大气污染控制工程-第六章 硫氧化物的污染控制.ppt

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1、第六章第六章 硫氧化物的污染控制硫氧化物的污染控制 早期的二氧化硫污染限于局地，造成局早期的二氧化硫污染限于局地，造成局地环境大气中二氧化硫浓度升高；近地环境大气中二氧化硫浓度升高；近100100年来，由二氧化硫等酸性气体导致的酸年来，由二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降成为举世瞩目的区域性环境问题；沉降成为举世瞩目的区域性环境问题；最近，人们开始关注由二氧化硫等气态最近，人们开始关注由二氧化硫等气态污染物在大气中形成的二次微细粒子，污染物在大气中形成的二次微细粒子，它不仅影响人体健康、大气能见度，甚它不仅影响人体健康、大气能见度，甚至导致全球气候变化。控制二氧化硫的至导致全球气候变化。控制二氧化

2、硫的排放已经成为世界各国的共同行动。排放已经成为世界各国的共同行动。第一节第一节第一节第一节 硫循环及硫排放硫循环及硫排放硫循环及硫排放硫循环及硫排放 硫是地壳中第六丰富的元素，其丰度约为硫是地壳中第六丰富的元素，其丰度约为硫是地壳中第六丰富的元素，其丰度约为硫是地壳中第六丰富的元素，其丰度约为26010260102601026010-6-6-6-6(质量分数）。在地壳中硫主要以硫酸质量分数）。在地壳中硫主要以硫酸质量分数）。在地壳中硫主要以硫酸质量分数）。在地壳中硫主要以硫酸盐的形式存在，其中大部分是石膏盐的形式存在，其中大部分是石膏盐的形式存在，其中大部分是石膏盐的形式存在，其中大部分是石

3、膏CaSOCaSOCaSOCaSO4 4 4 4 2H2H2H2H2 2 2 2OOOO或硬石膏或硬石膏或硬石膏或硬石膏CaSOCaSOCaSOCaSO4 4 4 4。石膏是一种化学惰性、石膏是一种化学惰性、石膏是一种化学惰性、石膏是一种化学惰性、无毒、微溶于水的矿物质，在全球范围广泛存无毒、微溶于水的矿物质，在全球范围广泛存无毒、微溶于水的矿物质，在全球范围广泛存无毒、微溶于水的矿物质，在全球范围广泛存在。在。在。在。人类使用的所有有机燃料都含有一定量的硫。人类使用的所有有机燃料都含有一定量的硫。人类使用的所有有机燃料都含有一定量的硫。人类使用的所有有机燃料都含有一定量的硫。例如，木材中含硫

4、量大约例如，木材中含硫量大约例如，木材中含硫量大约例如，木材中含硫量大约0.1%0.1%0.1%0.1%、煤炭中的含硫、煤炭中的含硫、煤炭中的含硫、煤炭中的含硫量大约在量大约在量大约在量大约在0.5%-3%0.5%-3%0.5%-3%0.5%-3%、石油的含硫量在木材和煤、石油的含硫量在木材和煤、石油的含硫量在木材和煤、石油的含硫量在木材和煤炭之间。炭之间。炭之间。炭之间。燃料燃烧时，燃料中的硫将转化为燃料燃烧时，燃料中的硫将转化为燃料燃烧时，燃料中的硫将转化为燃料燃烧时，燃料中的硫将转化为SOSOSOSO2 2 2 2排入大气，排入大气，排入大气，排入大气，最终沉降海洋和陆地，经过漫长的地质

5、变迁将最终沉降海洋和陆地，经过漫长的地质变迁将最终沉降海洋和陆地，经过漫长的地质变迁将最终沉降海洋和陆地，经过漫长的地质变迁将进入燃料和硫化物矿，被人类采掘利用。进入燃料和硫化物矿，被人类采掘利用。进入燃料和硫化物矿，被人类采掘利用。进入燃料和硫化物矿，被人类采掘利用。因此，控制因此，控制SOSO2 2排放的重点，是控制与能排放的重点，是控制与能源活动有关的排放。控制的方法有：采源活动有关的排放。控制的方法有：采用低硫燃料和清洁能源替代、燃料脱硫、用低硫燃料和清洁能源替代、燃料脱硫、燃烧过程中脱硫和末端尾气脱硫。燃烧过程中脱硫和末端尾气脱硫。燃烧前脱硫技术燃烧前脱硫技术 技术技术技术技术工作原

6、理工作原理工作原理工作原理特点特点特点特点SO2 SO2 SO2 SO2 削减率削减率削减率削减率（%）煤的替煤的替煤的替煤的替换换换换 用含硫量低的燃料替换煤用含硫量低的燃料替换煤用含硫量低的燃料替换煤用含硫量低的燃料替换煤 无需另外处理设施，简便易行，但无需另外处理设施，简便易行，但无需另外处理设施，简便易行，但无需另外处理设施，简便易行，但受资源分布限制受资源分布限制受资源分布限制受资源分布限制 50-80 50-80 50-80 50-80 选煤选煤选煤选煤 物理法物理法物理法物理法 利用比重、表面性质、磁力、电力或其利用比重、表面性质、磁力、电力或其利用比重、表面性质、磁力、电力或其

