2+H2SO3CaSO3+H2OCaSO3+1/2O2CaSO4

與濕法相比，設(shè)備投資較低，塔內(nèi)不結(jié)垢，耗能為濕法的一半，但系統(tǒng)存在磨損，堵塞等問(wèn)題。應(yīng)用：四川白馬電廠，脫硫率達(dá)80%以上。2.粉煤灰干式煙氣脫硫技術(shù)將煤灰、石灰和石膏以一定比例混合，經(jīng)蒸汽熟化增加活性后干燥成直徑約為6mm、長(zhǎng)約為3~10mm的圓柱形顆粒組成日本北海道電力公司

1985年開(kāi)始進(jìn)行研究

1988年底完成工業(yè)實(shí)用化研究（處理煙氣量為50000Nm3/h）

1991年首臺(tái)煤灰脫硫裝置（1/2容量，處理煙氣量644000Nm3/h）年投入運(yùn)行該項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)：（1）脫硫率可以達(dá)到90%以上，且性能穩(wěn)定，達(dá)到了一般濕法脫硫的水平；（2）脫硫劑成本低，有益于環(huán)境保護(hù)；（3）用水量少，無(wú)需排水處理和排氣再加熱，設(shè)備總費(fèi)用比濕法低1/4；（4）煤灰脫硫劑可以重復(fù)利用，或可另作它用；（5）沒(méi)有料漿系統(tǒng)，維護(hù)比較容易，設(shè)備簡(jiǎn)單可靠。粉煤灰煙氣脫硫的基本反應(yīng)式為：粉煤灰+石灰+石膏+SO2→煤灰+石膏

特殊的效果：（1）煤灰和石膏能加速脫硫化學(xué)反應(yīng)，使反應(yīng)完全（2）脫硫效率超過(guò)活性炭，同時(shí)還具有脫硝的能力（3）反應(yīng)溫度低，對(duì)脫硫有利，但會(huì)使水分的不利影響增大。圖煤灰干式煙氣脫硫基本原理及工藝流程第一臺(tái)大型實(shí)用的設(shè)備地點(diǎn)：日本的占東厚真電廠。運(yùn)行參數(shù)為：處理煙氣量644000Nm3/h

入口SO2

濃度2288mg/m3

入口煙氣含塵濃度200mg/Nm3,

脫硫率大于90%，

Ca利用率大于80%，占地面積為5000m2。SulfurAdsorbedSO2FluegasConcentratedSO2H2SO4

吸附再生流程

3.活性焦炭吸附脫硫吸附溫度100~200℃，吸附量6~12g/100g，脫硫效率一般高于90%。在系統(tǒng)里加入NH3，可同時(shí)除去NO2，脫除率80%。湖北松木坪電廠進(jìn)行了5000m3/h的煙氣水洗再生活性炭脫硫中試。存在問(wèn)題：活性炭中碘流失是主要問(wèn)題，此外設(shè)備的腐蝕等問(wèn)題未解決好。我國(guó)的脫硫技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫中試裝置70000m3/h,1991年投運(yùn)，四川白馬電廠濕法煙氣脫硫2×360MW，1992年投運(yùn)，華能重慶珞璜電廠2×100MW北京一熱，2×200MW重慶電廠2×125MW半山電廠1998年簽定合同爐內(nèi)噴鈣脫硫加尾部增濕活化脫硫

125MW,1999年投運(yùn)，江蘇下關(guān)電廠海水脫硫技術(shù)300MW，1998年投運(yùn)，深圳西部電廠2×600MW，正在施工，福建漳州電廠

4.CuO/r-Al2O3工藝在300℃-450℃的溫度范圍內(nèi)，CuO與SO2反應(yīng)生成CuSO4，CuO與CuSO4對(duì)SCR還原NOx是很好的催化劑，反應(yīng)結(jié)束后，CuSO4被送去再生。

