一、SO2的污染 1 SO2的排放 SO2的主要来源分为两大类,天然污染源和人为污染源。 2 SO2的危害 SO2的污染属于低浓度长期污染,对生态环境一般是一种慢性叠加性长期危害,它已经对自然生态平衡、人类健康、工农业生产、建筑物、材料等方面造成一定程度的危害。 2.1 SO2对人体的危害 SO2对人体健康的影响主要是通过呼吸道系统进入人体,与呼吸器官作用,引起或加重呼吸器官的疾病。如鼻炎、咽喉炎、支气管炎、支气管哮喘、肺气肿、肺癌等。 大量资料表明,SO2与大气中其他污染物协同作用,对人体健康的危害更大。 2.2 SO2对植物的危害 a 植物对SO2特别敏感,主要通过叶面气孔进入植物体内,在细胞或细胞液中生成SO32-或HSO3-和H+。 b 破坏植物的正常生理机能,使光合作用降低,影响体内物质代谢和酶的活性,从而使叶细胞发生质壁分离、收缩或崩溃,叶绿素分解等。 c 从表面看,叶片出现伤斑、发黄、枯卷、落叶、落果或生长缓慢等,严重时则会枯死。 d 同时会使植物对病虫害的抵 2.3 SO2造成的社会经济损失 据资料介绍,美国每排放1t SO2造成社会经济损失为220美元,我国平均每吨SO2造成的社会经济损失为1700元人民币。照此计算,我国每年因排放SO2造成的社会经济损失约相当于近千亿人民币,而且使人的寿命缩短38天。 控制火电厂SO2排放 火电厂SO2排放量已占SO2排放总量近50%,随着经济发展和电能需求增加,火电厂排放比重将继续增大,火电厂是SO2排放总量控制的重点行业。 3 SO2污染的控制途径 控制SO2的方法: 1) 燃烧前脱硫 2) 炉内脱硫 3) 烟气脱硫 3.1 燃烧前脱硫 燃烧前脱硫就是在煤燃烧前把煤中的硫分脱除掉,燃烧前脱硫技术主要有物理洗选煤法、化学洗选煤法、煤的气化和液化等。煤的燃烧前的脱硫技术尽管还存在着种种问题,但其优点是能同时除去灰分,减轻运输量,减轻锅炉的沾污和磨损,还可回收部分硫资源。 3.2 炉内脱硫 炉内脱硫是在燃烧过程中,向炉内加入固硫剂如CaCO3等,使煤中硫分转化成硫酸盐,随炉渣灰排除。典型的技术有LIMB炉内喷钙技术、LIFAC烟气脱硫工艺,其脱硫效率一般为40%~85%。 3.3 烟气脱硫 烟气脱硫技术(FGD)是当前应用最广、效率最高的脱硫技术,在今后一个相当长的时期内,将是控制SO2排放的主要方法。世界各国研究开发和商业应用的烟气脱硫技术估计超过200种。按脱硫剂和副产物的干湿形态,烟气脱硫又可分为湿法、半干法和干法工艺。湿法FGD工艺占主流,典型的有:石灰石(石灰)-石膏法、海水脱硫法、氧化镁法、氨法等;典型的干(半干)法烟气脱硫工艺的有:烟气循环流化床法、喷雾干燥法、电子束辐照法等。 目前,在国内应用最多的是石灰石-石膏法、海水脱硫法和烟气循环流化床法。 4 脱硫工程的发展: 1)早期,全部采用全套进口设备,造价高,达1000元/kW 2)主要采用引进国外技术和核心设备进行国内配套,国内脱硫公司承包 3)目前,系统设备国产化程度日益提高,脱硫成本大幅度下降 脱硫工程的建设的工期从过去22~24个月被严重压缩到12~16个月。严重影响到设计质量、设备质量、施工质量以及运行人员配置和脱硫维护质量,造成FGD不能正常连续运行。 二、常见的脱硫技术简介 1 炉内脱硫 1.1 炉内喷钙脱硫 炉内喷钙脱硫工艺是将石灰石磨制成30mm左右的微粒,在锅炉900℃的部位喷入,石灰石受热分解成氧化钙和二氧化碳,氧化钙与二氧化硫反应生成硫酸钙而达到脱硫的目的。 