燃煤电厂脱硫讲义.ppt
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1、脱硫培训讲义燃煤电厂脱硫讲义燃煤电厂脱硫讲义一、一、脱硫的目的脱硫的目的脱硫的目的脱硫的目的1 1、目前我国电力生产主要是火力发电,在火力发电、目前我国电力生产主要是火力发电,在火力发电、目前我国电力生产主要是火力发电,在火力发电、目前我国电力生产主要是火力发电,在火力发电的生产过程中主要以煤炭为主要燃料,煤炭在燃烧的生产过程中主要以煤炭为主要燃料,煤炭在燃烧的生产过程中主要以煤炭为主要燃料,煤炭在燃烧的生产过程中主要以煤炭为主要燃料,煤炭在燃烧发电过程中对环境造成的污染主要有以下几个方面:发电过程中对环境造成的污染主要有以下几个方面:发电过程中对环境造成的污染主要有以下几个方面:发电过程中对
2、环境造成的污染主要有以下几个方面:1.1.排放粉尘造成污染;排放粉尘造成污染;排放粉尘造成污染;排放粉尘造成污染;2.2.排放硫氧化物、氮氧化物造成污染;排放硫氧化物、氮氧化物造成污染;排放硫氧化物、氮氧化物造成污染;排放硫氧化物、氮氧化物造成污染;3.3.排放固体废弃物(粉煤灰、渣)而造成污染;排放固体废弃物(粉煤灰、渣)而造成污染;排放固体废弃物(粉煤灰、渣)而造成污染;排放固体废弃物(粉煤灰、渣)而造成污染;4.4.排放污水造成污染;排放污水造成污染;排放污水造成污染;排放污水造成污染;5.5.生产过程中产生的噪声污染;生产过程中产生的噪声污染;生产过程中产生的噪声污染;生产过程中产生的
3、噪声污染;6.6.火电厂车间、场所的电磁辐射污染;火电厂车间、场所的电磁辐射污染;火电厂车间、场所的电磁辐射污染;火电厂车间、场所的电磁辐射污染;7.7.排放热水造成的热污染。排放热水造成的热污染。排放热水造成的热污染。排放热水造成的热污染。2 2、二氧化硫对人体、生物和物品的危害、二氧化硫对人体、生物和物品的危害、二氧化硫对人体、生物和物品的危害、二氧化硫对人体、生物和物品的危害1.1.排入大气中的二氧化硫往往和飘尘粘合在一起,被吸入排入大气中的二氧化硫往往和飘尘粘合在一起,被吸入排入大气中的二氧化硫往往和飘尘粘合在一起,被吸入排入大气中的二氧化硫往往和飘尘粘合在一起,被吸入 人体内部,引起
4、各种呼吸道疾病;人体内部,引起各种呼吸道疾病;人体内部,引起各种呼吸道疾病;人体内部,引起各种呼吸道疾病;2.2.在湿度较大的空气中,它可以由在湿度较大的空气中,它可以由在湿度较大的空气中,它可以由在湿度较大的空气中,它可以由MnMn或或或或Fe2O3Fe2O3等催化等催化等催化等催化 而变成硫酸烟雾,随雨降到地面,湿式沉降就是通常而变成硫酸烟雾,随雨降到地面,湿式沉降就是通常而变成硫酸烟雾,随雨降到地面,湿式沉降就是通常而变成硫酸烟雾,随雨降到地面,湿式沉降就是通常 说的酸雨,它对生态系统,建筑物和人类的健康有很说的酸雨,它对生态系统,建筑物和人类的健康有很说的酸雨,它对生态系统,建筑物和人
5、类的健康有很说的酸雨,它对生态系统,建筑物和人类的健康有很 大的危害。酸雨对水生生态系统的危害表现在酸化的大的危害。酸雨对水生生态系统的危害表现在酸化的大的危害。酸雨对水生生态系统的危害表现在酸化的大的危害。酸雨对水生生态系统的危害表现在酸化的 水体导致鱼类减少和灭绝,另外土壤酸化后,有毒的水体导致鱼类减少和灭绝,另外土壤酸化后,有毒的水体导致鱼类减少和灭绝,另外土壤酸化后,有毒的水体导致鱼类减少和灭绝,另外土壤酸化后,有毒的 重金属离子从土壤和底质中溶出,造成鱼类中毒死重金属离子从土壤和底质中溶出,造成鱼类中毒死重金属离子从土壤和底质中溶出,造成鱼类中毒死重金属离子从土壤和底质中溶出,造成鱼
