大氣污染控制工程課件1

大氣污染控制工程1早期局地環(huán)境中二氧化硫的濃度升高近100年來二氧化硫等酸性氣體導(dǎo)致的酸沉降最近二氧化硫等氣態(tài)污染物形成的二次微細(xì)粒子硫氧化物的污染－關(guān)注熱點(diǎn)§第6章煙氣中SO2的治理技術(shù)(6.1)2一、硫循環(huán)與硫排放3化石燃料含有硫化石燃料燃燒時(shí)，硫大部分轉(zhuǎn)化為SO24我國(guó)SO2排放的年際變化5我國(guó)SO2排放的行業(yè)特點(diǎn)6我國(guó)北方城市SO2污染現(xiàn)狀太原7我國(guó)南方城市SO2污染現(xiàn)狀長(zhǎng)沙貴陽、重慶880年代初我國(guó)酸雨區(qū)域分布20世紀(jì)90年代末我國(guó)酸雨區(qū)域分布92004年全國(guó)降水酸度分布2011年全國(guó)降水酸度分布10

鍋爐煤改氣北京市SO2污染控制112011年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)（大氣環(huán)境）（2012年6月6日）全國(guó)城市環(huán)境空氣質(zhì)量總體穩(wěn)定

，酸雨分布區(qū)域無明顯變化。2011年全國(guó)降水pH年均值等值線示意圖2011年，全國(guó)酸雨分布區(qū)域主要集中在長(zhǎng)江沿線及以南–青藏高原以東地區(qū)。主要包括浙江、江西、福建、湖南、重慶的大部分地區(qū)，以及長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲、湖北西部、四川東南部、廣西北部地區(qū)。酸雨區(qū)面積約占國(guó)土面積的12.9%。122011年，監(jiān)測(cè)的468個(gè)市（縣）中，出現(xiàn)酸雨的市（縣）227個(gè)，占48.5%；酸雨頻率在25%以上的140個(gè)，占29.9%；酸雨頻率在75%以上的44個(gè)，占9.4%。2011年，降水pH年均值低于5.6（酸雨）、低于5.0（較重酸雨）和低于4.5（重酸雨）的市（縣）分別占31.8%、19.2%和6.4%。與上年相比，酸雨、較重酸雨和重酸雨的市（縣）比例分別降低3.8個(gè)百分點(diǎn)、2.4個(gè)百分點(diǎn)和2.1個(gè)百分點(diǎn)。13大氣固定源污染物排放標(biāo)準(zhǔn)·煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB16171-2012代替GB16171-1996·鐵合金工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB28666-2012·軋鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB28665—2012·煉鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB28664－2012·煉鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB28663-2012·鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB28662-2012·鐵礦采選工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB28661-2012·橡膠制品工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB27632—2011·火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB13223-2011代替GB13223-2003·平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB26453-2011·釩工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB26452－2011·稀土工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB26451—2011·硫酸工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB26132-2010·硝酸工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB26131-2010·鎂、鈦工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB25468—2010·銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB25467—2010·鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB25466—2010·鋁工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB25465—2010·陶瓷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB25464—2010·合成革與人造革工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)--GB21902—2008