7、利用比重、表面性质、磁力、电力或其它物理属性的差异来分离煤中杂质它物理属性的差异来分离煤中杂质它物理属性的差异来分离煤中杂质它物理属性的差异来分离煤中杂质 工艺较简单，费用适度，但脱硫率工艺较简单，费用适度，但脱硫率工艺较简单，费用适度，但脱硫率工艺较简单，费用适度，但脱硫率底底底底 10-50 10-50 10-50 10-50 化学法化学法化学法化学法b b b b 用化学方法去除煤中以化学键结合的硫用化学方法去除煤中以化学键结合的硫用化学方法去除煤中以化学键结合的硫用化学方法去除煤中以化学键结合的硫分分分分 脱硫率高，但能耗和费用高，有化脱硫率高，但能耗和费用高，有化脱硫率高，但能耗和费

8、用高，有化脱硫率高，但能耗和费用高，有化学处理费用问题学处理费用问题学处理费用问题学处理费用问题 60-90 60-90 60-90 60-90 生物法生物法生物法生物法b b b b 用特别的菌种来去除煤中的硫分用特别的菌种来去除煤中的硫分用特别的菌种来去除煤中的硫分用特别的菌种来去除煤中的硫分 脱硫率高，费用适度，目前需寻找脱硫率高，费用适度，目前需寻找脱硫率高，费用适度，目前需寻找脱硫率高，费用适度，目前需寻找特别菌种特别菌种特别菌种特别菌种 90 90 90 90 煤的加工和转化煤的加工和转化煤的加工和转化煤的加工和转化 型煤型煤型煤型煤 用机械方法将煤与固硫一起压制成一定用机械方法将

9、煤与固硫一起压制成一定用机械方法将煤与固硫一起压制成一定用机械方法将煤与固硫一起压制成一定强度、形状的煤制品强度、形状的煤制品强度、形状的煤制品强度、形状的煤制品 有提高热效、脱硫双重作用，投资有提高热效、脱硫双重作用，投资有提高热效、脱硫双重作用，投资有提高热效、脱硫双重作用，投资小，费用底，目前需寻找廉价粘结小，费用底，目前需寻找廉价粘结小，费用底，目前需寻找廉价粘结小，费用底，目前需寻找廉价粘结剂剂剂剂 40-60 40-60 40-60 40-60 煤的气煤的气煤的气煤的气化化化化a a a a 在一定温度和压力的反应器中将煤转化在一定温度和压力的反应器中将煤转化在一定温度和压力的反应

10、器中将煤转化在一定温度和压力的反应器中将煤转化气体气体气体气体 工艺较简单，脱硫率高，但使用时工艺较简单，脱硫率高，但使用时工艺较简单，脱硫率高，但使用时工艺较简单，脱硫率高，但使用时有煤气输送及安全问题有煤气输送及安全问题有煤气输送及安全问题有煤气输送及安全问题 85-99 85-99 85-99 85-99 煤的液煤的液煤的液煤的液化化化化b b b b 直接液化是用物化方法将煤直接液化；直接液化是用物化方法将煤直接液化；直接液化是用物化方法将煤直接液化；直接液化是用物化方法将煤直接液化；间接液化是先气化，后液化间接液化是先气化，后液化间接液化是先气化，后液化间接液化是先气化，后液化 煤液

11、混煤液混煤液混煤液混合物合物合物合物a a a a 将细煤粉与加入适量添加剂的液体混合将细煤粉与加入适量添加剂的液体混合将细煤粉与加入适量添加剂的液体混合将细煤粉与加入适量添加剂的液体混合配成配成配成配成 燃料运输储存方便，可节能工艺简燃料运输储存方便，可节能工艺简燃料运输储存方便，可节能工艺简燃料运输储存方便，可节能工艺简单，费用适度，脱硫率高单，费用适度，脱硫率高单，费用适度，脱硫率高单，费用适度，脱硫率高 注：注：注：注：a a a a 表示已商业化；表示已商业化；表示已商业化；表示已商业化；b b b b 表示尚在开发；表示尚在开发；表示尚在开发；表示尚在开发；g g g g 表示商业

12、示范表示商业示范表示商业示范表示商业示范燃烧中脱硫技术和先进燃烧技术燃烧中脱硫技术和先进燃烧技术燃烧中脱硫技术和先进燃烧技术燃烧中脱硫技术和先进燃烧技术 技术技术技术技术工作原理工作原理工作原理工作原理特点特点特点特点SO2 SO2 削减率削减率削减率削减率（%）燃烧中脱硫燃烧中脱硫燃烧中脱硫燃烧中脱硫 炉内喷脱硫炉内喷脱硫炉内喷脱硫炉内喷脱硫剂剂剂剂g g 炉内喷脱硫剂将干吸附剂炉内喷脱硫剂将干吸附剂炉内喷脱硫剂将干吸附剂炉内喷脱硫剂将干吸附剂直接喷入炉膛，吸附剂分直接喷入炉膛，吸附剂分直接喷入炉膛，吸附剂分直接喷入炉膛，吸附剂分解后与解后与解后与解后与SO2SO2反应反应反应反应 工艺简单

