锅炉烟气二氧化硫污染及控制技术

《锅炉烟气二氧化硫污染及控制技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锅炉烟气二氧化硫污染及控制技术（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、锅炉烟气二氧化硫污染及控制技术学 牛： 栾义林指导教师： 陈莲芳专业名称：电厂热能动力装置所在学院：山东大学能源与动力工程学院目录1前言11氧化硫的污染现状1.2二氧化硫的特征和危害2. 氧化硫的产生2.1煤在燃烧过程中S02的生成3. 主要脱硫工艺3.1燃烧前脱硫3.1.1原煤洗选3.1.2其他正在试验中的原煤脱硫技术3.2燃烧中脱硫3.2.1藏化床燃烧技术3.2.2炉内喷钙3.2.3型煤固硫燃烧技术4. 烧后脱硫4.1湿法4.1.1石灰石4.1.2 吸收剂再生脱硫工艺4.2半干法4.2.1喷雾干燥脱硫法4.2.2电子束法4.3干法4.3.1活性碳吸附法4.3.2煤灰法4.4肥料制备系统4.

2、5烟气循环流化床脱硫工艺5. 际上燃煤脱硫技术发展与应用概况51国际上脱硫技术应用情况5.2应用情况分析5.2.1脱硫剂5.2.2脱硫工艺的应用情况5.2.3 投资与成本5.2.4 新、老电厂烟气脱硫装置应用情况5.2.5使用烟气脱硫装置较多的国家6. 国内二氧化硫控制技术应用概况6.1引进的技术6.1.1湿式石灰石石膏法6.2简易石灰一石膏法6.3半干法6.4干式洗涤系统(EDSS)7. 国内开发技术的应用情况7.1喷雾干爆法7.1.1旋转喷雾干燥法7.1.2加压喷雾脱硫7.2磷按复合肥法7.3炉内喷钙法7.4湿式除尘脱硫7.5煤的催化燃烧7.6型煤7.7循环流化床锅炉8. 硫技术应用中需注

3、意的几个问题8.1脱硫效率8.2脱硫费用8.3脱硫剂8.4副产物8.5二次污染8.6技术的多用性8.7技术的成熟程度摘要：现在我国的能源以燃煤为主,燃烧过程中产生了严重污染.，本文分析了锅炉烟气污染的产生、危害，出了控制燃煤二氧化硫污染的途径，合国内外的技术成果进行各 种脱硫技术的研究，以及国内外脱硫技术的发展的概况；关键词：燃烧；SO2 ；危害；脱硫技术；研究方法；发展概况1前言1.1氧化硫的污染现状 随着经济的快速发展，煤炭消费不断增长，燃煤产生的 二氧化硫的量也在随之不断地增加。我国已数年二氧化硫 的排放量超过2000万吨，根据1998年中国环境状况公报： “我国的大气环境污染仍然以煤烟

4、型为主，主要污染物是二 氧化硫和烟尘，酸雨问题依然十分严重。有关研究表明，我国每排放一吨二氧化硫造成的直接 经济损失约2万元，这就意味着去年我国因二氧化硫排放 造成经济损失达5098亿元。环境中大部分的二氧化硫都 来自于人工的排放，其主要的污染源大致分为3类： (1)含硫矿物燃料的燃烧，约占7O 一80 ； (2)含硫矿物开采和有色金属的冶炼，约占10% ； (3)还有一部分来自化学工业的生产过程，约占10，例如石油精炼、硫酸、亚硫酸盐、硫化橡胶、漂白纸浆等含硫化合物制造工业。二氧化硫的唯一天然来源是火山喷发，自然界产生的S02只占总量中很少的一部分，图1-1是我国二氧化硫排放量。年度全国总量

5、两控区火电厂排放量占全国总排放量比重(%)200019.95113.1646. 37031.93200119. 47810. 7336. 54033. 58200259. 26611.4856. 66034. 57200321.58712,8108. 26G38. 26200422.55012. 8409. 29041. 20200525. 49014.7201L 00043. 15200625. 888IX 76011.55044. 62200725. 26813. 5281L89047.051.2二氧化硫的特征和危害S02是目前大气污染物中含量较大、影响面较广的一种气态污染物。大气中SO的