6、类中毒死 亡;酸雨对陆生生态系统的危害表现在使土壤酸化,亡;酸雨对陆生生态系统的危害表现在使土壤酸化,亡;酸雨对陆生生态系统的危害表现在使土壤酸化,亡;酸雨对陆生生态系统的危害表现在使土壤酸化,危害农作物和森林生态系统;造成农作物减产,甚至危害农作物和森林生态系统;造成农作物减产,甚至危害农作物和森林生态系统;造成农作物减产,甚至危害农作物和森林生态系统;造成农作物减产,甚至 植株完全枯死,颗粒无收;酸雨渗入地下水和进入江植株完全枯死,颗粒无收;酸雨渗入地下水和进入江植株完全枯死,颗粒无收;酸雨渗入地下水和进入江植株完全枯死,颗粒无收;酸雨渗入地下水和进入江 河湖泊中,会引起水质污染;另外,酸
7、雨还会腐蚀建河湖泊中,会引起水质污染;另外,酸雨还会腐蚀建河湖泊中,会引起水质污染;另外,酸雨还会腐蚀建河湖泊中,会引起水质污染;另外,酸雨还会腐蚀建 筑材料,使其风化过程加速;受酸雨污染的地下水、筑材料,使其风化过程加速;受酸雨污染的地下水、筑材料,使其风化过程加速;受酸雨污染的地下水、筑材料,使其风化过程加速;受酸雨污染的地下水、酸化土壤上生长的农作物还会对人体健康构成潜在的酸化土壤上生长的农作物还会对人体健康构成潜在的酸化土壤上生长的农作物还会对人体健康构成潜在的酸化土壤上生长的农作物还会对人体健康构成潜在的 威胁。威胁。威胁。威胁。反应原理 脱硫系统的反应原理大致可分为以下四个过程:脱
8、硫系统的反应原理大致可分为以下四个过程:脱硫系统的反应原理大致可分为以下四个过程:脱硫系统的反应原理大致可分为以下四个过程:、吸收反应、吸收反应、吸收反应、吸收反应 ;、氧化反应;、氧化反应;、氧化反应;、氧化反应 ;、中和反应;、中和反应;、中和反应;、中和反应 ;、其;、其;、其;、其 他副反应;他副反应;他副反应;他副反应;一、吸收反应一、吸收反应一、吸收反应一、吸收反应 吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔,分散成细小的液滴并吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔,分散成细小的液滴并吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔,分散成细小的液滴并吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔,分散成细小的液滴并 覆盖吸收塔的整个断面。这
9、些液滴与塔内烟气逆流接覆盖吸收塔的整个断面。这些液滴与塔内烟气逆流接覆盖吸收塔的整个断面。这些液滴与塔内烟气逆流接覆盖吸收塔的整个断面。这些液滴与塔内烟气逆流接 触,发生传质与吸收反应,烟气中的触,发生传质与吸收反应,烟气中的触,发生传质与吸收反应,烟气中的触,发生传质与吸收反应,烟气中的SOSO2 2、SOSO3 3及及及及 HClHCl 、HFHF被吸收。被吸收。被吸收。被吸收。SOSO2 2吸收产物的氧化和中和反应吸收产物的氧化和中和反应吸收产物的氧化和中和反应吸收产物的氧化和中和反应 在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。在吸收塔底部的氧化区完
10、成并最终形成石膏。在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。为了维持吸收液恒定的为了维持吸收液恒定的为了维持吸收液恒定的为了维持吸收液恒定的pHpH值并减少石灰石耗量,石灰石值并减少石灰石耗量,石灰石值并减少石灰石耗量,石灰石值并减少石灰石耗量,石灰石 被连续加入吸收塔,同时吸收塔内的吸收剂浆液被搅被连续加入吸收塔,同时吸收塔内的吸收剂浆液被搅被连续加入吸收塔,同时吸收塔内的吸收剂浆液被搅被连续加入吸收塔,同时吸收塔内的吸收剂浆液被搅 拌机、氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动,以加快拌机、氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动,以加快拌机、氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动,以加快拌机、氧化空气和吸收塔循
