[精选]SO2控制技术及相关控制措施标准前言研究课件.pptx
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1、SO2控制技术及相关控制措施,标准,前言研究2目录SO2SO2的来源及危害的来源及危害1SO2SO2的标准及前言研究的标准及前言研究5 SO2SO2国内外的控制技术国内外的控制技术3SO2SO2相关的控制措施相关的控制措施4我国我国SO2SO2排放的现状排放的现状23SO2的来源及危害 SO2是是当当今今人人类类面面临临的的主主要要大大气气污污染染物物之之一一,其其污污染染源源分分为为两两类类:天天然然污污染染源源和和人人为为污污染染源源.这这两两种种污污染染源源的的特特点点如如表表1所所示示,天天然然污污染染源源由由于于量量少少,面面广广,易易稀稀释释和和净净化化,对对环环境境危危害害不不大
2、大,而而人人为为污污染染源源由由于于量量大大,集集中中,浓浓度度高高,对对环环境造成严重危害境造成严重危害.4表表1 SO2天然污染源和人为污染源特点比较天然污染源和人为污染源特点比较SO2污染源污染源发生源发生源特征及影响特征及影响排放排放比例比例 天然污染源天然污染源海洋硫酸盐盐雾缺少氧化海洋硫酸盐盐雾缺少氧化的水和土壤释放的硫酸盐的水和土壤释放的硫酸盐细菌分解的有机化合物细菌分解的有机化合物火山爆发森林失火等火山爆发森林失火等1全球性分布全球性分布,在广阔在广阔的地区以低浓度排放的地区以低浓度排放,在在大气中易于稀释和被净化大气中易于稀释和被净化2一般不会产生酸雨现一般不会产生酸雨现象象
3、,人力无法控制人力无法控制1/3 人为污染源人为污染源石化燃料燃烧石化燃料燃烧,占占3/4以上以上金属冶炼、石油生产、化金属冶炼、石油生产、化工生产采矿等工生产采矿等1比较集中比较集中,在占地球在占地球外表不到外表不到1%的城市和工的城市和工业区上空占主导地位业区上空占主导地位2酸雨发生的主要原因酸雨发生的主要原因3人力可以控制人力可以控制2/35 SO2的的污污染染属属于于低低浓浓度度,长长期期污污染染,它它的的存存在在对对自自然然生生态态环环境境,人人类类健健康康,工工业业生生产产,建建筑筑物物及及材材料料等等方方面面造造成成一一定定程程度度的的危危害害。SO2对对人人体体健健康康的的影影
4、响响主主要要通通过过呼呼吸吸道道进进入入人人体体,与与呼呼吸吸器器官官作作用用,引引起起或或加加重重呼呼吸吸器器官官的的疾疾病病。SO2往往往往被被飘飘尘尘吸吸附附,SO2和和漂漂尘尘的的协协同同效效应应使使其其对对人人体体的的危危害更大害更大。6SO2对对植植物物的的危危害害主主要要是是通通过过叶叶面面气气孔孔进进入入植植物物体体,如如果果其其浓浓度度和和持持续续时时间间超超过过本本体体的的自自解解机机能能就就会会破破坏坏植植物物的的正正常常生生理理机机能能,使使其其生生长长缓缓慢慢,对对病病虫虫害害的的抵抵御御能能力力低低,严严重重时时会会枯枯死死。SO2给给人人类类带带来来最最严严重重的
5、的问问题题是是酸酸雨雨,这这是是全全球球问问题题。酸酸雨雨对对环环境境的的危危害害最最为为突突出出的的是是使使湖湖泊泊变变为为酸酸性性,导导致致水水生生物物死死亡亡。酸酸雨雨对对生生态态系系统统的的影影响响及及破破坏坏主主要要表表现现在在使使土土壤壤酸酸化化和和贫贫瘠瘠化化,农农作作物物及及森森林林生生长长缓缓慢慢。酸酸雨雨还还会会对对重重要要文文物物设设施施造造成成严重损坏严重损坏。7我国二氧化硫排放的现状中国1989-2023年SO2排放情况8国外国外SOSO2 2的控制技术的控制技术近近年年来来,世世界界各各兴兴旺旺国国家家在在烟烟气气脱脱硫硫方方面面均均取取得得了了很很大大的的进进展展