13、，费用低，但脱硫率低，有工艺简单，费用低，但脱硫率低，有工艺简单，费用低，但脱硫率低，有工艺简单，费用低，但脱硫率低，有管道结垢、固体废物量大、废物及烟管道结垢、固体废物量大、废物及烟管道结垢、固体废物量大、废物及烟管道结垢、固体废物量大、废物及烟气性质改变等问题气性质改变等问题气性质改变等问题气性质改变等问题 40-70 40-70 先进燃烧技术先进燃烧技术先进燃烧技术先进燃烧技术 常压流化床常压流化床常压流化床常压流化床(循环流化循环流化循环流化循环流化床床床床)a)a 将煤和吸附剂加入燃烧室将煤和吸附剂加入燃烧室将煤和吸附剂加入燃烧室将煤和吸附剂加入燃烧室的床层（压力为常压或接的床层（压

14、力为常压或接的床层（压力为常压或接的床层（压力为常压或接近常压，从炉底鼓风成流近常压，从炉底鼓风成流近常压，从炉底鼓风成流近常压，从炉底鼓风成流化燃烧）化燃烧）化燃烧）化燃烧）热效及脱硫率高，可燃劣质煤，但废热效及脱硫率高，可燃劣质煤，但废热效及脱硫率高，可燃劣质煤，但废热效及脱硫率高，可燃劣质煤，但废物、颗粒物难处理，费用高物、颗粒物难处理，费用高物、颗粒物难处理，费用高物、颗粒物难处理，费用高 85-90 85-90 增压流化床增压流化床增压流化床增压流化床b b 原理类似常压流化床，燃原理类似常压流化床，燃原理类似常压流化床，燃原理类似常压流化床，燃烧室内压力为烧室内压力为烧室内压力为烧

15、室内压力为8 8至至至至1515个大气个大气个大气个大气压压压压 除常压床的特点外，还进一步提高了除常压床的特点外，还进一步提高了除常压床的特点外，还进一步提高了除常压床的特点外，还进一步提高了热效及添加剂利用率，且占地小，但热效及添加剂利用率，且占地小，但热效及添加剂利用率，且占地小，但热效及添加剂利用率，且占地小，但热烟气净化难，对管材要求高热烟气净化难，对管材要求高热烟气净化难，对管材要求高热烟气净化难，对管材要求高 95 95 煤气化联合煤气化联合煤气化联合煤气化联合循环循环循环循环a a 将煤气化后燃烧，驱动燃将煤气化后燃烧，驱动燃将煤气化后燃烧，驱动燃将煤气化后燃烧，驱动燃气轮机，

16、余气烧锅炉，驱气轮机，余气烧锅炉，驱气轮机，余气烧锅炉，驱气轮机，余气烧锅炉，驱动汽轮机动汽轮机动汽轮机动汽轮机 能显著提高热效，脱硫率很高，但工能显著提高热效，脱硫率很高，但工能显著提高热效，脱硫率很高，但工能显著提高热效，脱硫率很高，但工艺复杂，费用高艺复杂，费用高艺复杂，费用高艺复杂，费用高 85-99 85-99 层燃锅炉层燃锅炉层燃锅炉层燃锅炉a a 将石灰石和煤在床前或床将石灰石和煤在床前或床将石灰石和煤在床前或床将石灰石和煤在床前或床层中混合后燃烧层中混合后燃烧层中混合后燃烧层中混合后燃烧 工艺设备简单，费用低，但脱硫率低工艺设备简单，费用低，但脱硫率低工艺设备简单，费用低，但脱

17、硫率低工艺设备简单，费用低，但脱硫率低 50 11000C CaSO4COCaOCO2SO2 CaSO4H2CaOH2OSO2（2）8709300C CaSO44CO=CaS+4CO2 CaSO4+4H2=CaS+4H2O（3）5407000C CaSH2OCO2CaSO4H2S一级一级一级一级再生再生再生再生法法法法二级二级二级二级再生再生再生再生法法法法一旦生成一旦生成CaSCaS，再生反应将迟钝缓慢，再生反应将迟钝缓慢，使脱硫剂丧失活性，可根据以下反使脱硫剂丧失活性，可根据以下反应使应使CaSCaS分解分解:CaS+2O2=CaSO4CaS+1.5O2=CaO+SO2 再生反应是在还原气

18、氛中进行，而消除再生反应是在还原气氛中进行，而消除CaS又是在氧化气氛中进行，因此在再生又是在氧化气氛中进行，因此在再生塔内应具备还原与氧化两种气氛。塔内应具备还原与氧化两种气氛。第四节第四节 高浓度高浓度SOSO2 2尾气的回收与净化尾气的回收与净化 冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业排冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业排放尾气中，放尾气中，SOSO2 2的浓度通常为的浓度通常为2 24 4之间，因此排放的之间，因此排放的SOSO2 2浓度很高，对浓度很高，对尾气的回收处理是经济的，通常的尾气的回收处理是经济的，通常的方法利用方法利用SOSO2 2生产硫酸。生产硫酸。SO SO2 2转化为转化为SOSO

19、3 3的反应是一个放热反应，在低的反应是一个放热反应，在低温时温时SOSO2 2的平衡转化率高，而在高温时其平的平衡转化率高，而在高温时其平衡转化率低。因此，为达到较高的转化率，衡转化率低。因此，为达到较高的转化率，通常在工业上采用通常在工业上采用3 34 4段催化剂床层，并采段催化剂床层，并采用段间冷却的方法提高用段间冷却的方法提高SOSO2 2的转化率。的转化率。硫酸厂硫酸厂硫酸厂硫酸厂4 4 4 4层床层床层床层床SO2SO2SO2SO2催化器的温度转化率关系催化器的温度转化率关系催化器的温度转化率关系催化器的温度转化率关系预热后温度为预热后温度为预热后温度为预热后温度为4204200

