燃煤与二氧化硫污染幻灯片.ppt

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1、燃煤与二氧化硫污染第1页，共38页，编辑于2022年，星期日培训目标p熟悉烟气脱硫工艺；p掌握烟气脱硫原理；p了解烟气脱硫发展；p熟练烟气脱硫运行；p掌握烟气脱硫控制；p了解一般故障处理。第2页，共38页，编辑于2022年，星期日培训内容烟气脱硫意义；烟气脱硫工艺；烟气脱硫原理；烟气脱硫设备；烟气脱硫运行；烟气脱硫控制；烟气脱硫可靠性；第3页，共38页，编辑于2022年，星期日燃煤与二氧化硫污染马双忱Coal Combustion and Pollution of Sulfur Dioxide第4页，共38页，编辑于2022年，星期日使用燃料对环境的影响第5页，共38页，编辑于2022年，星期

2、日燃煤与污染燃煤与污染第6页，共38页，编辑于2022年，星期日第7页，共38页，编辑于2022年，星期日硫氧化物的污染早期局地环境中二氧化硫的浓度升高（英国煤炭使用）近100年来二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降（世界三大酸雨区）最近二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子（大气气溶胶）第8页，共38页，编辑于2022年，星期日人为因素造成的硫循环与硫排放第9页，共38页，编辑于2022年，星期日全球人为二氧化硫和二氧化碳的排放第10页，共38页，编辑于2022年，星期日二氧化硫的产生人类使用的有机燃料（煤和石油）都含有一定量的硫；燃料燃烧时，其中的硫大部分转化为SO2人为活动是造成SO2大量排放

3、的主要原因；大部分SO2的控制方法都可以用以下反应简单地表示第11页，共38页，编辑于2022年，星期日煤的分类煤的分类 褐煤：褐煤：烟煤：烟煤：无烟煤：无烟煤：第12页，共38页，编辑于2022年，星期日煤中硫的形态煤中硫的形态第13页，共38页，编辑于2022年，星期日硫硫酸酸盐盐硫硫:硫酸盐硫在燃烧时不参加燃烧，留在灰渣里，是灰分的一部分，其它形态的硫能燃烧放出热量。通常所说的SOx污染物只包括有机硫、硫化物，不包括MeSO4。硫硫化化铁铁硫硫：是主要的含硫成分，常见形态是黄铁矿硫。黄铁矿：硬度66.5,比重4.75.2,本无磁性，但在强磁场感应下能转变为顺磁性物，吸收微波能力较强，据此

4、，可把其从煤中脱除。有有机机硫硫：以各种官能团形式存在。如噻吩、芳香基硫化物、硫醇等。不易用重力分选的方法除去，需采用化学方法脱硫。第14页，共38页，编辑于2022年，星期日我国动力煤的含硫量中国的中国的动力煤资源:全硫的加权平均含量为全硫的加权平均含量为1.15%含硫量为小于含硫量为小于0.5%的超低硫煤的超低硫煤 占占39.35%含硫量在含硫量在0.51.0%的低硫煤的低硫煤 占占16.46%含硫量在含硫量在1.01.5%的中低硫煤的中低硫煤 占占16.68%含硫量在含硫量在1.52.0%的中硫煤的中硫煤 占占9.49%含硫量为含硫量为2.03.0%的中高硫煤的中高硫煤 占占7.85%含

5、硫量分别为含硫量分别为3.05.0%的高硫煤和大于的高硫煤和大于5.0%的特高硫煤占的特高硫煤占7.05%第15页，共38页，编辑于2022年，星期日中国已成为SO2的最大排放国商品煤、发电用煤及终端用煤的硫份分布第16页，共38页，编辑于2022年，星期日燃烧过程中硫氧化物的形成燃烧过程中硫氧化物的形成燃烧中燃烧中硫的氧化机理硫的氧化机理 燃料中硫氧化物的形成可以分成燃料硫氧化燃料中硫氧化物的形成可以分成燃料硫氧化到到 SO2，SO2 氧化到氧化到 SO3 和和 SO3 氧化生氧化生成硫酸成硫酸三个步骤三个步骤。燃料燃烧过程中，燃料燃烧过程中，有机硫有机硫首先分解出含硫化合物首先分解出含硫化