6、来源2很广，几乎所有的工业企业都可能产生。它主要来自化石燃料(煤炭、石油和天然气) 的燃烧过程以及硫化物矿石的焙烧、冶炼等过程，火力发电厂、有色金属冶炼厂、硫酸 厂、炼油厂以及燃煤燃油的工业锅炉、炉窑等都排放SO烟气。在排放so的各种过程中，2 2约90%来自燃料燃烧过程，其中火电厂排放量最大。S0为无色、有强烈刺激气味气体，2对人体呼吸器官有很强的毒害作用，还可通过皮肤经毛孔侵入人体或通过食物和饮水经消化道进入人体而造成危害。空气中SO的浓度只有1X106时，人就会感到胸部有一种2被压迫的不适感;当浓度达到8X10-6时，人就会感到呼吸困难;当浓度达到10X106“时， 咽喉纤毛就会排出黏液

7、。人体主要经呼吸道吸收大气中的S0，引起不同程度的呼吸道及眼黏膜的刺激症2状。急性中毒者表现出眼结膜和呼吸道黏膜强烈刺激症状，如流泪，畏光，鼻、咽、喉 烧灼感及疼痛，咳嗽，胸闷，胸骨后疼痛，心悸，气短，恶心，呕吐等。长期接触低浓 度so可引起慢性损害，以慢性鼻炎、咽炎、气管炎、支气管炎、肺气肿、肺间质纤维化2等病理改变为常见。轻度中毒者可有眼灼痛、畏光、流泪、流涕、咳嗽，常为阵发性干 咳，鼻、咽、喉部有烧灼样痛，声音嘶哑，甚至有呼吸短促、胸痛、胸闷。有时还出现 消化道症状如恶心、呕吐、上腹痛和消化不良，以及全身症状如头痛、头昏、失眠、全 身无力等。严重中毒很少见，可于数小时内发生肺水肿，出现呼

8、吸困难和紫绀，咳粉红 色泡沫样痰。较高浓度的so：可使肺泡上皮脱落、破裂，引起自发性气胸，导致纵隔气2肿。so的危害在于它常常跟大气中的飘尘结合在一起被吸入，飘尘气溶胶微粒可把O2 2 带到肺部使毒性增加34倍，对人体造成危害。如果S0遇到水蒸气，形成硫酸雾，就可以长期滞留在大气中，毒性比0大102 2倍左右。一般情况下，SO浓度达到8X10-6时，人开始难受；而硫酸酸雾浓度还不郅X210-5时，人已经开始不能接受。“八大公害事件”中的伦敦烟雾事件就是硫酸烟雾引起的 呼吸道疾病，导致了5天之内4000人死亡，后来又连续发生了3次。而我国重庆市是S 0 :污染严重地区，肺癌死亡率逐年上升；长沙市

9、个别街区的肺癌死亡率居高不下也与20污染有关。2S0会给植物带来严重的危害，它的允许浓度只有）.15X106，超过这个浓度就2会使植物的叶绿体遭到破坏，组织坏死。0对植物的危害多发生在生理功能旺盛的成熟2叶上，而刚吐露出来的未成熟的幼叶和生理活动衰老的叶不受危害。此外，不同种类的植物对S0的抗性量不同，某些常绿植物、豆科植物和黑麦植物特别容易遭受损害。22.氧化硫的产生锅炉燃烧需要燃烧所需的空气、一定的温度、燃料和空气充分混合与良好接触。在燃烧过程中，当煤块受热后温度达100C时，煤中水分就逐渐被烘干。当煤块温度继续升温时， 在煤块尚未与空气作用的条件下，煤块开始干馏出碳氧化合物及少量的氢和一

10、氧化碳， 这些气体的混合物叫挥发物（着火点250700C）。当温度不断升高，挥发物逸出的量不断增多，煤粒周围的挥发物在一定的温度条件下，遇到空气中的氧就开始着火燃烧，在 煤粒外层形成黄色明亮的火焰。煤中的挥发物全部逸出后，所剩下的固态物质就是焦炭 当煤块周围的挥发物燃烧时，放出大量的热将焦炭加热到红热状态，为焦炭的燃烧创造 了条件。焦炭是煤的主要可燃物，它的燃烧是固体与气体间进行的化学反应，它比挥发 物难燃烧，如何创造焦炭燃尽的条件，关系到煤块燃烧温度。综上所述，固体燃料的燃 烧都包括加热干燥、干馏析出挥发物，形成焦炭燃烧和燃尽形成灰渣等4个阶段。2.1煤在燃烧过程中S02的生成煤中的硫分包括