20、0C C尾尾尾尾气进入第一层催化床；气进入第一层催化床；气进入第一层催化床；气进入第一层催化床；离开最后一段催化床层离开最后一段催化床层离开最后一段催化床层离开最后一段催化床层的气体温度约的气体温度约的气体温度约的气体温度约4254250 0C C；通过这种工艺可保证大通过这种工艺可保证大通过这种工艺可保证大通过这种工艺可保证大约约约约9898的的的的SOSO2 2转化为硫酸。转化为硫酸。转化为硫酸。转化为硫酸。在简单的制酸工艺中在简单的制酸工艺中在简单的制酸工艺中在简单的制酸工艺中（一级工艺），剩下的（一级工艺），剩下的（一级工艺），剩下的（一级工艺），剩下的2 2的的的的SOSO2 2直接

21、排空。直接排空。直接排空。直接排空。一级工艺排出的较低浓度一级工艺排出的较低浓度SOSO2 2再经过一催再经过一催化剂床，使化剂床，使SOSO2 2继续转化为继续转化为SOSO3 3，产生的，产生的SOSO3 3再用水吸收生产硫酸。再用水吸收生产硫酸。两级工艺通常可使两级工艺通常可使99.799.7的的SOSO2 2转化为转化为H H2 2SOSO4 4。从制酸角度考虑，高浓从制酸角度考虑，高浓SOSO2 2气体的获得非气体的获得非常廉价，第二级催化转化和吸收步骤的常廉价，第二级催化转化和吸收步骤的费用并不足以由所多制得的硫酸补偿，费用并不足以由所多制得的硫酸补偿，完全是为了满足污染控制的要求

22、。完全是为了满足污染控制的要求。经济问题经济问题当当SOSO2 2在尾气中的浓度较低时，在尾气中的浓度较低时，利用利用SOSO2 2生产硫酸可能并不经济。生产硫酸可能并不经济。美国的实践表明，当尾气中美国的实践表明，当尾气中SOSO2 2的浓度高于的浓度高于4 4，同时在附近有，同时在附近有酸的市场需求时，制酸厂才有收酸的市场需求时，制酸厂才有收益。益。第五节第五节 低浓度二氧化硫烟气脱硫低浓度二氧化硫烟气脱硫一、烟气脱硫方法概述一、烟气脱硫方法概述一、烟气脱硫方法概述一、烟气脱硫方法概述煤炭和石油燃烧排放的烟气通常含有较低浓度煤炭和石油燃烧排放的烟气通常含有较低浓度煤炭和石油燃烧排放的烟气通

23、常含有较低浓度煤炭和石油燃烧排放的烟气通常含有较低浓度的的的的SOSOSOSO2 2 2 2。在在在在15151515过剩空气条件下，燃用含硫量为过剩空气条件下，燃用含硫量为过剩空气条件下，燃用含硫量为过剩空气条件下，燃用含硫量为1%-4%1%-4%1%-4%1%-4%的煤，烟气中的煤，烟气中的煤，烟气中的煤，烟气中SOSOSOSO2 2 2 2占占占占0.110.110.110.110.350.350.350.35；燃含硫量为燃含硫量为燃含硫量为燃含硫量为2 2 2 25 5 5 5的燃料油，烟气中的燃料油，烟气中的燃料油，烟气中的燃料油，烟气中SOSOSOSO2 2 2 2仅占仅占仅占仅占

24、0.120.120.120.120.310.310.310.31。由于由于由于由于SOSOSOSO2 2 2 2浓度低，烟气流量大，烟气脱硫通常是浓度低，烟气流量大，烟气脱硫通常是浓度低，烟气流量大，烟气脱硫通常是浓度低，烟气流量大，烟气脱硫通常是十分昂贵的。十分昂贵的。十分昂贵的。十分昂贵的。脱硫方法分类脱硫方法分类抛弃法抛弃法 在脱硫过程中形成的固体产物被抛弃，必在脱硫过程中形成的固体产物被抛弃，必须连续不断地加入新鲜的化学吸收剂。须连续不断地加入新鲜的化学吸收剂。回收法回收法 与与SOSO2 2反应后的吸收剂可连续地在一个闭合反应后的吸收剂可连续地在一个闭合环系统中再生，再生后的脱硫剂和

25、由于损环系统中再生，再生后的脱硫剂和由于损耗需补充的新鲜吸收剂再回到脱硫系统循耗需补充的新鲜吸收剂再回到脱硫系统循环使用。环使用。按脱硫剂是否以溶液（浆液）状态进行脱按脱硫剂是否以溶液（浆液）状态进行脱硫而分湿法和干法脱硫。硫而分湿法和干法脱硫。湿法湿法 利用碱性吸收液或含触媒粒子的溶液吸收利用碱性吸收液或含触媒粒子的溶液吸收烟气中的烟气中的SOSO2 2。干法干法 利用固体吸收剂和催化剂在不降低烟气温利用固体吸收剂和催化剂在不降低烟气温度和不增加湿度的条件下除去烟气中的度和不增加湿度的条件下除去烟气中的SOSO2 2。喷雾干燥法工艺采用雾化的脱硫剂浆液脱喷雾干燥法工艺采用雾化的脱硫剂浆液脱硫