6、合物H2S，CS2，COS，元素硫和含硫有机物。，元素硫和含硫有机物。H2S的氧化包括直接氧化，生成的氧化包括直接氧化，生成OH和生成水和生成水三个阶段，第二个阶段决定三个阶段，第二个阶段决定SO2的浓度；的浓度；CS2，COS，元素硫通过链反应被氧化。含硫有机物，元素硫通过链反应被氧化。含硫有机物通过分解、取代和氧化被转化为通过分解、取代和氧化被转化为SO2。第17页，共38页，编辑于2022年，星期日黄铁矿硫的氧化 a黄铁矿在氧化性气氛中的反应 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 b.黄铁矿在还原性气氛中的热分解FeSFeS非常稳定，要在更高的温度下才会进一步分解非常稳定，要在更高

7、的温度下才会进一步分解：第18页，共38页，编辑于2022年，星期日SO2和和SO3之间的转化之间的转化 反反应应方程式方程式低低浓浓度的度的SO3通通过过反反应应（1）产产生于燃生于燃烧过烧过程中。程中。SO2+O+MSO3+M（1）SO3+OSO2+O2（2）SO3+HSO2+OH（3）SO3+MSO2+O+M（4）SO3主要在主要在贫贫燃条件下燃条件下产产生，生，SO2约约占硫氧化物的占硫氧化物的95%。受。受热热面和金属氧化面和金属氧化物的催化作用可以大大提高物的催化作用可以大大提高SO3的的浓浓度。度。第19页，共38页，编辑于2022年，星期日SO3生成速率生成速率当当dSO3/d

8、t=0 时时，SO3浓浓度达到最大度达到最大 在富燃料条件下，在富燃料条件下，O浓浓度低得多，度低得多，SO3的去除反的去除反应应主要主要为为反反应应（3），），SO3的最大的最大浓浓度：度：第20页，共38页，编辑于2022年，星期日SO2和和SO3之间的转化之间的转化燃烧后烟气中的水蒸气可能与燃烧后烟气中的水蒸气可能与SO3结合生成结合生成H2SO4，转化率，转化率:转化转化率与温度密切相关；率与温度密切相关；H2SO4浓度越高，酸露点越高；浓度越高，酸露点越高；烟气露点升高极易引起管道和空气净化设施的腐蚀；烟气露点升高极易引起管道和空气净化设施的腐蚀；第21页，共38页，编辑于2022年

9、，星期日SO2和和SO3之间的转化之间的转化SO3的转化率的转化率/%第22页，共38页，编辑于2022年，星期日二氧化硫的生成量、排放浓度以及脱硫效率的计算二氧化硫的生成量、排放浓度以及脱硫效率的计算燃料中的可燃硫，在完全燃烧时，反应如下：S十O2SO2十q1.SO2生成量理论计算式 式中：由所计算的燃烧装置排出的SO2的体积数(m3/h)S所用燃料含硫量(质量)t排烟温度()B单位时间消耗的燃料量(kg/h)。烟气中二氧化硫浓度：Cso2=Vso2*106/Vg（ppm,体积比）第23页，共38页，编辑于2022年，星期日含硫量和含硫量和SOSO2 2生成量的关系生成量的关系 第24页，共

10、38页，编辑于2022年，星期日(64/32=2)指由所计算的燃烧装置排出的SO2质量(kg/h)1%含硫量的煤对应的二氧化硫浓度为1000ppm左右。1ppm=2.85mg/m3SOSO2 2排放的质量排放的质量 第25页，共38页，编辑于2022年，星期日SO2的排放浓度和脱硫效率的排放浓度和脱硫效率烟气中SO2的实际排放浓度低于其原始生成浓度。CaO十SO2十1/2O2CaSO4 烟气中烟气中SOSO2 2的排放系数的排放系数 6363十十34.534.5(0.99)(0.99)AjAj 飞灰脱硫作用的大小取决于灰的飞灰脱硫作用的大小取决于灰的碱度碱度 ：烟烟气气中中SOSO2 2的的排