………14二、二氧化硫污染的控制主要包括：1、燃燒前脫硫

2、燃燒中脫硫

3、燃燒后脫硫（煙氣脫硫）目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的方法是煙氣脫硫?。?5燃燒前脫硫1.煤炭的固態(tài)加工煤炭洗選：物理洗煤、化學(xué)洗煤、微生物洗煤我國(guó)以物理選煤為主。跳汰占59%、重介質(zhì)選煤占23%、浮選占14%2.煤炭的轉(zhuǎn)化煤的氣化采用空氣、氧氣、CO2和水蒸氣作為氣化劑，在氣化爐內(nèi)反應(yīng)生成不同組分不同熱值的煤氣煤的液化通過化學(xué)加工轉(zhuǎn)化為液態(tài)烴燃料或化工原料等液體產(chǎn)品3.重油脫硫在催化劑作用下通過高壓加氫反應(yīng)，切斷碳與硫的化學(xué)鍵，使氫與硫作用形成H2S從重油中分離16燃燒中脫硫流化床燃燒技術(shù)(CFBC)煤粒保持流化狀態(tài)流化床利于燃料的充分燃燒分類按流態(tài)：鼓泡流化床和循環(huán)流化床按運(yùn)行壓力：常壓流化床和增壓流化床又稱爐內(nèi)脫硫，即在燃燒過程中，加入固硫劑，使煤中硫轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，加以脫除。1718流化床脫硫的化學(xué)過程脫硫劑：石灰石（CaCO3）、白云石（CaCO3?MgCO3）爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)流化床燃燒方式為脫硫提供了理想的環(huán)境CaSO4的摩爾體積大于CaCO3，由于孔隙堵塞，CaO不可能完全轉(zhuǎn)化為CaSO41920流化床燃燒脫硫的影響因素1.鈣硫比（<2.5）表示脫硫劑用量的指標(biāo)，影響最大的性能參數(shù)2.煅燒溫度（850～890℃）存在最佳脫硫溫度范圍溫度低時(shí)，孔隙量少、孔徑小，反應(yīng)被限制在顆粒外表面溫度過高，CaCO3的燒結(jié)作用變得嚴(yán)重21223.脫硫劑的顆粒尺寸和孔隙結(jié)構(gòu)（一般0～2mm的石灰石粒度）顆粒尺寸小于臨界尺寸時(shí)發(fā)生揚(yáng)析，并非越小越好顆?？紫督Y(jié)構(gòu)應(yīng)有適當(dāng)?shù)目讖酱笮。缺ＷC一定孔隙容積，又保證孔道不易堵塞孔性質(zhì)：比表面積、孔容積、空隙率、孔徑分布比表面積及空隙率：白云石最大，Ca(OH)2次之，CaCO3為最小。4.脫硫劑的種類白云石的孔徑分布和低溫煅燒性能好，但易發(fā)生爆裂揚(yáng)析，且用量大于石灰石近兩倍2324脫硫劑的再生不同溫度下的再生反應(yīng)25爐內(nèi)噴鈣脫硫技術(shù)的現(xiàn)狀爐內(nèi)噴鈣脫硫在煤粉爐未廣泛應(yīng)用的原因爐內(nèi)溫度太高煙氣中含有較多的CO2和H2O爐內(nèi)噴入的脫硫劑容易發(fā)生燒結(jié)表面積快速減少反應(yīng)活性和反應(yīng)速率降低超過1300℃時(shí)，產(chǎn)物CaSO4易于分解成CaO和SO2脫硫率較低(10~30%)26新的研究進(jìn)展提高吸收劑的活性，改善SO2的擴(kuò)散過程改變吸收劑的噴入位置，避免吸收劑的燒結(jié)失活以有機(jī)鈣鹽代替石灰石，或以有機(jī)固體廢棄物和石灰為原料制備的有機(jī)鈣混合物，其優(yōu)點(diǎn)為：便于現(xiàn)有鍋爐的脫硫脫硝，達(dá)到環(huán)保要求有效地回收和利用城市固體廢棄物，改善環(huán)境有機(jī)鈣具有一定的熱值，能降低鍋爐的煤耗27LIFAC煙氣脫硫技術(shù)LIFAC煙氣脫硫工藝LimestoneInjectionintotheFurnaceandActivationCalciumOxide1986年由芬蘭的Tampella和IVO公司開發(fā)投入運(yùn)行爐內(nèi)噴鈣+活化反應(yīng)器活化器內(nèi)的脫硫原理