26、，但在脱硫过程中雾滴被蒸发干燥，最硫，但在脱硫过程中雾滴被蒸发干燥，最后的脱硫产物也呈干态，因此常称为湿干后的脱硫产物也呈干态，因此常称为湿干法或半干法。法或半干法。主要烟气脱硫方法比较主要烟气脱硫方法比较主要烟气脱硫方法比较主要烟气脱硫方法比较方法方法方法方法脱硫剂活性组分脱硫剂活性组分脱硫剂活性组分脱硫剂活性组分操作过程操作过程操作过程操作过程主要产物主要产物主要产物主要产物湿法抛弃流程湿法抛弃流程湿法抛弃流程湿法抛弃流程石灰石石灰石石灰石石灰石/石灰法石灰法石灰法石灰法双碱法双碱法双碱法双碱法加镁的石灰石加镁的石灰石加镁的石灰石加镁的石灰石/石石石石灰法灰法灰法灰法碳酸钠法碳酸钠法碳酸钠

27、法碳酸钠法海水法海水法海水法海水法CaCOCaCO3 3/CaO/CaONaNa2 2SOSO3 3、CaCOCaCO3 3或或或或NaOHNaOH、CaOCaOMgSOMgSO4 4或或或或MgOMgONaNa2 2COCO3 3海水海水海水海水Ca(OH)Ca(OH)2 2浆液浆液浆液浆液NaNa2 2SOSO3 3溶液脱硫，由溶液脱硫，由溶液脱硫，由溶液脱硫，由CaCOCaCO3 3或或或或CaOCaO再生再生再生再生MgSOMgSO3 3溶液脱硫，由溶液脱硫，由溶液脱硫，由溶液脱硫，由CaCOCaCO3 3或或或或CaOCaO再生再生再生再生NaNa2 2SOSO3 3溶液溶液溶液溶液

28、海水碱性物质海水碱性物质海水碱性物质海水碱性物质CaSOCaSO4 4、CaSOCaSO3 3CaSOCaSO4 4、CaSOCaSO3 3CaSOCaSO4 4、CaSOCaSO3 3NaNa2 2SOSO4 4镁盐、钙盐镁盐、钙盐镁盐、钙盐镁盐、钙盐四类：湿法抛弃系统、湿法回收系统、干法抛弃系统、干法回收系统四类：湿法抛弃系统、湿法回收系统、干法抛弃系统、干法回收系统四类：湿法抛弃系统、湿法回收系统、干法抛弃系统、干法回收系统四类：湿法抛弃系统、湿法回收系统、干法抛弃系统、干法回收系统SOSO2 2是酸性气体，几乎所有洗涤过程都采用碱性物质的水溶液或浆液。是酸性气体，几乎所有洗涤过程都采用

29、碱性物质的水溶液或浆液。是酸性气体，几乎所有洗涤过程都采用碱性物质的水溶液或浆液。是酸性气体，几乎所有洗涤过程都采用碱性物质的水溶液或浆液。在部分抛弃工艺中，从烟气中除去的硫以钙盐形式被抛弃，因此碱性物质耗在部分抛弃工艺中，从烟气中除去的硫以钙盐形式被抛弃，因此碱性物质耗在部分抛弃工艺中，从烟气中除去的硫以钙盐形式被抛弃，因此碱性物质耗在部分抛弃工艺中，从烟气中除去的硫以钙盐形式被抛弃，因此碱性物质耗量大。量大。量大。量大。在回收工艺中，回收产物通常为元素硫、硫酸或液体在回收工艺中，回收产物通常为元素硫、硫酸或液体在回收工艺中，回收产物通常为元素硫、硫酸或液体在回收工艺中，回收产物通常为元素硫

30、、硫酸或液体SOSO2 2。主要烟气脱硫方法比较主要烟气脱硫方法比较方法方法方法方法脱硫剂活性组分脱硫剂活性组分脱硫剂活性组分脱硫剂活性组分操作过程操作过程操作过程操作过程主要产物主要产物主要产物主要产物湿法回收流程湿法回收流程湿法回收流程湿法回收流程氧化镁法氧化镁法氧化镁法氧化镁法钠碱法钠碱法钠碱法钠碱法柠檬酸盐法柠檬酸盐法柠檬酸盐法柠檬酸盐法氨法氨法氨法氨法碱性硫酸铝法碱性硫酸铝法碱性硫酸铝法碱性硫酸铝法MgOMgONaNa2 2SOSO3 3柠檬酸钠、柠檬酸钠、柠檬酸钠、柠檬酸钠、HH2 2S SNHNH4 4OHOHAlAl2 2OO3 3Mg(OH)Mg(OH)2 2浆液浆液浆液浆液

31、NaNa2 2SOSO3 3溶液溶液溶液溶液柠檬酸钠脱硫，柠檬酸钠脱硫，柠檬酸钠脱硫，柠檬酸钠脱硫，HH2 2S S回回回回收硫收硫收硫收硫氨水氨水氨水氨水硫酸铝溶液硫酸铝溶液硫酸铝溶液硫酸铝溶液1515SOSO2 29090SOSO2 2硫磺硫磺硫磺硫磺硫磺硫磺硫磺硫磺硫酸或液体硫酸或液体硫酸或液体硫酸或液体SOSO2 2主要烟气脱硫方法比较主要烟气脱硫方法比较方法方法方法方法脱硫剂活性组分脱硫剂活性组分脱硫剂活性组分脱硫剂活性组分操作过程操作过程操作过程操作过程主要产物主要产物主要产物主要产物干法抛弃流程干法抛弃流程干法抛弃流程干法抛弃流程喷雾干燥法喷雾干燥法喷雾干燥法喷雾干燥法炉后喷吸附