6、,、德德国国、等等兴兴 旺旺 工工 业业 国国 家家 方方 案案 在在 2000年年 前前 完完 成成200610MW的烟气脱硫处理容量的烟气脱硫处理容量。91 湿法脱硫技术湿法脱硫技术,占占85%左右左右,其中石灰其中石灰-石膏法石膏法约占约占36.7%,其它湿法脱硫技术约占其它湿法脱硫技术约占48.3%;2 喷雾枯燥脱硫技术喷雾枯燥脱硫技术,约占约占8.4%;3 吸收剂再生脱硫法吸收剂再生脱硫法,约占约占3.4%;4炉内喷射吸收剂炉内喷射吸收剂/增温活化脱硫法,约占增温活化脱硫法,约占1.9%;5海水脱硫技术;海水脱硫技术;6电子束脱硫技术;电子束脱硫技术;7脉冲等离子体脱硫技术;脉冲等离
7、子体脱硫技术;8烟气循环流化床脱硫技术等烟气循环流化床脱硫技术等目前国际上已实现工业应用的燃煤电厂烟气目前国际上已实现工业应用的燃煤电厂烟气脱硫技术主要有脱硫技术主要有101、湿法石灰石、湿法石灰石/石灰烟气脱硫工艺技术石灰烟气脱硫工艺技术突出优点突出优点脱硫效率高有时脱硫效率大于脱硫效率高有时脱硫效率大于90%吸收及利用率高,可大于吸收及利用率高,可大于90%设备运转率高设备运转率高设计方面设计方面综合考虑加强反响控制,强制氧化和参加氧综合考虑加强反响控制,强制氧化和参加氧化剂,从而减少吸收塔和附属设备体积、降低化剂,从而减少吸收塔和附属设备体积、降低能耗,减少基建投资和运行费用;能耗,减少
8、基建投资和运行费用;选用耐腐蚀材料,提高吸收塔及出口烟道、选用耐腐蚀材料,提高吸收塔及出口烟道、挡板、除雾装置等处的使用寿命,提高气液传挡板、除雾装置等处的使用寿命,提高气液传质效率,建设大尺寸吸收塔质效率,建设大尺寸吸收塔112、喷雾枯燥烟气脱硫技术、喷雾枯燥烟气脱硫技术l这种技术属于半干法脱硫技术,多数采用这种技术属于半干法脱硫技术,多数采用旋转喷雾剂,技术成熟、投资低于湿法工旋转喷雾剂,技术成熟、投资低于湿法工艺。在西欧的德国、奥地利、意大利、丹艺。在西欧的德国、奥地利、意大利、丹麦、瑞典、芬兰等国家应用较多麦、瑞典、芬兰等国家应用较多l燃煤含硫量一般不超过燃煤含硫量一般不超过1.5%,
9、脱硫效率均,脱硫效率均低于低于90%3、吸收剂再生烟气脱硫工艺、吸收剂再生烟气脱硫工艺l主要有氧化镁法、双碱法、主要有氧化镁法、双碱法、WELLMEN LORD法。法。l虽然脱硫效率可达虽然脱硫效率可达95%左右,但系统复杂,左右,但系统复杂,投资大,运行成本高,仅在特定的条件下投资大,运行成本高,仅在特定的条件下应用,目前应用不多应用,目前应用不多124、炉内喷吸收剂、炉内喷吸收剂/增湿活化烟气脱硫工艺增湿活化烟气脱硫工艺u为为寻寻求求有有中中等等脱脱硫硫效效率率、投投资资和和运运行行费费较较低低的的工工艺艺,以以减减轻轻脱脱硫硫带带来来的的巨巨大大经经济济压压力力,这种工艺方法现在再次兴起
10、这种工艺方法现在再次兴起u为为了了克克服服喷喷射射吸吸收收剂剂后后,烟烟尘尘比比电电阻阻升升高高,影影响响除除尘尘效效果果及及脱脱硫硫效效率率不不够够高高的的弊弊端端,芬芬兰兰IVO公公司司开开发发了了LIFAC Limestone Injection into the Furnace and Activation of Calcium 炉炉内内喷喷石石灰灰石石 钙钙/活活化化脱脱硫硫工工艺艺,即即在在锅锅炉炉尾尾部部烟烟道道上上安安装装活活化化反反响响器器,将将烟烟气气增增湿湿,延延长长滞滞留留时时间间,使使剩剩余余的的吸吸收收剂剂和和SO2发发生生反反响响。它它适适用用于于中中、低低硫硫煤
