概述二氧化硫控制技术.ppt

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1、,概述二氧化硫控制技术,张 彩 霞,目 录,第一节 控制二氧化硫的技术分类,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,第三节 清洁燃烧脱硫技术,第四节 燃烧后烟气脱硫技术,第一节 控制二氧化硫的技术分类,第一节 控制二氧化硫的技术分类 我国SO2排放量90%来自煤炭消耗，因此控制大气污染最紧迫的任务就是燃煤SO2的控制。从20世纪60年代开始，世界各国开发的控制SO2的技术不下200多种，但能商业应用的不到10%。目前，控制SO2污染的技术可分为三类，即燃烧前控制技术，燃烧中控制技术和燃烧后控制技术。,第一节 控制二氧化硫的技术分类,燃烧前控制技术也称首端控制技术，是控制污染的先决一步。对于煤炭中硫的燃烧前

2、控制技术包括物理的、化学的、生物的方法，以及多种技术联合使用的综合工艺、煤炭转化脱硫等。,一,燃烧前控制技术,第一节 控制二氧化硫的技术分类,物理脱硫方法有跳汰、重介质、空气重介质、风选、斜槽和摇床等多种重选、电选、磁选、浮选、油团聚分选等分离方法。化学脱硫方法有碱法脱硫、热解与氢化脱硫、氧化法脱硫等方法，具体而言主要有热碱液浸出法、硫酸铁溶液浸出法、液相氧化法、催化氧化法、PETC法、Ames法、KVB法、氯解法、熔碱法、溶解抽提法等。,第一节 控制二氧化硫的技术分类,煤炭转化脱硫技术指的是煤炭气化和煤炭液化技术，将煤气化和液化后进行脱硫。常温煤气脱硫方法有干法脱硫和湿法脱硫两类。湿法脱硫分

3、为物理吸收法、化学吸收法和氧化法。热煤气脱硫技术包括炉内热煤气脱硫、炉外热煤气脱硫、膜分离技术脱硫和电化学脱硫等多种方法。煤的脱硫技术还包括超临界流体萃取、加氢热解、微波法、电化学法、超声波法、干式静电法、干式磁选和温和化学脱硫工艺等其他方法。,第一节 控制二氧化硫的技术分类,燃烧中控制技术主要指清洁燃烧技术，旨在减少燃烧过程污染物排放，提高燃料利用效率的加工、燃烧、转化和排放污染控制的所有技术的总称。燃烧控制技术主要指的是型煤固硫技术、循环流化床燃烧技术和水煤浆燃烧技术等方法。,二,燃烧中控制技术,第一节 控制二氧化硫的技术分类,燃烧后控制技术指的是烟气脱硫技术（FGD）。经过长期的研究、开

4、发和应用，烟气脱硫工艺流程多达180种，然而具有工业应用价值的不过十余种。烟气脱硫技术分类方法很多，按照操作特点分为干法、湿法和半干法；按照生成物的处置方式分为回收法和抛弃法；按照脱硫剂是否循环使用分为再生法和非再生法。,三,燃烧后控制技术,第一节 控制二氧化硫的技术分类,根据净化原理分为两大类：1.吸收吸附法，用液体或固体物料优先吸收或吸附废气中的SO2；2.氧化还原法，将废气的SO2氧化成SO3，在转化为硫酸或还原为硫，再将硫冷凝分离。前者应用较多，后者还存在一定的技术问题，应用较少。,第一节 控制二氧化硫的技术分类,按当前脱硫工艺的商业应用状况及业绩，FGD工艺也可分为五种类型。1.湿式

5、石灰石/石灰-石膏法 该法采用石灰石或石灰浆为吸收剂，脱硫副产物为石膏。2.湿式洗涤抛弃法 包括石灰石飞灰烟气洗涤法、氧化镁法、双碱法和海水洗涤等。双碱法以钠碱或氨碱作为吸收剂，吸收烟气中SO2生成NaHSO3或NH4HSO3,排出液用CaCO3或CaO进行处理，生成难溶的CaSO31/2H2O排放。海水法以海水作为吸收溶液，废水经恢复处理后再排入海洋。,第一节 控制二氧化硫的技术分类,3.喷雾干燥法 按雾化方式的不同，分为旋转雾化工艺 和双流体雾化工艺。吸收剂为石灰浆液，脱硫产物为CaSO3、CaSO4、Ca（OH）2和飞灰的混合物。4.吸收剂喷射法 包括直接喷钙、炉内喷钙加烟气增湿活化、管