32、剂增炉后喷吸附剂增炉后喷吸附剂增炉后喷吸附剂增湿活化循环流化湿活化循环流化湿活化循环流化湿活化循环流化床法床法床法床法NaNa2 2COCO3 3或或或或Ca(OH)Ca(OH)2 2CaOCaO或或或或Ca(OH)Ca(OH)2 2CaOCaO或或或或Ca(OH)Ca(OH)2 2NaNa2 2COCO3 3溶液或溶液或溶液或溶液或Ca(OH)Ca(OH)2 2浆液浆液浆液浆液石灰或熟石灰粉石灰或熟石灰粉石灰或熟石灰粉石灰或熟石灰粉石灰或熟石灰粉石灰或熟石灰粉石灰或熟石灰粉石灰或熟石灰粉NaNa2 2SOSO3 3、NaNa2 2SOSO4 4或或或或CaSOCaSO3 3、CaSOCaSO

33、4 4CaSOCaSO3 3、CaSOCaSO4 4CaSOCaSO3 3、CaSOCaSO4 4干法回收流程干法回收流程干法回收流程干法回收流程活性炭吸附法活性炭吸附法活性炭吸附法活性炭吸附法活性炭、活性炭、活性炭、活性炭、HH2 2S S或或或或水水水水在在在在400K400K吸附。吸附吸附。吸附吸附。吸附吸附。吸附浓缩的浓缩的浓缩的浓缩的SOSO2 2与与与与HH2 2S S反反反反应生成应生成应生成应生成S S，或用水吸，或用水吸，或用水吸，或用水吸收生成硫酸收生成硫酸收生成硫酸收生成硫酸硫酸硫酸硫酸硫酸或硫酸或硫酸或硫酸或硫酸湿法抛弃工艺占有绝对优势。湿法抛弃工艺占有绝对优势。198

34、81988年全世界电厂安装烟气脱硫装置的，年全世界电厂安装烟气脱硫装置的，湿法抛弃法工艺占湿法抛弃法工艺占86.8%86.8%；干法抛弃法工；干法抛弃法工艺占艺占10.9%10.9%，回收工艺只占，回收工艺只占2.3%2.3%。无论是美国，还是其他国家，综合考虑技无论是美国，还是其他国家，综合考虑技术成熟度和费用因素，广泛采用的烟气脱术成熟度和费用因素，广泛采用的烟气脱硫技术仍然是湿法石灰石脱硫工艺。硫技术仍然是湿法石灰石脱硫工艺。二、主要的烟气脱硫工艺二、主要的烟气脱硫工艺（一）石灰石（一）石灰石/石灰法洗涤石灰法洗涤由英国皇家化学工业公司在由英国皇家化学工业公司在2020世纪世纪3030年

35、代年代提出，目前是应用最广泛的脱硫技术。提出，目前是应用最广泛的脱硫技术。烟气用含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰石烟气用含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰石/石灰石灰浆液洗涤，浆液洗涤，SOSO2 2与浆液中的碱性物质发生与浆液中的碱性物质发生化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐，新鲜石化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐，新鲜石灰石或石灰浆液不断加入脱硫液的循环回灰石或石灰浆液不断加入脱硫液的循环回路。浆液中的固体（包括燃煤飞灰）连续路。浆液中的固体（包括燃煤飞灰）连续地从浆液中分离出来并排往沉淀池。地从浆液中分离出来并排往沉淀池。石灰石：石灰石：石灰石：石灰石：SOSOSOSO2 2 2 2+CaCO+CaCO+CaCO+

36、CaCO3 3 3 3+2H+2H+2H+2H2 2 2 2O=CaSOO=CaSOO=CaSOO=CaSO3 3 3 3 2H 2H 2H 2H2 2 2 2O+COO+COO+COO+CO2 2 2 2石灰：石灰：石灰：石灰：SOSOSOSO2 2 2 2CaOCaOCaOCaO2 2 2 2H HH H2 2 2 2OOOOCaSOCaSOCaSOCaSO3 3 3 32H2H2H2H2 2 2 2OOOO反应机理吸收过程吸收过程吸收过程吸收过程在吸收塔内进行，主要反应如下：在吸收塔内进行，主要反应如下：在吸收塔内进行，主要反应如下：在吸收塔内进行，主要反应如下：由于烟道气中含有氧，还会

37、发生如下副反应由于烟道气中含有氧，还会发生如下副反应由于烟道气中含有氧，还会发生如下副反应由于烟道气中含有氧，还会发生如下副反应 氧化过程：氧化过程：在氧化塔内进行，将生成的亚硫酸钙，用在氧化塔内进行，将生成的亚硫酸钙，用空气氧化为石膏。空气氧化为石膏。石灰石和石灰法烟气脱硫反应机理石灰石和石灰法烟气脱硫反应机理脱硫剂脱硫剂脱硫剂脱硫剂石灰石石灰石石灰石石灰石石灰石灰石灰石灰主要反主要反主要反主要反应应应应SOSOSOSO2 2 2 2(g)+H(g)+H(g)+H(g)+H2 2 2 2O=HO=HO=HO=H2 2 2 2SOSOSOSO3 3 3 3H HH H2 2 2 2SOSOSO