CuO+SO2+1/2O2CuSO44/xNOx+4NH3+O2(2/x+2)N2+6H2O

CuSO4Cu+SO2CuSO4orCuOCH4，CO，O2

干法煙氣脫流技術(shù)

1.電子束照射法(EBA)：

原理：煙氣經(jīng)電子束照射后，高能電子的能量被O2，H2O等分子吸收，產(chǎn)生大量高反應(yīng)活性的自由基或自由電子。

O2，H2O2O，H，OH等

NH3，H2O，SO2，NO2SO3，N2O5H2SO3，HNO3(NH3)2SO4，NH3NO3e*

O，H，OH

NH3，H2O

應(yīng)用：四川成都電廠90MW機(jī)組優(yōu)點(diǎn)是能同時(shí)脫硫脫硝，能夠生成硫銨和硝銨等化肥副產(chǎn)品，反應(yīng)時(shí)間短速度快，設(shè)備投資少。缺點(diǎn)是能耗大，煙氣輻射裝置目前未達(dá)到實(shí)用大鍋爐的要求。

2.脈沖電暈等離子體法（PPCP）

脈沖電暈等離子體法是在EBA法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。該法利用脈沖電暈放電形成的非平衡等離子體中的高能電子撞擊O2，H2O等分子形成高反應(yīng)活性的自由基或自由電子。與EBA相比，該法省去了昂貴的電子束加速器，避免了短壽命的電子槍和X射線屏蔽等問(wèn)題。

1991年，大連理工大學(xué)承擔(dān)了國(guó)家重點(diǎn)自然科學(xué)基金項(xiàng)目“脈沖電暈等離子體活化法脫除煙氣中SO2和NO2的研究”，98年納入國(guó)家“八五”攻關(guān)項(xiàng)目，目前已經(jīng)建成一套處理煙氣量為12000-20000m3/h的煙氣脫硫裝置。該方法目前的研究還不充分，SO2和NO2脫除的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，非平衡等離子體與離子自由基密度關(guān)系還需要進(jìn)一步理論與實(shí)驗(yàn)的研究。將來(lái)有希望替代EBA法。電子束脫硫技術(shù)應(yīng)用及分析1前言2電子束脫硫工藝原理3電子束脫硫工藝流程4電子束脫硫工藝特點(diǎn)5EBA示范項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)6運(yùn)行狀況與應(yīng)用分析電子束煙氣脫硫脫氮技術(shù)是一項(xiàng)物理與化學(xué)緊密結(jié)合的高新技術(shù)，國(guó)外70年代初期就開(kāi)始了探索研究。日本荏原制作所在1970年即開(kāi)始研究電子束法脫除煙氣中的SO2與NOx，1973年建成模擬氣體和重油燃燒煙氣的小試裝置；隨后研究證明了電子束照射法可同時(shí)脫硫和脫氮；經(jīng)中試研究進(jìn)一步掌握了實(shí)際設(shè)備所需的各項(xiàng)定量參數(shù)，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)中試設(shè)備的可靠性，并能適應(yīng)嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。對(duì)副產(chǎn)品的硫酸銨(含極少量硝酸銨)進(jìn)行的植物裁培試驗(yàn)表明：脫硫副產(chǎn)品具有與銷售氮肥相同的質(zhì)量，對(duì)植物的發(fā)育無(wú)不良影響。至此，電廠煙氣電子束脫硫工業(yè)性試驗(yàn)的條件已完全具備。前言在我國(guó)，該技術(shù)作為“七五”期間國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，以上海原子能研究所為主曾作過(guò)小型試驗(yàn)，至今仍有一些院校在不斷深入研究。鑒于合作建設(shè)SO2脫除裝置在我國(guó)很有必要性，同時(shí)開(kāi)發(fā)新的脫硫工藝技術(shù)又是電力工業(yè)發(fā)展所必需，在國(guó)家計(jì)委和原電力工業(yè)部的推進(jìn)和領(lǐng)導(dǎo)下，1995年初決定由四川省電力局與荏原制作所合作建設(shè)電子束脫硫示范裝置。1998年5月，中日合作成都電廠EBA示范項(xiàng)目通過(guò)了驗(yàn)收與技術(shù)鑒定。該裝置煙氣處理量30×104m3/h，為目前世界上建成并投運(yùn)的最大規(guī)模的工業(yè)裝置。2電子束脫硫工藝原理脫硫、脫硝主要機(jī)理：（1）游離基的生成：燃煤排煙由氮、氧、水蒸汽、CO2等主要成分及SO2、NOx等微量有害成分構(gòu)成。當(dāng)電子束照射煙氣時(shí)，電子束能量大部分被煙氣中的氮、氧、水蒸汽所吸收，從而生成富有反應(yīng)活性的游離基(OH基、O原子、HO2基、N基)：