6、道喷射脱硫剂和烟气循环流化床工艺等。,第一节 控制二氧化硫的技术分类,5.可回收再生工艺 吸收了SO2的吸收剂经热处理或化学处理后可重复利用，并制取高纯SO2或元素硫。此类工艺中包括亚钠循环法、氧化镁法、活性炭法等。亚钠循环法又称W-L法，用Na2SO3作为吸收剂，与SO2反应生成NaHSO3，经蒸发、结晶产生浓硫酸或元素硫，Na2SO4被再生，重复使用。氧化镁法以水化MgO为洗涤剂，生成MgSO3和MgSO4，经过脱水干燥后，在8090oC下煅烧，产生10%16%的SO2，而MgO获得再生。活性炭法的反应器有固定床和移动床或流化床，活性炭吸附烟气中的SO2，并催化氧化生成SO3，然后经水洗再

7、生或经热再生将吸附的SO3释放出来，进一步加工成硫酸或元素硫。,第一节 控制二氧化硫的技术分类,而在工程实践中通常采用直观、实用的方法分类，常以脱硫剂命名工艺流程，主要分为钙法、氨法、镁法、钠法、水法和其他方法。目前应用最多的是钙法中的湿式石灰法，在某些特殊条件下，才采用其余几种方法。,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,燃烧前脱硫是指通过各种方法对煤进行净化，去除原煤中的部分硫分，并按用户对煤质的要求，实行供应。燃烧前除灰脱硫是煤炭工业的一个重要组成部分，是脱除无机硫最经济、最有效的技术途径，是源头治理技术。原煤经过分选处理既可以脱硫除灰，提高煤质量，又可减少燃烧煤污染和无效运输，提高热能利用效率。

8、,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,煤的组成 煤通常是由有机组分和无机组分两个部分组成，其中的矿物质是除水分以外的所有无机质的总称，包括Si、Al、Fe、Ca、Na、K、S、P等60余种元素，他们常以硅酸盐、硫化物、氧化物、碳酸盐类和硫酸盐类等化合物的形式存在于煤中。,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,煤中硫的赋存形式 硫是煤种的有害物质，煤中硫可分为无机硫和有机硫两大部分。无论是有机硫还是无机硫，在煤的燃烧过程中都将发生转化。煤被加热到500oC左右时，有机硫从无机硫分子中分解出来，在氧化气氛中生成SO2，在还原气氛中生成H2S,当进入氧化气氛后也被氧化成SO2。,第二节 煤

9、燃烧前的脱硫技术,煤的物理脱硫技术主要是指重力选煤，即跳汰选煤、重介质选煤、空气重介质流化床干法选煤、风力选煤、斜槽和摇床选煤等，同时还包括浮选、电磁选煤等。工业上采用物理方法能脱除的主要是硫铁矿硫。目前，我国采用较多的煤炭脱硫方法是物理选别，几种选别处理所占的比例依次为跳汰59%、重介质23%、浮选14%、其他4%。,煤的物理脱硫技术,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,重力分选是根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质中利用重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离，从而得到不同密度产品的分选过程。重力分选是在活动或流动的介质中按颗粒的密度或粒度进行颗粒混合物的分选过程

10、。,一,重分选技术,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,各种重分选过程具有的共同工艺条件是：1、颗粒间必须存在密度差异；2、分选过程都是在运动介质中进行的；3、在重力、介质动力及机械力的综合作用下，使颗粒群松散并按密度分层；4、分好层的物料在运动介质流的推动下互相迁移，彼此分离，并获得不同密度的最终产品。物料的重力分选方法很多，根据采用的设备以及介质不同分为跳汰分选、重介质分选、摇床分选、螺旋分选和风力分选等方法。,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,1.挑汰分选 挑汰分选是在垂直脉冲介质中颗粒群反复交替地膨胀收缩，按密度分选固体废物的一种方法。挑汰分选的一个脉冲循环中包括两个过程：床面先是浮起，然后被压紧。