38、SO3 3 3 3=H=H=H=H+HSO+HSO+HSO+HSO3 3 3 3-H HH H+CaCO+CaCO+CaCO+CaCO3 3 3 3=Ca=Ca=Ca=Ca2+2+2+2+HCO+HCO+HCO+HCO3 3 3 3-CaCaCaCa2+2+2+2+HSO+HSO+HSO+HSO3 3 3 3-+2H+2H+2H+2H2 2 2 2O=CaSOO=CaSOO=CaSOO=CaSO3 3 3 3HHHH2 2 2 2O+HO+HO+HO+H+H HH H+HCO+HCO+HCO+HCO3 3 3 3-=H=H=H=H2 2 2 2COCOCOCO3 3 3 3H HH H2 2

39、2 2COCOCOCO3 3 3 3=CO=CO=CO=CO2 2 2 2+H+H+H+H2 2 2 2OOOOSOSOSOSO2 2 2 2(g)+H(g)+H(g)+H(g)+H2 2 2 2O=HO=HO=HO=H2 2 2 2SOSOSOSO3 3 3 3H HH H2 2 2 2SOSOSOSO3 3 3 3=H=H=H=H+HSO+HSO+HSO+HSO3 3 3 3-CaO+HCaO+HCaO+HCaO+H2 2 2 2O=Ca(OH)O=Ca(OH)O=Ca(OH)O=Ca(OH)2 2 2 2Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)2 2 2 2=Ca=Ca=Ca=C

40、a2+2+2+2+2OH+2OH+2OH+2OH-CaCaCaCa2+2+2+2+HSO+HSO+HSO+HSO3 3 3 3-+2H2O=CaSO+2H2O=CaSO+2H2O=CaSO+2H2O=CaSO3 3 3 32H2H2H2H2 2 2 2O+HO+HO+HO+H+2H2H2H2H+2OH+2OH+2OH+2OH-=2H=2H=2H=2H2 2 2 2OOOO总反应总反应总反应总反应CaCOCaCOCaCOCaCO3 3 3 3+SO+SO+SO+SO2 2 2 2+2H+2H+2H+2H2 2 2 2O=CaSOO=CaSOO=CaSOO=CaSO3 3 3 3HHHH2 2 2

41、 2O+COO+COO+COO+CO2 2 2 2CaO+SOCaO+SOCaO+SOCaO+SO2 2 2 2+2H+2H+2H+2H2 2 2 2O=CaSOO=CaSOO=CaSOO=CaSO3 3 3 3HHHH2 2 2 2OOOO关键反应关键反应关键反应关键反应：CaCa2+2+的形成，因为的形成，因为的形成，因为的形成，因为SOSO2 2是通过这种钙离子与是通过这种钙离子与是通过这种钙离子与是通过这种钙离子与HSOHSO3 3-化合而得以从溶液中除去。化合而得以从溶液中除去。化合而得以从溶液中除去。化合而得以从溶液中除去。石灰石系统的最佳操作石灰石系统的最佳操作石灰石系统的最佳操

42、作石灰石系统的最佳操作pHpH为；石灰系统约为；石灰系统约为；石灰系统约为；石灰系统约8 8。液气比、钙硫比、气流速度、浆液固体含量、气体中液气比、钙硫比、气流速度、浆液固体含量、气体中液气比、钙硫比、气流速度、浆液固体含量、气体中液气比、钙硫比、气流速度、浆液固体含量、气体中SOSO2 2的浓的浓的浓的浓度以及吸收塔结构等均影响度以及吸收塔结构等均影响度以及吸收塔结构等均影响度以及吸收塔结构等均影响SOSO2 2吸收率。吸收率。吸收率。吸收率。烟气脱硫系统的核心装置烟气脱硫系统的核心装置吸收塔吸收塔 要求持液量大、气液相间的相对速度高、要求持液量大、气液相间的相对速度高、气液接触面积大。内部

43、构件少、压力降气液接触面积大。内部构件少、压力降小等特点。小等特点。常见的有喷淋塔、填料塔、喷射鼓泡塔常见的有喷淋塔、填料塔、喷射鼓泡塔和道尔顿型塔四类。和道尔顿型塔四类。问题：问题：设备腐蚀设备腐蚀结垢和堵塞结垢和堵塞除雾器堵塞除雾器堵塞脱硫剂的利用率脱硫剂的利用率液固分离液固分离固体废物的处理和处置固体废物的处理和处置（二）改进的石灰石（二）改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫石灰湿法烟气脱硫克服石灰石法结垢和克服石灰石法结垢和SO2SO2去除率低去除率低己二酸己二酸(缓冲剂）缓冲剂）来源丰富、价格低廉来源丰富、价格低廉 缓冲因气液界面上缓冲因气液界面上SOSO2 2溶解导致的溶解导致的pHpH