其炉内化学反应方程为: CaCO3 → CaO + CO2 CaO + SO2 + O2 → CaSO4 CaO + SO3 → CaSO4 CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O CaCO3受热分解为CaO的反应速度快,而硫化反应相对缓慢。 1.2 炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫工艺 分为两步: 锅炉炉膛内喷射石灰石粉 炉后烟道增设活化反应器 吸收剂 — 石灰石粉 副产物 — 亚硫酸钙/硫酸钙 炉内喷钙加尾部增湿活化工艺 —主要参数 吸收剂: 石灰石粉 副产物 : 亚硫酸钙/硫酸钙 脱硫效率 : 70%~80%左右 适用煤种 : 中低硫煤 吸收剂利用率 : 30%~45% 单塔应用的经济规模 :200MW以下 废水 : 无 国内应用:2×125MW 钱清、下关电厂 Ca/S=2时,脱硫率 75% 2 烟气脱硫 烟气脱硫(FGD,Flue Gas Desulfurization)技术是当前应用最广泛,效率最高的脱硫技术,是控制二氧化硫排放、防止大气污染、保护环境的一个重要手段。工业发达国家从70年代起相继颁布法令,强制火电厂安装烟气脱硫装置,促进了烟气脱硫技术的发展和完善。 目前国外火电厂烟气脱硫技术的主要发展趋势是:烟气脱硫高、装机容量大,技术水平先进,投资省,占地小,运行费用低,自动化程度高,可靠性好等。 目前经常采用以下脱硫工艺: 1) 喷雾干燥法脱硫工艺 2) 循环流化床干法 3) 海水脱硫 4) 氧化镁法 5) 石灰石/石灰-石膏法 6)其他(氨法、电子束法) 2.1 喷雾干燥法脱硫工艺 喷雾干燥工艺为半干法烟气脱硫工艺,以石灰浆为吸收剂,浆液雾化成细小液滴(<100μm)与热烟气接触,液滴蒸发干燥与SO2反应生成亚硫酸钙。 吸收剂 —— 石灰 副产物 —— 亚硫酸钙/硫酸钙 喷雾干燥法工艺流程图 喷雾干燥法化学反应机理 喷雾干燥法工艺-主要特点 -吸收剂: 高品位石灰 -副产物 : 亚硫酸钙/硫酸钙 -脱硫效率 : 85%左右-适用煤种 : 中低硫煤 -Ca/S : 1.2~1.4-单塔应用的经济规模 :450MW-废水 : 无 —黄岛电厂、白马 2.2 循环流化床烟气脱硫工艺原理 Ca(OH)2粉末与烟气中的SO2,HCl和HF等其他酸性气体发生反应,生成CaSO3·1/2H2O,CaSO4·2H2O,CaCl2和CaF2等物质,去除烟气中的酸性气体。 工艺原理 H2O + SO2 → H2SO3 Ca(OH)2+H2SO3 → CaSO3·1/2H2O+ 3/2H2O 部分CaSO3·1/2H2O在烟气中,被过量空气中的O2氧化成CaSO4·2H2O。 CaSO3·1/2H2O+3/2H2O+1/2O2→CaSO4·2H2O 循环流化床烟气脱硫工艺 核心技术 LCFB-FGD工艺以循环流化床原理为基础,使吸收剂在反应器内多次循环,大大提高了吸收剂的利用率。它不但具有干法脱硫工艺的许多优点,如流程简单、占地少、投资低等,而且脱硫效率能达到80%~90%
烟气脱硫技术.ppt
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