11、在浮起状态，轻颗粒加速较快，运动到床面物上面；在压紧状态重颗粒比轻颗粒加速快，钻入床面物的下层中，脉冲作用使物料分层。物料分层以后，密度大的重颗粒群集中于底层，小而重的颗粒会透筛成为筛下重产物，密度小的轻物料群进入上层，被水平水流带到机外成为轻产物。挑汰分选主要用于粗颗粒精选，可减少物料的过粉碎，且单位面积生产能力大。跳汰机也用于精选作业，主要视原煤中硫铁矿解离程度而定，其处理粒度范围以200.2mm为宜。,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,2.水介质旋流器分选 该设备以水作介质，利用离心力按密度进行分选，主要用于处理易选末煤和粗煤泥及脱除煤中的黄铁矿。其优点是结构简单，占地面积小，生产能力大，分选

12、效果较好；缺点是设备易磨损，生产指标波动，功耗大。河南观音堂选煤厂采用500mm水介质旋流器，用于130.5mm粒级原煤分选，脱硫效果相当好。,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,3.摇床分选 摇床分选是使固体颗粒群在倾斜床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的综合作用下按密度差异在床面上呈扇形分布而进行分选的一种方法。摇床是脱硫工艺的重要设备之一，富矿比高，可达1000倍以上，常用它获得最终精矿，同时又可分出最终尾矿，适宜于3mm以下粒度的分选。不足之处是单位面积处理能力低，因而摇床通常用于处理跳汰机、螺旋选矿机或溜槽分选后的粗精矿。,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,摇床脱硫分选的特点：1、床面的强烈摇动使

13、松散分层和迁移分离得到加强，分选过程中析离分层占主导，其按密度分选更加完善；2、摇床分选属斜面薄层水分选，等降颗粒按移动速度不同而达到按密度分选；3、不同性质颗粒的分选，主要取决于他们的合速度偏离摇动方向角度。,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,4.螺旋选矿机分选 螺旋选矿机的断面近似于圆形螺旋状，当矿浆沿槽子向下流动时，利用矿粒所受的重力、摩擦力、离心力和洗涤水的作用面使轻重矿物分离。5.风力分选 风力分选又称气流分选，是以空气为分选介质，将物料从较重物料中分离出来的一种方法。分选实质上包含两个分离过程：分离出具有低密度、空气阻力大的轻质部分和具有高密度、空气阻力小的重质部分；进一步将轻颗粒从气流

14、中分离处理。,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,11、煤的浮选原理 煤的浮选也只能脱除煤中的部分无机硫，对有机硫无能为力。浮选是依据硫铁矿与煤的表面润湿性的差异，发生在气-液-固三相界面的分选过程。利用矿物表面的润湿性和它的可浮性的关系，根据亲水性矿物难浮，疏水性矿物易浮的原理设计泡沫浮选脱硫工艺。煤本身是一种天然疏水性的可浮性的矿物。,二,浮选脱硫,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,2.浮选工艺 浮选工艺过程主要包括调浆、调药、调泡三个程序。调浆即调节浮选前料浆浓度。一般浮选密度较大、粒度较粗的粉煤颗粒，往往用较浓的 浆液；反之浮选密度较小的粉煤颗粒，可用较稀的料浆。调整浮选过程药剂的过程称为调药，包括

15、提高药效、合理添加、混合用药、料浆中药剂浓度调节与控制等。调节浮选气泡的过程为调泡。,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,3、影响浮选脱硫的主要因素 黄铁矿在煤中呈细粒分散嵌布，且可浮性又和煤相似，选煤用的捕收剂也能捕收黄铁矿，因此，通常煤的浮选脱硫比较困难。（1）入料粒度 入料粒度是泡沫浮选非常重要的参数，为保证不同粒度的煤中硫铁矿能单体解离，从浮选效率和经济上考虑，必须破碎到嵌布粒度以下的适宜粒度。,才,（2）浮选浓度 目前我国工业浮选实践中，浮选浓度一般为10%15%，最高可达20%，低限为4%。对煤-黄铁矿正反浮选脱硫过程，第一段浮选采用高浓度，以尽量提高精煤产率；第二段浮选采用低浓度，可保证