11、无机硫和有机硫。在高硫分煤中，无机硫主要以硫铁矿的形式存在。有机硫、游离状态的硫和硫铁矿中的无机硫皆为可燃性硫。硫燃烧生成、SO被HO吸222收生成HSO，HSO与水中的钠离子反应生成Na SO，再与石灰水反应还原钠碱和CaSO，2 3 2 3 2 3 3可氧化成CaSO。硫酸盐中的硫难于分解出来（如CaSO ），为不可燃烧硫，进入灰分中。44但在高温下有些金属的硫酸盐是可以分解的煤在燃烧过程中产生的SO在锅炉和烟道内2要发生一系列复杂的物理变化和化学反应：O的氧化反应主要是在金属氧化物、金属盐2类和其它粉尘的接触催化作用下转化为SO进而转化为HSO或硫酸盐。在硫的转化过程3 2 4中，湿度对

12、SO的转化率有重要的影响。相对湿度低于40%转化速度缓慢相对湿度高于270%，转化速度明显提高。3 . 主要脱硫工艺3.1燃烧前脱硫3.1.1原煤洗选 原煤洗选可降低灰分和硫分，减少烟尘和二氧化硫的排放，并提高燃烧效率，也就降低了 无效运输。发达国家原煤人洗率在O以上。3.1.2其他正在试验中的原煤脱硫技术试验中的原煤脱硫技术有：高硫煤强磁分离技术微波法煤炭脱硫技术、细菌法脱硫技术。3.2燃烧中脱硫3.2.1藏化床燃烧技术流化床燃烧技术（FBC）因其煤种适应性广、氮氧化物排放量少、可在炉内脱硫以及在工业 锅炉上的成功应用而受到重视，现正向大型化发展。目前流化床燃烧技术有四种基本类型： （1）具

13、有固态物再循环的沸腾床（BB； （2）内部循环的流化床；（3）循环流化床（CFB） ； （4） 不同流态化的组合系统。其中BB和CFB锅炉已进实用阶段。采用:FB型4年前世界上最大的 发电机组为100MW，目前正在运行的最大机组为50MW，在建设中的最大机组九65MW。 流化床炉渣可制成建筑材料。3.2.2炉内喷钙该技术将石灰石粉（或白云石、石灰）喷人炉内适当的温度区，使烟气与之有良好的接触和适宜的停留时 间，以取得较高的脱硫效率。一般钙硫比为2时炉内脱硫效率约40蟛，如在烟道增湿活化，总脱硫率可 达70以上。该技术特点是设备占地较少，适用于中低硫煤NELCO公司在波兰32t/h锅炉上应用喷石

14、 灰浆工艺，炉内脱硫率o，加湿后总脱硫率o ,喷人尿素还可脱不肖0%。该脱硫工艺在芬兰、美国、 加拿大、法国等国家得到应用，采用这一脱硫技术的最大单机容量已3达0万千瓦。3.2.3型煤固硫燃烧技术该技术可分为三种：催化剂固硫（催化剂、固硫剂）、无催化剂固琉（固琉剂富集、多孔化）、 综合固硫（型煤固硫加烟气脱硫）。型煤固硫效率一般在50%，并可节煤和减少烟尘排放。4.烧后脱硫 烟气脱硫4.1湿法 湿法脱硫是利用各种碱性溶液（脱硫剂）洗涤含硫烟气，在此情况下排放的烟气将被加湿降 温到饱和温度以下。使用的脱硫剂有：石灰、石灰石、氢氧化钠、氢氧化镁、氨等。使用的脱硫塔按气液接触方式分为：文丘里式、喷射

15、式、多孔板式填、料塔式、喷气沸腾4.1.1石灰石石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术，日本、德国美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。该技术特点为脱硫效率高，吸收剂利用率高，设备运转率高。图4-1是石灰石、石膏法脱硫系统4.1.2 吸收剂再生脱硫工艺A）镁法该法脱硫剂费用较高，但设备造价较低，脱硫效率可达0%以上。B）gt碱法以氢氧化钠为脱硫剂，反应后生成亚硫酸钠，用石灰（或石灰石）再生。由于脱硫 剂是氢氧化钠，生成物是亚硫酸钠，所以系统不会结垢，脱硫效率可90%以上。C）海水脱硫利用海水中的镁、钠等碱性离子脱硫，脱硫后的废液排回大海，脱硫费用较低， 但旯适用于海边的火电厂。D）其它湿法脱硫除上述方法外，还有：稀硫酸一石膏法、苏打一芒硝法、氨一硫铵法、铝 一石膏法等。4.2半干法半干法介于湿法和干法之间，半干法