N2、O2、H2O→OH、O、HO2、N

（2）SO2與NOx的氧化：煙氣中的SO2與NOx,，與因電子束照射而生成的游離基進(jìn)行反應(yīng)，分別氧化成硫酸（H2SO4）與硝酸（HNO3）：

SO2HSO3HSO4

SO2SO3HSO4

NOHNO2HNO3

NONO2+OH

NONO2HNO3OHOHOOHH2OOOHOHO2（3）硫酸銨與硝酸銨的生成：已生成的硫酸和硝酸再與電子束照射以前噴入的氨(NH3)進(jìn)行中和反應(yīng)，分別生成硫酸銨[(NH4)2SO4)和硝酸銨(NH4NO3))的粉狀微粒，若有尚未反應(yīng)的剩余的SO2和NH3時(shí)，可分別在上述微粒表面進(jìn)一步進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)，從而SO2和NH3的一部分會(huì)生成硫酸銨、硝酸銨：

H2SO4+2NH3→(NH4)2SO4

HNO3+NH3→NH4NO3

SO2+2NH3+H2O+1/2O2→(NH4)2SO4

從電子束照射到硫酸銨、硝酸銨生成所需的時(shí)間極短，僅約1秒。

3電子束脫硫工藝流程該項(xiàng)技術(shù)的工藝流程（見(jiàn)圖1）由排煙冷卻、氨的噴入，電子束照射與副產(chǎn)品收集等工序組成。圖1電子束脫硫工藝流程4電子束脫硫工藝特點(diǎn)

(1)電子束透過(guò)力、貫穿力強(qiáng)，經(jīng)屏蔽后可在反應(yīng)室內(nèi)集中供給高能量輻照煙氣。反應(yīng)速度快、時(shí)間短；

(2)在同一反應(yīng)室內(nèi)同時(shí)脫硫與脫硝；

(3)為干法過(guò)程，無(wú)廢水排放；

(4)生成的副產(chǎn)品可作農(nóng)用氮肥，無(wú)固體廢棄物；

(5)對(duì)煙氣條件的變化適應(yīng)性強(qiáng)；

(6)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，操作較簡(jiǎn)便。（1）煙氣量：30×104m3/h，從華能成都電廠200MW機(jī)組670t／h鍋爐煙氣抽取。（2）主要技術(shù)參數(shù)(設(shè)計(jì)值)：入口煙氣SO2濃度（最大）5148mg/m3

入口煙氣NOx濃度680mg/m3

入口煙氣煙塵濃度390mg/m3

脫硫效率80％脫氮效率10％電耗量1900kWh／h

水耗量16t／h蒸汽耗量2t／h

出口煙氣氨濃度(即反應(yīng)剩余濃度)<76mg／m35EBA示范項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（3）電子束發(fā)生裝置主要參數(shù)：直流高壓電源800kV×l000mA

電子加速器800kV×400mA×2（4）環(huán)境監(jiān)測(cè)主要數(shù)據(jù)：煙氣量