11、排放放系系数数，即即在在煤煤燃燃烧烧过过程程中中不不采采取取其其它它脱脱硫硫措措施时施时排放出的排放出的SOSO2 2浓度与原始总生成的浓度与原始总生成的SOSO2 2浓度之比；一般取浓度之比；一般取90%90%。AjAj：煤灰的碱度：煤灰的碱度 脱硫效率：脱硫效率：第26页，共38页，编辑于2022年，星期日煤的折算含硫量在不同的排放系数下与排烟中原始煤的折算含硫量在不同的排放系数下与排烟中原始SOSO2 2生成浓生成浓度及要求的脱硫效率的关系度及要求的脱硫效率的关系脱除后排放浓度脱除后排放浓度第27页，共38页，编辑于2022年，星期日 禁止新建煤层含硫份大于禁止新建煤层含硫份大于3%的矿

12、井；的矿井；已建成的生产煤层含硫份大于已建成的生产煤层含硫份大于3%的矿井，的矿井，逐步实行限产或关停；逐步实行限产或关停；新建、改造含硫份大于新建、改造含硫份大于1.5%的煤矿，应当配套建设相应规模的煤炭的煤矿，应当配套建设相应规模的煤炭洗选设施；洗选设施；现有煤矿应按照规划的要求分批分期建设煤炭洗选设施；现有煤矿应按照规划的要求分批分期建设煤炭洗选设施；计划、交通运输部门要优先保证低硫煤、洗精煤向高硫煤地区的调入；计划、交通运输部门要优先保证低硫煤、洗精煤向高硫煤地区的调入；城市燃用的煤炭和重油的含硫量，城市燃用的煤炭和重油的含硫量，必须符合当地人民政府规定；必须符合当地人民政府规定；除以

13、热定电的热电厂外，禁止在大中城市城区及近郊区新建燃煤电厂；除以热定电的热电厂外，禁止在大中城市城区及近郊区新建燃煤电厂；新建、改造燃煤含硫大于新建、改造燃煤含硫大于1%的电厂，必须建设脱硫设施；现有燃煤硫分的电厂，必须建设脱硫设施；现有燃煤硫分 1%电厂在电厂在2000年前采取年前采取减排二氧化硫的措施，在减排二氧化硫的措施，在2010年分期分批建成脱硫设施或采取其他具有相应效果的减排二氧化硫的年分期分批建成脱硫设施或采取其他具有相应效果的减排二氧化硫的措施；措施；工业锅炉和窑炉或其他排放工业锅炉和窑炉或其他排放SO2的工业污染源到的工业污染源到2000年年SO2达标排放；达标排放；对排放二氧

14、化硫的污染源征收排污费；对排放二氧化硫的污染源征收排污费；到到2000年，所有大中城市市区内的民用炉灶（包括居民、餐饮服务业炉灶、机关、企事炉灶、茶浴年，所有大中城市市区内的民用炉灶（包括居民、餐饮服务业炉灶、机关、企事炉灶、茶浴炉以及炉以及0.7MW以下采暖炉）到以下采暖炉）到1999年底禁止燃用原煤。年底禁止燃用原煤。煤炭使用全流程硫的控制煤炭使用全流程硫的控制第28页，共38页，编辑于2022年，星期日硫循环与硫排放我国SO2排放的年际变化第29页，共38页，编辑于2022年，星期日硫循环与硫排放我国SO2排放的地区分布第30页，共38页，编辑于2022年，星期日硫循环与硫排放我国SO2

15、排放的行业特点第31页，共38页，编辑于2022年，星期日硫循环与硫排放我国北方城市SO2污染现状第32页，共38页，编辑于2022年，星期日硫循环与硫排放我国南方城市SO2污染现状第33页，共38页，编辑于2022年，星期日硫循环与硫排放1999年全国城市酸雨的频率统计1999年统计年统计264个城市个城市降水年均降水年均pH范围在范围在4.04 7.24年均年均pH低于低于5.6的城市有的城市有98个个占统计城市的占统计城市的37.12%第34页，共38页，编辑于2022年，星期日城市大气环境SO2浓度第35页，共38页，编辑于2022年，星期日硫循环与硫排放九十年代末我国酸雨区域分布九十年代末我国酸雨区域分布第36页，共38页，编辑于2022年，星期日第37页，共38页，编辑于2022年，星期日Serious pollutions exist when coal burns,but we have to use it.尽管煤燃烧存在污染，但我们还是不得不使用它！第38页，共38页，编辑于2022年，星期日