大气污染控制技术之低浓度二氧化硫的净化.ppt

大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化1 低浓度二氧化硫的净化低浓度二氧化硫的净化 大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化25 5 低浓度二氧化硫的净化低浓度二氧化硫的净化 本章主要内容本章主要内容 SOSO2 2净化常用工艺的原理、流程、设备和操净化常用工艺的原理、流程、设备和操作；作；掌握各种掌握各种SOSO2 2净化方法的特点；净化方法的特点；重点掌握重点掌握SOSO2 2净化方法的典型流程：石灰石净化方法的典型流程：石灰石/石灰石灰石膏法、钠碱法、氨法脱硫等；石膏法、钠碱法、氨法脱硫等；能进行工艺的运行和操作，解决脱硫工艺能进行工艺的运行和操作，解决脱硫工艺运行中出现的问题。运行中出现的问题。大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化35.15.1概述概述 我国主要大气环境污染物：烟尘和二氧化硫。我国主要大气环境污染物：烟尘和二氧化硫。高浓度高浓度SOSO2 2废气采用接触氧化法制取硫酸。废气采用接触氧化法制取硫酸。烟气脱硫（烟气脱硫（Flue Gas Desulfurization）一般是指对）一般是指对低浓度废气（低浓度废气（0.1%0.5%0.1%0.5%）的治理。）的治理。根据工艺不同，烟气脱硫方法：根据工艺不同，烟气脱硫方法：干法脱硫：干法脱硫：使用粉状、粒状吸收剂、吸附剂或催化使用粉状、粒状吸收剂、吸附剂或催化剂去除废气中的剂去除废气中的SOSO2 2。优点：优点：流程中无废水、废酸排出，减少了二次污染流程中无废水、废酸排出，减少了二次污染和能量消耗；和能量消耗；缺点：缺点：脱硫效率较低，设备庞大，操作要求高。脱硫效率较低，设备庞大，操作要求高。大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化4 湿法脱硫：湿法脱硫：采用液体吸收剂洗涤去除采用液体吸收剂洗涤去除SOSO2 2。特点：特点：脱硫效率较高，可回收副产品，较多采用；脱硫效率较高，可回收副产品，较多采用；但流程长、投资大、运转费用高、烟气不易扩散。但流程长、投资大、运转费用高、烟气不易扩散。干湿法脱硫：干湿法脱硫：采用液体吸收剂洗涤含采用液体吸收剂洗涤含SOSO2 2烟气，在吸烟气，在吸收过程中水分得到蒸发，得到颗粒物质，并用除尘器收过程中水分得到蒸发，得到颗粒物质，并用除尘器加以回收净化。加以回收净化。根据净化原理和流程来分类：根据净化原理和流程来分类：直接用各种液体或固体物料吸收或吸附废气中的直接用各种液体或固体物料吸收或吸附废气中的SOSO2 2的方法；的方法；废气中的废气中的SOSO2 2氧化为氧化为SOSO3 3，再吸收生产硫酸的方法；，再吸收生产硫酸的方法；将废气中的将废气中的SOSO2 2还原为硫加以回收的方法。还原为硫加以回收的方法。大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化5 各种脱硫方法见表各种脱硫方法见表5-15-1，这些方法中有的已，这些方法中有的已有工业处理装置，有的还处于实验研究阶有工业处理装置，有的还处于实验研究阶段。段。我国烟气脱硫从我国烟气脱硫从2020世纪世纪8080年代开始，推广年代开始，推广重点：重点：推广循环流化床燃烧脱硫成套技术及炉内推广循环流化床燃烧脱硫成套技术及炉内喷钙技术；喷钙技术；采用型煤燃烧成套技术、循环硫化床燃烧采用型煤燃烧成套技术、循环硫化床燃烧脱硫技术、湿式脱硫除尘技术。脱硫技术、湿式脱硫除尘技术。大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化65.25.2石灰石石灰石/石灰法石灰法 石灰石灰/石灰石法：石灰石法：石灰石、石灰或白云石等作为石灰石、石灰或白云石等作为脱硫剂，脱除废气中脱硫剂，脱除废气中SOSO2 2。（国内外占。（国内外占80%80%）采用方法：采用方法：干法干法将石灰石直接喷入锅炉炉膛内；将石灰石直接喷入锅炉炉膛内；湿法湿法将石灰石等制成浆液洗涤含硫废气。将石灰石等制成浆液洗涤含硫废气。5.2.1.5.2.1.石灰石灰/石灰石直接喷射法石灰石直接喷射法 石灰石或石灰粉直接喷入锅炉炉膛内进行脱硫。