11、环泵不停地搅动,以加快 石灰石在浆液中的均布和溶解。石灰石在浆液中的均布和溶解。石灰石在浆液中的均布和溶解。石灰石在浆液中的均布和溶解。.化学过程化学过程化学过程化学过程 强制氧化系统的化学过程描述如下:强制氧化系统的化学过程描述如下:强制氧化系统的化学过程描述如下:强制氧化系统的化学过程描述如下:(1 1)吸收反应)吸收反应)吸收反应)吸收反应 烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆循环浆循环浆循环浆 液吸收大部分液吸收大部分液吸收大部分液吸收大部分SO2
12、SO2,反应如下:,反应如下:,反应如下:,反应如下:SO2 SO2H2OH2OH2SO3H2SO3(溶解)(溶解)(溶解)(溶解)H2SO3 H2SO3HHHSO3HSO3(电离)(电离)(电离)(电离)()()()()强化吸收反应的措施:强化吸收反应的措施:强化吸收反应的措施:强化吸收反应的措施:a)a)提高提高提高提高SO2SO2在气相中的分压力(浓度),提高气相传质在气相中的分压力(浓度),提高气相传质在气相中的分压力(浓度),提高气相传质在气相中的分压力(浓度),提高气相传质 动力。动力。动力。动力。b)b)采用逆流传质,增加吸收区平均传质动力。采用逆流传质,增加吸收区平均传质动力。
13、采用逆流传质,增加吸收区平均传质动力。采用逆流传质,增加吸收区平均传质动力。c)c)增加气相与液相的流速,高的增加气相与液相的流速,高的增加气相与液相的流速,高的增加气相与液相的流速,高的ReRe数改变了气膜和液膜数改变了气膜和液膜数改变了气膜和液膜数改变了气膜和液膜 的界面,从而引起强烈的传质。的界面,从而引起强烈的传质。的界面,从而引起强烈的传质。的界面,从而引起强烈的传质。d)d)强化氧化,加快已溶解强化氧化,加快已溶解强化氧化,加快已溶解强化氧化,加快已溶解SO2SO2的电离和氧化,当亚硫酸的电离和氧化,当亚硫酸的电离和氧化,当亚硫酸的电离和氧化,当亚硫酸 被氧化以后被氧化以后被氧化以
14、后被氧化以后,它的浓度就会降低它的浓度就会降低它的浓度就会降低它的浓度就会降低,会促进了会促进了会促进了会促进了SO2SO2的吸的吸的吸的吸 收。收。收。收。e)e)提高提高提高提高PHPH值,减少电离的逆向过程,增加液相吸收推动值,减少电离的逆向过程,增加液相吸收推动值,减少电离的逆向过程,增加液相吸收推动值,减少电离的逆向过程,增加液相吸收推动 力。力。力。力。f)f)在总的吸收系数一定的情况下,增加气液接触面积,延在总的吸收系数一定的情况下,增加气液接触面积,延在总的吸收系数一定的情况下,增加气液接触面积,延在总的吸收系数一定的情况下,增加气液接触面积,延 长接触时间,如:增大液气比,减
15、小液滴粒径,调整喷长接触时间,如:增大液气比,减小液滴粒径,调整喷长接触时间,如:增大液气比,减小液滴粒径,调整喷长接触时间,如:增大液气比,减小液滴粒径,调整喷 淋层间距等。淋层间距等。淋层间距等。淋层间距等。g)g)保持均匀的流场分布和喷淋密度,提高气液接触的有保持均匀的流场分布和喷淋密度,提高气液接触的有保持均匀的流场分布和喷淋密度,提高气液接触的有保持均匀的流场分布和喷淋密度,提高气液接触的有 效性。效性。效性。效性。二、氧化反应二、氧化反应二、氧化反应二、氧化反应 HSOHSO1/2O1/2O2 2HSOHSO一部分一部分一部分一部分HSOHSO3 3在吸收塔喷淋区被烟在吸收塔喷淋区