11、煤锅锅炉炉,当当Ca/S=2.5时时,脱硫效率可达脱硫效率可达80%135、海水烟气脱硫技术海水烟气脱硫技术 这这是是一一种种投投资资省省、运运行行费费用用低低、易易管管理理的的脱脱硫硫工工艺艺,适适用用于于燃燃煤煤含含硫硫量量不不高高,并并以以海海水水为为循循环环冷冷却却水水的的电电厂厂。已已投投运运或或工工程程建建设设中中的的国国家家有有挪挪威威、西西班班牙牙、印印度度尼尼西西亚亚、委委内内瑞瑞拉拉和和瑞瑞典典、英英国国也也方方案案在在大大型型燃燃煤煤电电站站实实施施海水脱硫工艺海水脱硫工艺烟烟 气气 中中 SO2浓浓 度度 在在 216500 mg/L之之间间,吸吸收收塔塔有有填填料料塔
12、塔和和 喷喷 淋淋 塔塔 2种种,吸吸 收收 效效 率率80%99%,右右侧侧为为其其工工艺艺流流程图程图146、电子束烟气脱硫技术电子束烟气脱硫技术该技术不产生二次污染并能实现资源综合利用该技术不产生二次污染并能实现资源综合利用主要特征为主要特征为:1 能同时脱硫、脱硝能同时脱硫、脱硝,脱除率分别可达脱除率分别可达90%和和80%以上以上;2 处处理理过过程程为为干干法法,不不产产生生需需进进一一步步处处理理的的废废水水、废渣废渣;3 副产品硫铵、硝铵可作为化肥使用副产品硫铵、硝铵可作为化肥使用;4 流程简单、运行可靠、操作方便、无堵塞、腐流程简单、运行可靠、操作方便、无堵塞、腐蚀和泄漏等问
13、题蚀和泄漏等问题,对负荷变化的适应能力较强对负荷变化的适应能力较强;5 处理后的烟气一般无需再加热处理后的烟气一般无需再加热,可直接经烟囱可直接经烟囱排放排放;占地面积约为常规方法占地面积约为常规方法1/21/3,投资及运行投资及运行费用均低于常规方法费用均低于常规方法;脱硝时不必使用价格昂贵的脱硝时不必使用价格昂贵的脱硝催化剂。脱硝催化剂。15国外脱硫技术的应用国外脱硫技术的应用1、在在 的的烟烟气气脱脱硫硫装装置置中中,湿湿法法石石灰灰石石/石石灰灰法法占占90%以以上上,其其次次是是双双碱碱法法和和碳碳酸酸钠钠法法。80年年代代以以来来,为为了了降降低低基基本本投投资资和和运运行行费费用
14、用,积积极极研研究究及及开开发发了了喷喷雾雾枯枯燥燥烟烟气气脱脱硫硫和和炉炉内内直直接接喷喷射射石石灰灰石石烟烟气气脱脱硫硫技技术术。目目前前,正正在在研研究究开开发发E-SOx法法脱脱硫硫技技术术,这这是是一一项项改改造造现现有有电电除除尘尘器器 ESP 撤撤除除电电场场第第一一电电场场极极板板极极线线,加加装装石石灰灰乳浆喷射装置乳浆喷射装置,在除尘时又脱硫。在除尘时又脱硫。16该该方方法法的的实实质质是是向向烟烟气气中中喷喷入入石石灰灰浆浆液液,再再用用电电除除尘尘器器收收集集脱脱硫硫后后的的粉粉尘尘产产物物,要要求求同同时时脱脱硫硫、脱脱氮氮,脱脱硫硫、脱脱氮氮费费用用要要低低于于石石
15、灰灰石石洗洗涤涤法法烟烟气气脱脱硫硫和和催催化化复复原原法法烟烟气气脱脱硫硫工工艺艺。改改进进后后,要要求求脱脱硫硫效效率率最最低低不不小小于于50%,费费用用最最高高不不大大于于500美美元元/t SO2。据据 Barge电电厂厂处处理理烟烟气气量量为为42.5566m3/min的的中中试试结结果果,当当Ca/S=1.31.4时时,ESP出出口口烟烟温温高高出出绝绝热热饱饱和和温温度度1619时时脱脱硫硫效效率率可可达达50%60%。17 还还开开发发了了ADVACAT工工艺艺并并已已申申请请了了专专利利,主主要要用用于于烟烟道道喷喷射射,目目的的是是为为提提高高吸吸收收利利用用率率,其其关