44、降降低，从而提高液面处低，从而提高液面处SO2SO2的浓度，加速液的浓度，加速液相传质。己二酸钙增加了液相与相传质。己二酸钙增加了液相与SOSO2 2反应反应的能力，因为的能力，因为SOSO2 2的吸收不再取决于石灰的吸收不再取决于石灰石的溶解速率。石的溶解速率。添加添加MgSOMgSO4 4 目的是使目的是使SOSO2 2以可溶盐形式被吸收，而不是以可溶盐形式被吸收，而不是亚硫酸钙和硫酸钙存在。加入亚硫酸钙和硫酸钙存在。加入MgSOMgSO4 4增加增加了了SOSO2 2的吸收容量，并消除了洗涤塔内的结的吸收容量，并消除了洗涤塔内的结垢，系统能量消耗甚至可以降低垢，系统能量消耗甚至可以降低5

45、050。SOSO2 2H H2 2OOH H2 2SOSO3 3H H2 2SOSO3 3MgSOMgSO4 4MgMg2+2+2HSO+2HSO3 3-MgMg2+2+2HSO2HSO3 3-+CaCO+CaCO3 3=MgSO=MgSO3 3+Ca+Ca2+2+SO+SO3 32-2-+CO+CO2 2+H+H2 2OOCaCa2+2+SO+SO3 32-2-+2H+2H2 2O=CaSOO=CaSO3 32H2H2 2OO“双碱流程双碱流程双碱流程双碱流程”采用碱金属盐类（采用碱金属盐类（采用碱金属盐类（采用碱金属盐类（NaNaNaNa+、K K K K、NHNHNHNH4 4 4 4等

46、）或碱类的水溶液吸收等）或碱类的水溶液吸收等）或碱类的水溶液吸收等）或碱类的水溶液吸收SOSOSOSO2 2 2 2。例如例如例如例如NaNaNaNa2 2 2 2COCOCOCO3 3 3 3吸收吸收吸收吸收SOSOSOSO2 2 2 2：COCOCOCO3 3 3 32-2-2-2-+2SO+2SO+2SO+2SO2 2 2 2+H+H+H+H2 2 2 2O=2HSOO=2HSOO=2HSOO=2HSO3 3 3 3-+CO+CO+CO+CO2 2 2 2HCOHCOHCOHCO3 3 3 3-+SO+SO+SO+SO2 2 2 2=HSO=HSO=HSO=HSO3 3 3 3-+CO-

47、+CO-+CO-+CO2 2 2 2再生再生再生再生，如熟石灰，如熟石灰，如熟石灰，如熟石灰Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)2 2 2 2+2HSO+2HSO+2HSO+2HSO3 3 3 3-=SO=SO=SO=SO3 3 3 32-2-2-2-+CaSO+CaSO+CaSO+CaSO3 3 3 3 2H2H2H2H2 2 2 2OOOOCa(OH)Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)2 2 2 2+SO+SO+SO+SO3 3 3 32-2-2-2-+2H+2H+2H+2H2 2 2 2O=2OHO=2OHO=2OHO=2OH-+CaSO+CaSO+CaSO+CaSO3 3

48、 3 3 2H 2H 2H 2H2 2 2 2OOOOCa(OH)Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)2 2 2 2+SO+SO+SO+SO4 4 4 42-2-2-2-+2H+2H+2H+2H2 2 2 2O=CaSOO=CaSOO=CaSOO=CaSO4 4 4 4 2H 2H 2H 2H2 2 2 2O+2OHO+2OHO+2OHO+2OH-以石灰石为再生剂以石灰石为再生剂以石灰石为再生剂以石灰石为再生剂CaCOCaCOCaCOCaCO3 3 3 3+2HSO+2HSO+2HSO+2HSO3 3 3 3-+2H+2H+2H+2H2 2 2 2O=SOO=SOO=SOO=SO3 3 3 3

49、2-2-2-2-+CaSO+CaSO+CaSO+CaSO3 3 3 3 2H2H2H2H2 2 2 2O+COO+COO+COO+CO2 2 2 2（三）喷雾干燥法烟气脱硫（三）喷雾干燥法烟气脱硫2020世纪世纪8080年代迅速发展起来的湿干法脱年代迅速发展起来的湿干法脱硫工艺。硫工艺。脱硫过程：脱硫过程：SOSO2 2被雾化的被雾化的Ca(OH)Ca(OH)2 2浆液或浆液或NaNa2 2COCO3 3 溶液吸收；同时温度较高的烟气干溶液吸收；同时温度较高的烟气干燥液滴，形成固体废物；含有亚硫酸盐、燥液滴，形成固体废物；含有亚硫酸盐、硫酸盐、未反应的吸收剂和飞灰等干废物硫酸盐、未反应的吸收剂

50、和飞灰等干废物由袋式除尘器捕集。由袋式除尘器捕集。是仅次于湿钙法的烟气脱硫工艺，设备简是仅次于湿钙法的烟气脱硫工艺，设备简单，无废水污染问题，吸收剂输送量小，单，无废水污染问题，吸收剂输送量小，系统能耗低。系统能耗低。1 1、吸收剂制备、吸收剂制备吸收剂溶液或浆液在现场制备吸收剂溶液或浆液在现场制备吸收剂：常见是石灰，石灰石更加便宜，吸收剂：常见是石灰，石灰石更加便宜，因此正在开发；苏打粉和烧碱；因此正在开发；苏打粉和烧碱；NaOHNaOH或苏打灰。或苏打灰。2 2、吸收和干燥、吸收和干燥SO2SO2在喷雾干燥器与雾化的浆液混合，并在喷雾干燥器与雾化的浆液混合，并迅速发生化学反应。迅速发生化学