16、被烟在吸收塔喷淋区被烟在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化,其它的气中的氧所氧化,其它的气中的氧所氧化,其它的气中的氧所氧化,其它的HSOHSO3 3在反应池中被氧化空气完全氧化,在反应池中被氧化空气完全氧化,在反应池中被氧化空气完全氧化,在反应池中被氧化空气完全氧化,反应如下:反应如下:反应如下:反应如下:HSOHSO4 4 HHSO4SO42 2氧化反应的机理:氧化反应的机理:氧化反应的机理:氧化反应的机理:氧化反应的机理基本同吸收反应,不同的是氧化反应是相氧化反应的机理基本同吸收反应,不同的是氧化反应是相氧化反应的机理基本同吸收反应,不同的是氧化反应是相氧化反应的机理基本同吸收反应,不同的是
17、氧化反应是相 连续,气相离散。水吸收连续,气相离散。水吸收连续,气相离散。水吸收连续,气相离散。水吸收OO2 2属于难溶解度的气体组份的属于难溶解度的气体组份的属于难溶解度的气体组份的属于难溶解度的气体组份的 吸收,根据双膜理论,传质速率受液膜传质阻力吸收,根据双膜理论,传质速率受液膜传质阻力吸收,根据双膜理论,传质速率受液膜传质阻力吸收,根据双膜理论,传质速率受液膜传质阻力的控制的控制。强化氧化反应的措施:强化氧化反应的措施:强化氧化反应的措施:强化氧化反应的措施:a)a)降低降低降低降低PHPH值,增加氧气的溶解度值,增加氧气的溶解度值,增加氧气的溶解度值,增加氧气的溶解度b)b)增加氧化
18、空气的过量系数,增加氧浓度增加氧化空气的过量系数,增加氧浓度增加氧化空气的过量系数,增加氧浓度增加氧化空气的过量系数,增加氧浓度c)c)改善氧气的分布均匀性,减小气泡平均粒径,增加气液改善氧气的分布均匀性,减小气泡平均粒径,增加气液改善氧气的分布均匀性,减小气泡平均粒径,增加气液改善氧气的分布均匀性,减小气泡平均粒径,增加气液接触面积。接触面积。接触面积。接触面积。中和反应的机理:中和反应的机理:中和反应的机理:中和反应的机理:中和反应伴随着石灰石的溶解和中和反应及结晶,由于石中和反应伴随着石灰石的溶解和中和反应及结晶,由于石中和反应伴随着石灰石的溶解和中和反应及结晶,由于石中和反应伴随着石灰
19、石的溶解和中和反应及结晶,由于石灰石较为难溶,因此本环节的关键是,如何增加石灰石的灰石较为难溶,因此本环节的关键是,如何增加石灰石的灰石较为难溶,因此本环节的关键是,如何增加石灰石的灰石较为难溶,因此本环节的关键是,如何增加石灰石的溶解度,反应生成的石膏如何尽快结晶,以降低石膏过饱溶解度,反应生成的石膏如何尽快结晶,以降低石膏过饱溶解度,反应生成的石膏如何尽快结晶,以降低石膏过饱溶解度,反应生成的石膏如何尽快结晶,以降低石膏过饱和度。中和反应本身并不困难。和度。中和反应本身并不困难。和度。中和反应本身并不困难。和度。中和反应本身并不困难。强化中和反应的措施:强化中和反应的措施:强化中和反应的措
20、施:强化中和反应的措施:a)a)提高石灰石的活性,选用纯度高的石灰石,减少杂提高石灰石的活性,选用纯度高的石灰石,减少杂提高石灰石的活性,选用纯度高的石灰石,减少杂提高石灰石的活性,选用纯度高的石灰石,减少杂质。质。质。质。b)b)细化石灰石粒径,提高溶解速率。细化石灰石粒径,提高溶解速率。细化石灰石粒径,提高溶解速率。细化石灰石粒径,提高溶解速率。c)c)降低降低降低降低PHPH值,增加石灰石溶解度,提高石灰石的利用率。值,增加石灰石溶解度,提高石灰石的利用率。值,增加石灰石溶解度,提高石灰石的利用率。值,增加石灰石溶解度,提高石灰石的利用率。d)d)增加石灰石在浆池中的停留时间。增加石灰石