石灰石或石灰粉直接喷入锅炉炉膛内进行脱硫。1.1.方法原理方法原理 CaCOCaCO3 3CaO+COCaO+CO2 2（高温）（高温）CaO+SOCaO+SO2 2CaSOCaSO3 3 CaSOCaSO3 3+1/2O+1/2O2 2CaSOCaSO4 4大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化72.2.工艺流程与操作工艺流程与操作石灰石直接喷射法从烟气中脱除石灰石直接喷射法从烟气中脱除SOSO2 2流程图流程图 大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化83.3.操作中主要控制条件操作中主要控制条件 分解温度：分解温度：石灰石约为石灰石约为765765，低于此温度发生可逆，低于此温度发生可逆反应。白云石约为反应。白云石约为344344。脱硫反应有效温度：脱硫反应有效温度：烟气温度低有利于脱硫反应。但烟气温度低有利于脱硫反应。但温度低反应速度较慢，控制在温度低反应速度较慢，控制在95011009501100。MgOMgO与与SOSO2 2的控制温度约为的控制温度约为800800。Ca(OH)Ca(OH)2 2与与SOSO2 2的控制温度可以更低一些。的控制温度可以更低一些。控制控制“烧僵烧僵”：煅烧温度过高，氧化钙的多孔体变为煅烧温度过高，氧化钙的多孔体变为密实体。石灰石喷入位置的炉膛温度应该密实体。石灰石喷入位置的炉膛温度应该11001100。石灰石的粒度：石灰石的粒度：粒径粒径0.1mm0.1mm。注意：石灰注意：石灰/石灰石直接喷射法所需设备少、投资省，石灰石直接喷射法所需设备少、投资省，但脱硫效率低，反应产物会沉积，只用在中小锅炉上。但脱硫效率低，反应产物会沉积，只用在中小锅炉上。大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化95.2.25.2.2流化床燃烧法流化床燃烧法基本类型：基本类型：流态物再循流态物再循环的沸腾床（环的沸腾床（BBBB）、内）、内部循环的沸腾床、循环部循环的沸腾床、循环流化床（流化床（CFBCFB）和不同）和不同流化态组合系统。流化态组合系统。流程：流程：正常燃烧时，破正常燃烧时，破碎到一定粒度的煤粒和碎到一定粒度的煤粒和脱硫剂由给料机送入炉脱硫剂由给料机送入炉内，与燃烧所需空气混内，与燃烧所需空气混合燃烧，燃烧后烟气经合燃烧，燃烧后烟气经回收热量和除尘后排放。回收热量和除尘后排放。常压鼓泡流化床锅炉常压鼓泡流化床锅炉1.鼓风机；鼓风机；2.燃煤料仓；燃煤料仓；3.石灰石料仓；石灰石料仓；4.换热器；换热器；5.省煤器；省煤器；6.除尘器；除尘器；7.燃烧层受热管束燃烧层受热管束大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化10鼓泡流化床锅炉燃烧大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化11鼓泡流化床锅炉（FBC）炉膛大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化12LurgiLurgi型外换热器常压循环流化床锅炉示意图型外换热器常压循环流化床锅炉示意图1.1.燃烧床层；燃烧床层；2.2.流化反应器；流化反应器；3.3.旋风除尘器；旋风除尘器；4.4.换热器；换热器；5.5.空气加热器空气加热器大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化13不带热交换器常压循环流化床锅炉示意图不带热交换器常压循环流化床锅炉示意图1.反应炉膛；反应炉膛；2.除尘器；除尘器；3.省煤器（换热器）；省煤器（换热器）；4.空气预热器空气预热器大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化14带内部换热器常压循环流化床锅炉示意图带内部换热器常压循环流化床锅炉示意图1.1.燃烧炉膛；燃烧炉膛；2.2.旋风除尘器；旋风除尘器；3.3.主换热器；主换热器；4.4.再热器；再热器；5.5.省煤器省煤器大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化15 三种典型常压循环流化床锅炉三种典型常压循环流化床锅炉组成：组成：固体物料循固体物料循环回路和对流烟道。