16、关键键是是将将飞飞灰灰和和石石灰灰水水转转化化为为高高活活性性的的硅硅酸酸钙钙吸吸收收剂剂,它它的的反反响响活活性性是是单单纯纯石石灰灰的的4倍倍,能能含含水水份份30%60%,且且在在含含水水60%时时仍仍能能维维护护松松散散易易流流化化状状态态。此此工工艺艺配配合合布布袋袋式式除除尘尘器器,脱脱硫硫效效率率可可达达90%左右。左右。18德德国国的的静静电电除除尘尘效效率率最最高高可可达达99.9%,施施加加的的直直流流电电压压最最高高可可达达75kV。由由于于在在后后续续的的烟烟气气脱脱硫硫过过程程中中还还可可以以继继续续从从烟烟气气中中别别离离飞飞灰灰,故故允允许适当地降低电除尘的效率许
17、适当地降低电除尘的效率。2、德国、德国19 德德国国FGD技技术术可可分分为为添添加加剂剂法法、湿湿式式法法和和干干式式法法3种种,在电厂中的采用率为最高在电厂中的采用率为最高,到达到达86%,其它的仅占其它的仅占2%。此此外外,德德国国的的Lurgi公公司司正正在在进进行行循循环环流流化化床床烟烟气气脱脱硫硫系系统统新新工工艺艺的的工工业业示示范范试试验验工工作作。此此工工艺艺主主要要是是有有一一台台直直立立的的循循环环流流化化床床燃燃烧烧器器,石石灰灰、水水和和烟烟气气在在其其中中均均匀匀地地配配合合,加加快快化化学学反反响响的的传传热热和和传传质质过过程程,对对于于含含SO2450900
18、mL/L的的 烟烟 气气,脱脱 硫硫 效效 率率 可可 达达93%97%,而而且且缩缩短短了了脱脱硫硫设设备备的的高高度度和和占占地地面面积积,降降低低了了材材料料的的耐耐腐腐蚀蚀要要求求,从从而而大大大降低了设备造价和运行维护费用大降低了设备造价和运行维护费用。20 我我国国环环境境科科学学院院大大气气所所、武武汉汉水水利利电电力力大大学学等等单单位位也也正正从从事事此此项项技技术术的的研研究究、开开发发,某某些些关关键键技技术术指指标标还还优优于于德德国国技技术术,是是一一项项很很有有开开展展前前途途的的多多相相流流循循环环流化床脱硫技术。流化床脱硫技术。3、的的烟烟气气脱脱硫硫主主要要采
19、采用用湿湿法法和和回回收收法法,其其中中湿湿法法石石灰灰石石-石石膏膏法法约约占占总总容容量量的的一一半半,其其次次是是亚亚铵铵法法 约约占占24%、双碱法双碱法 约占约占16%。的的三三菱菱重重工工、川川崎崎重重工工、日日立立造造船船、巴巴威威-日日立立、千千代代田田、石石川川岛岛播播磨磨重重工工、荏荏原原等等公公司司先先后后向向中中国国介介绍绍了了多多种种脱脱硫硫工工艺艺,其其中中包包括括湿湿法法石石灰灰石石/石石膏膏法法、喷喷气气沸沸腾腾简简易易脱脱硫硫法法、高高速速平平流流湿湿法法、炉炉内内喷喷钙钙加加湿湿活活化化法法、气气悬悬浮浮体体吸吸收收法法、旋旋转转喷喷雾雾法法、电电子子束束加
20、氨脱硫法等等。加氨脱硫法等等。22 我我国国的的华华能能珞珞璜璜电电厂厂一一期期工工程程2360 MW机机组组配配套套引引进进 三三菱菱重重工工的的湿湿法法石石灰灰石石-石石膏膏法法脱脱硫硫系系统统,脱脱硫硫效效率率达达95%以以上上。太太原原一一热热和和黄黄岛岛电电厂厂脱脱硫硫工工程程系系 政政府府绿绿色色援援助助方方案案“赠赠款款试试验验工工程程,分分别别采采用用巴巴威威-日日立立的的简简易易湿湿法法和和旋旋转转喷喷雾雾半半干干法法脱硫工艺。脱硫工艺。荏荏原原公公司司在在成成都都第第一一热热电电厂厂完完成成了了电电子束脱硫工业示范工程。子束脱硫工业示范工程。23 Chivoda湿湿法法喷喷