21、在浆池中的停留时间。增加石灰石在浆池中的停留时间。增加石灰石在浆池中的停留时间。e)e)增加石膏浆液的固体浓度,增加结晶附着面,控制石增加石膏浆液的固体浓度,增加结晶附着面,控制石增加石膏浆液的固体浓度,增加结晶附着面,控制石增加石膏浆液的固体浓度,增加结晶附着面,控制石 膏的相对饱和度。膏的相对饱和度。膏的相对饱和度。膏的相对饱和度。f)f)提高氧气在浆液中的溶解度,排挤溶解在液相中的提高氧气在浆液中的溶解度,排挤溶解在液相中的提高氧气在浆液中的溶解度,排挤溶解在液相中的提高氧气在浆液中的溶解度,排挤溶解在液相中的 CO2 CO2,强化中和反应。,强化中和反应。,强化中和反应。,强化中和反应
22、。(4 4)其他副反应)其他副反应)其他副反应)其他副反应 烟气中的其他污染物如烟气中的其他污染物如烟气中的其他污染物如烟气中的其他污染物如SO3SO3、ClCl、F F和尘都被循环浆液和尘都被循环浆液和尘都被循环浆液和尘都被循环浆液 吸收和捕集。吸收和捕集。吸收和捕集。吸收和捕集。SO3SO3、HClHCl和和和和HFHF与悬浮液中的石灰石按以与悬浮液中的石灰石按以与悬浮液中的石灰石按以与悬浮液中的石灰石按以 下反应式发生反应:下反应式发生反应:下反应式发生反应:下反应式发生反应:SOSO3 3HH2 2OO2H2HSOSO4 42 2 CaCOCaCO3 3+2 +2 HClHClCaCl
23、CaCl2 2+CO+CO2 2 +H+H2 2OO CaCO CaCO3 3+2 HF CaF+2 HF CaF2 2+CO+CO2 2 +H+H2 2OO 副反应对脱硫反应的影响及注意事项:副反应对脱硫反应的影响及注意事项:副反应对脱硫反应的影响及注意事项:副反应对脱硫反应的影响及注意事项:脱硫反应是一个比较复杂的反应过程,其中一些副反脱硫反应是一个比较复杂的反应过程,其中一些副反脱硫反应是一个比较复杂的反应过程,其中一些副反脱硫反应是一个比较复杂的反应过程,其中一些副反 应,有些有利于反应的进程,有些会阻碍反应的发生,应,有些有利于反应的进程,有些会阻碍反应的发生,应,有些有利于反应的进
24、程,有些会阻碍反应的发生,应,有些有利于反应的进程,有些会阻碍反应的发生,下列反应应当在设计中予以重视:下列反应应当在设计中予以重视:下列反应应当在设计中予以重视:下列反应应当在设计中予以重视:a)Mga)Mg的反应的反应的反应的反应浆池中的浆池中的浆池中的浆池中的MgMg元素,主要来自于石灰石中的杂质,当石灰元素,主要来自于石灰石中的杂质,当石灰元素,主要来自于石灰石中的杂质,当石灰元素,主要来自于石灰石中的杂质,当石灰石中可溶性石中可溶性石中可溶性石中可溶性MgMg含量较高时(以含量较高时(以含量较高时(以含量较高时(以MgCO3MgCO3形式存在),由形式存在),由形式存在),由形式存在
25、),由于于于于MgCO3MgCO3活性高于活性高于活性高于活性高于CaCO3CaCO3会优先参与反应,对反应的会优先参与反应,对反应的会优先参与反应,对反应的会优先参与反应,对反应的进行是有利的,进行是有利的,进行是有利的,进行是有利的,但过多时,会导致浆液中生成大量的可溶性的但过多时,会导致浆液中生成大量的可溶性的但过多时,会导致浆液中生成大量的可溶性的但过多时,会导致浆液中生成大量的可溶性的MgSO3MgSO3,它过多的存在,使的溶液里它过多的存在,使的溶液里它过多的存在,使的溶液里它过多的存在,使的溶液里SO32-SO32-浓度增加浓度增加浓度增加浓度增加,导致导致导致导致SO2SO2吸
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