环回路和对流烟道。固体物料循环回路：固体物料循环回路：流化床燃烧室或炉膛、旋风流化床燃烧室或炉膛、旋风分离器和固体物料回送设备。分离器和固体物料回送设备。炉膛内通常布置有水冷管用于冷却；在炉膛内通常布置有水冷管用于冷却；在对流烟道对流烟道上布置过热器、省煤器和空气预热器等，用于吸上布置过热器、省煤器和空气预热器等，用于吸收烟气的余热。收烟气的余热。流化床燃烧的优点：流化床燃烧的优点：燃料适应性强，煤的灰分有时可高达燃料适应性强，煤的灰分有时可高达4060%4060%；易于实现炉内高效脱硫；易于实现炉内高效脱硫；氮氧化物生成量少；氮氧化物生成量少；燃烧效率高；燃烧效率高；灰渣活性强，便于综合利用。灰渣活性强，便于综合利用。大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化165.2.3.5.2.3.湿式石灰石湿式石灰石/石灰石灰-石膏法石膏法 采用石灰石或石灰的浆液吸收烟气中的采用石灰石或石灰的浆液吸收烟气中的SOSO2 2，属于湿，属于湿式洗涤法。副产物是石膏，日本应用最多。式洗涤法。副产物是石膏，日本应用最多。1.1.方法原理方法原理 脱硫过程：吸收、氧化和副产品回收。脱硫过程：吸收、氧化和副产品回收。吸收过程吸收过程：Ca(OH)Ca(OH)2 2+SO+SO2 2=CaSO=CaSO3 31/2H1/2H2 2O+1/2HO+1/2H2 2OO CaCOCaCO3 3+SO+SO2 2+1/2H+1/2H2 2O=CaSOO=CaSO3 31/2H1/2H2 2O+COO+CO2 2 CaSOCaSO3 31/2H1/2H2 2O+SOO+SO2 2+1/2H+1/2H2 2O=Ca(HSOO=Ca(HSO3 3)2 2 氧化反应氧化反应（烟道中含有氧）：（烟道中含有氧）：2CaSO2CaSO3 31/2H1/2H2 2O+OO+O2 2+3H+3H2 2O=2CaSOO=2CaSO4 42H2H2 2OO Ca(HSOCa(HSO3 3)2 2+1/2O+1/2O2 2+H+H2 2O=CaSOO=CaSO4 42H2H2 2O+SOO+SO2 2注意：注意：少量亚硫酸氢钙被氧化放出少量亚硫酸氢钙被氧化放出SOSO2 2，进入氧化塔，进入氧化塔以以CaSOCaSO3 31/2H1/2H2 2OO形式。形式。大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化172.流程及操作流程及操作日本三菱重工石灰日本三菱重工石灰-石膏法的流程示意图石膏法的流程示意图工艺流程：工艺流程：排放烟气排放烟气冷却塔（洗涤、降温至冷却塔（洗涤、降温至6060左右，增湿）左右，增湿）二级串联吸收塔二级串联吸收塔（石灰浆液洗涤脱硫）（石灰浆液洗涤脱硫）除雾除雾加热器升温（加热器升温（140140左右）左右）烟囱烟囱排入大气排入大气大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化18 冷却塔采用空塔，吸收塔采用栅条填料塔；冷却塔采用空塔，吸收塔采用栅条填料塔；为防止结垢堵塞，采用高液气比，同时在浆液内加入为防止结垢堵塞，采用高液气比，同时在浆液内加入石膏石膏“晶种晶种”，沉淀过饱和硫酸钙。，沉淀过饱和硫酸钙。吸收吸收SOSO2 2后的浆液，用硫酸调整后的浆液，用硫酸调整pHpH值至值至44.544.5后，在后，在氧化塔内氧化塔内60806080，4.94.910105 5PaPa的压缩空气氧化。的压缩空气氧化。氧化塔出来的气体含有微量氧化塔出来的气体含有微量SOSO2 2，再送回吸收塔吸收；，再送回吸收塔吸收；氧化后浆液经增稠、脱水得石膏。氧化后浆液经增稠、脱水得石膏。滤液除去不溶杂质，送往石灰乳槽，洗液返冷却塔。滤液除去不溶杂质，送往石灰乳槽，洗液返冷却塔。生石灰在消石灰料浆调整槽内加水配成石灰料浆，用生石灰在消石灰料浆调整槽内加水配成石灰料浆，用泵送到吸收塔。泵送到吸收塔。石灰石灰-石膏法脱硫率石膏法脱硫率9090，可副产含水，可副产含水5 51010的的优质石膏。优质石膏。大气污染控制技术5 低浓度二氧化硫的净化193.3.主要设备主要设备吸收设备吸收设备 核心设备。核心设备。常用：常用：喷淋塔、填料塔、喷淋塔、填料塔、湍球塔、板式塔等，本工湍球塔、板式塔等，本工艺采用填料塔。艺采用填料塔。氧化塔氧化塔 回转筒