CaO+H2O→Ca(OH)2

（水合反應(yīng)）

Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2OCaSO3+1/2O2→CaSO428LIFAC工藝的工藝流程29影響活化器內(nèi)脫硫效率的因素霧化水量液滴粒徑水霧分布出口煙溫等LIFAC工藝系統(tǒng)的脫硫率活化器脫硫效率通常在40%~60%之間。整個(gè)LIFAC工藝系統(tǒng)的脫硫效率η=η1+(1-η1)η2LIFAC工藝系統(tǒng)的脫硫率為60%~85%脫硫灰再循環(huán)工藝將電除塵分離的粉塵返回一部分到活化器中再次利用30煙氣再加熱目的：將煙氣溫度提高到比露點(diǎn)高10～15℃原因：霧化水的蒸發(fā)導(dǎo)致活化器出口煙溫的降低加熱工質(zhì)：蒸氣、空氣或未經(jīng)活化器的煙氣特點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單；投資低；中等脫硫效率；對(duì)機(jī)組影響不大；運(yùn)行維護(hù)方便；適用于中、小容量機(jī)組和老電廠的改造。31LIFAC的應(yīng)用對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響不會(huì)造成受熱面結(jié)焦、腐蝕和嚴(yán)重積灰；電除塵器的除塵效率下降；煙道阻力增加；脫硫劑的噴入會(huì)導(dǎo)致熱量的損失；脫硫裝置導(dǎo)致廠用電增加。32冶煉廠、硫酸廠和造紙廠等工業(yè)，SO2濃度通常2％～40％化學(xué)反應(yīng)式反應(yīng)1為放熱反應(yīng)，溫度低時(shí)轉(zhuǎn)化率高工業(yè)上一般采用多層催化床層高濃度SO2尾氣的回收和凈化煙氣脫硫333435燃燒后脫硫（低濃度SO2煙氣脫硫）(FGD)燃燒設(shè)施直接排放的SO2濃度通常為10-4～10-3數(shù)量級(jí)由于SO2濃度低，煙氣流量大，煙氣脫硫通常比較昂貴分類脫硫產(chǎn)物處置方式：拋棄法和再生法脫硫產(chǎn)物狀態(tài)：濕法、干法和半干法36目前國(guó)際上已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的燃煤電廠煙氣脫硫技術(shù)主要有：(1)濕法脫硫技術(shù)，占85%左右，其中石灰-石膏法約占36.7%，其它濕法脫硫技術(shù)約占48.3%；(2)噴霧干燥脫硫技術(shù)，約占8.4%；(3)吸收劑再生脫硫法，約占3.4%；(4)爐內(nèi)噴射吸收劑/增溫活化脫硫法，約占1.9%；(5)海水脫硫技術(shù)；(6)電子束脫硫技術(shù)；(7)脈沖等離子體脫硫技術(shù)；(8)煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)等。

以濕法脫硫?yàn)橹鞯膰?guó)家有：日本(約占98%)、美國(guó)(約占92%)和德國(guó)(約占90%)等。3738項(xiàng)目普通石灰石－石膏工藝噴霧干燥法爐內(nèi)噴鈣＋尾部增濕氧化鎂法旋流板塔雙堿法技術(shù)成熟程度成熟成熟成熟成熟成熟適用煤種不限中低硫煤中低硫煤中低硫煤不限單機(jī)應(yīng)用規(guī)?！?00MW≥100MW≤200MW≤200MW≤200MW脫硫率95％以上75-90％75-80％90％以上95％以上吸收劑石灰石/石灰石灰石灰石氧化鎂石灰/鈉堿/電石渣等吸收劑利用率90％以上90％約40％90％以上95％以上副產(chǎn)物石膏亞硫酸鈣亞硫酸鈣硫酸鎂石膏副產(chǎn)物處置利用拋棄拋棄回收利用廢水有無無有少量占地面積大中小中中市場(chǎng)占有率高一般一般低中小型機(jī)組國(guó)內(nèi)最高國(guó)內(nèi)應(yīng)用珞璜，北京，半山，重慶等黃島，白馬下關(guān)，錢清少多家常用脫硫技術(shù)比較39目前世界上已開發(fā)的濕法煙氣脫硫技術(shù)，主要有石灰石(石灰)—石膏洗滌法、雙堿法、海水脫硫、氨吸收法、氧化鎂法等。據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)煤炭研究組織統(tǒng)計(jì)，濕法脫硫占世界安裝煙氣脫硫的機(jī)組總?cè)萘康?5%，其中石灰石法占36.7%，其他濕法脫硫技術(shù)約占48.3%。這些裝置中，用于燃煤含硫量小于1%的裝置占23%，用于燃煤含硫量1%～2%的占28%，用于燃煤含硫量大于2%的占48%。以濕法煙氣脫硫?yàn)橹鞯膰?guó)家有日本（98%）、美國(guó)(92%)、德國(guó)(90%)等。濕法煙氣脫硫技術(shù)401．石灰/石灰石-石膏法脫硫技術(shù)濕法煙氣脫硫技術(shù)41三菱重工業(yè)石灰-石膏法工藝流程42用石灰或石灰石吸收煙氣中的SO2分為吸收和氧化兩個(gè)工序，先吸收生成亞硫酸鈣，然后再氧化成硫酸鈣。吸收：氧化：43石灰石吸收：氧化：4445三菱重工業(yè)石灰-石膏法工藝流程三菱重工業(yè)石灰-石膏法工藝流程：1、冷卻塔：降溫至60℃左右、除塵2、二級(jí)串聯(lián)吸收塔石灰漿液洗滌脫硫3、脫硫除霧的煙氣經(jīng)在加熱器升溫至140℃左右，由煙囪排出大氣。4、吸收SO2后的漿液用硫酸調(diào)節(jié)pH到4~4.5后，進(jìn)入氧化塔，在60~80℃，采用壓縮空氣氧化。5、氧化后的漿液增稠、脫水得到石膏46474849工藝流程:

石灰石經(jīng)過破碎、研磨、制成漿液后輸送到吸收塔。吸收塔內(nèi)漿液經(jīng)循環(huán)泵送到噴淋裝置噴淋。煙氣從煙道引出后經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)增壓，進(jìn)入GGH煙氣加熱器冷卻后進(jìn)入吸收塔。煙氣在吸收塔中與噴淋的石灰石漿液接觸，除掉煙氣中的SO2，潔凈煙氣從吸收塔排出后經(jīng)GGH煙氣加熱器加熱后排入煙道。吸收塔內(nèi)吸收SO2后生成的亞硫酸鈣，經(jīng)氧化處理生成硫酸鈣，從吸收塔內(nèi)排出的硫酸鈣經(jīng)旋流分離（濃縮）、真空脫水后回收利用。50石灰液制備設(shè)備：

給料稱、重機(jī)刮板機(jī)、斗式提料機(jī)、石灰石倉、濕式球磨機(jī)、錘式破碎機(jī)、振動(dòng)給料機(jī)、卸料斗、漿液罐北京國(guó)華熱電公司200MW脫硫工程51影響吸收效率的主要因素：1、漿液的pH

石灰系統(tǒng)pH約為8，石灰石系統(tǒng)pH為5.8～6.22、吸收溫度（40～60℃）3、石灰石粒度（200～300目）4、液氣比及氣體流速

氣體流速1.6～2.5m/s，液氣比0.8～8.2L/m35、控制溶液過飽和6、吸收劑52篩孔尺寸與標(biāo)準(zhǔn)目數(shù)對(duì)應(yīng)：

篩孔尺寸：4.75mm

標(biāo)準(zhǔn)目數(shù)：4目

篩孔尺寸：4.00mm

標(biāo)準(zhǔn)目數(shù)：5目

篩孔尺寸：3.35mm

標(biāo)準(zhǔn)目數(shù)：6目

篩孔尺寸：2.80mm

標(biāo)準(zhǔn)目數(shù)：7目

篩孔尺寸：2.36mm

標(biāo)準(zhǔn)目數(shù)：8目

篩孔尺寸：2.00mm

標(biāo)準(zhǔn)目數(shù)：10目

篩孔尺寸：1.70mm

標(biāo)準(zhǔn)目數(shù)：12目

篩孔尺寸：1.40mm

標(biāo)準(zhǔn)目數(shù)：14目

篩孔尺寸：1.18mm

標(biāo)準(zhǔn)目數(shù)：16目

篩孔尺寸：