21、气气沸沸腾腾式式脱脱硫硫工工艺艺的的核核心心是是射射流流沸沸腾腾反反响响器器。烟烟气气以以沸沸腾腾状状态态通通过过浆浆液液,在在反反响响器器内内集集中中进进行行吸吸收收、氧氧化化、形形成成石石膏膏、结结晶晶和和中中和和作作用用,从从而而省省了了再再循循环环泵泵、雾雾化化喷喷嘴嘴、氧氧化化槽槽和和浓浓缩缩装装置置等等,节节约约了了电电耗耗、减减少少了了易易结结垢垢和和堵堵塞塞的的部部件件,运运行行可可靠靠性性大大为为增增加加。这这种种工工艺艺在在 用用于于燃燃烧烧低低硫硫煤煤的的工工业业装装置置。在在 应应用用此此工工艺艺已已有有一一台台40MW工工业业装装置置投投入入运运行行,另另一一台台10
22、0MW示示范范装装置置正正在在建建设设。我我国国重重庆庆长长寿寿化化工工厂厂也也已已采采用用此此项项技技术术,预预计计脱脱硫硫效效率率大于大于70%。24国内国内SO2控制技术控制技术1、燃烧前脱硫 燃烧前脱硫是指煤炭的洗选加工,主要是燃烧前脱硫是指煤炭的洗选加工,主要是通过重选、浮选、磁选及氧化、微生物脱硫通过重选、浮选、磁选及氧化、微生物脱硫等技术减少原煤中的硫分和灰分,以降低等技术减少原煤中的硫分和灰分,以降低SO2的排放量。根据脱硫机理,燃烧前脱硫又分的排放量。根据脱硫机理,燃烧前脱硫又分为物理法、化学法和生物法三种。为物理法、化学法和生物法三种。原煤的燃烧前脱硫是洁净煤的源头技术,原
23、煤的燃烧前脱硫是洁净煤的源头技术,既能脱硫又能除灰,同时,还可以提高热既能脱硫又能除灰,同时,还可以提高热能利用效率,减少无效运输,并且脱硫的能利用效率,减少无效运输,并且脱硫的费用较低,无二次污染。主要的燃烧前脱费用较低,无二次污染。主要的燃烧前脱硫方法见下表。硫方法见下表。25主要的燃烧前脱硫方法主要的燃烧前脱硫方法脱硫机理脱硫机理脱硫方法脱硫方法物理脱硫物理脱硫跳汰分选跳汰分选重介质分选重介质分选摇床分选摇床分选电选电选化学脱硫法化学脱硫法浮选脱硫浮选脱硫碱法脱硫碱法脱硫Meyers法法加氢热解脱硫加氢热解脱硫生物脱硫法生物脱硫法生物浸出生物浸出生物外表处理法生物外表处理法262、燃烧中
24、固硫 燃燃烧烧中中脱脱硫硫的的原原理理是是向向燃燃煤煤炉炉堂堂内内喷喷撒撒碱碱性性物物质质,与与燃燃烧烧产产生生的的SO2发发生生中中和和反反响响,生生成成中中性性物物质质,减减少少烟烟气气中中SO2含含量量。主要的燃烧中固硫方法见下表。主要的燃烧中固硫方法见下表。27固硫技术固硫技术固硫原理固硫原理炉内喷钙技术炉内喷钙技术将将钙钙基基吸吸着着剂剂粉粉料料,由由气气流流携携带带,沿沿炉炉膛膛适适宜宜的的温温度度区区域域喷喷入入,使使钙钙基基吸吸着着剂剂粉粉料料在在炉炉内内热解,固硫。热解,固硫。流化床燃烧技术流化床燃烧技术把把燃燃料料和和物物料料石石灰灰石石一一同同参参加加燃燃烧烧室室的的床床
25、层层中中,从从炉炉底底鼓鼓风风使使床床料料在在炉炉室室内内沿沿高高度度方方向向上上形形成成有有规规律律的的悬悬浮浮分分布布,呈流态化燃烧。呈流态化燃烧。型煤加工技术型煤加工技术用用煤煤粉粉或或低低品品位位制制成成具具有有一一定定强度和形状的煤制品。强度和形状的煤制品。283、燃烧后脱硫 燃燃烧烧后后脱脱硫硫就就是是指指烟烟气气脱脱硫硫。这这是是目目前前世世界界上上唯唯一一的的大大规规模模商商业业化化应应用用的的脱脱硫硫方方式式。由由于于烟烟气气脱脱硫硫的的主主要要困困难难是是SO2浓浓度度和和总总量量大大、要要处处理理的的烟烟气气体体积积大大,因因此此,虽虽然然烟烟气气脱脱硫硫的的方方法法多多
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