16、脱硫过程的选择性。（3）pH值（4）煤质 如果煤受到过度氧化，即使可浮性很好的煤也难以浮选。（5）浮选设备（6）浮选剂,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,油团聚法是采用与不互溶的油，通过选择性润湿和团聚从悬浮液中分选固体颗粒。通常煤颗粒本身是疏水的，在高剪切力下不断搅拌的水煤浆中，添加非极性油使其润湿疏水性煤粒，覆盖油的煤粒很容易互相粘附并形成球团，而亲水性的矿物颗粒则不受影响仍悬浮在水中，最后可物理方法将球团处于分散状态的亲水性颗粒分开。油团聚分选脱硫最重要的影响因素有非极性油的种类和数量、煤浆的搅拌速度和时间以及矿物杂质的表面性质。煤浆浓度、颗粒大小、煤种和灰分影响较小 油团聚法成功地用于从高硫

17、煤中除去黄铁矿。,三,油团聚分选脱硫,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,磁选是利用固体废物中各种物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选的一种处理方法。所有经过分选装置的颗粒，都受到磁场力、重力、流体阻力、摩擦力、静电力和惯性力等机械力的作用。若磁性颗粒受力满足以下条件，f磁f机，则该颗粒就会沿磁场强度增加的方向移动直到被吸附在滚筒或带式收集器上随着传输带运动而被排除。高梯度磁选分离脱硫技术是一种物理选煤新技术。以前弱磁场磁选机要求煤中矿物质具有较高的磁性，需要通过煤的预处理使矿物磁性增强。与浮选法相比，其精煤回收率较高。,四,磁选脱硫,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,电选是利用煤中的各种组分在高压电场中电

18、性的差异或者说是煤和矿物质介电性质的不同而实现分选的一种方法。电选包括下面两个基本过程：入料矿粒带电过程和矿粒在高压电场中的分离过程。入料颗粒可通过三种方式带电：颗粒与摩擦材质间或相互间的碰撞摩擦带电；离子轰击带电；传导感应带电。根据带电方式的不同，电选机可分为三大类：摩擦静电分选机、“静电”分选机和“动电”分选机。,五,电选脱硫,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,化学脱硫法的特点是几乎可以脱除全部硫铁矿和25%70%的有机硫，同时煤的结构和热值不会发生显著变化，煤的回收率在85%以上，所以化学脱硫法对于将有机硫含量高而黄铁矿呈大量细粒嵌布状态的煤加工成洁净燃料具有重要价值。化学脱硫工艺很多，包括碱

19、法脱硫、气体脱硫、热解与氢化脱硫、氧化法脱硫等工艺。,煤的化学脱硫技术,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,（一）热碱液浸出法 热碱液浸出法（BHC）又称水热法，利用热碱溶液在高压下浸出煤中的黄铁矿和有机硫化合物，总硫脱出率可达50%84%。含4%10%NaOH和约2%Ca(OH)2的混合水溶液是最好的化学脱硫浸出剂，它不仅可以转化无机硫和有机硫，还能使部分矿物质溶解。其操作条件为：反应温度225237oC，压力2.4117.2MPa。整个流程包括煤准备、热液处理。固液分离、燃料干燥和浸出剂再生五个部分。,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,（二）硫酸铁溶液浸出法硫酸铁溶液浸出法采用硫酸铁溶液从粉煤中浸出黄铁

20、矿硫。反应条件为：90130oC，压力9.88kPa，浸出时间46h。总的化学反应是黄铁矿氧化生成单质硫和硫酸铁。（三）液相氧化法液相氧化法（LOL法）是煤在水溶液中利用氧气或空气在升温和加压条件下进行氧化脱硫。,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,（四）催化氧化法 催化氧化法采用酸性溶液和氧气，反应条件为压力约2MPa，温度120oC,时间1h。加入络合铁离子的草酸或草酸盐为催化剂。该法可脱除全部的黄铁矿硫、94%的铁和50%的矿物质。（五）PETC法 PETC法用纯氧作为氧化剂，反应温度（180200oC）和压力（3.46.8MPa）较高。在剧烈的反映下，浸出大大加快，在不到1h的时间内，几乎全部

21、黄铁矿和40%的有机硫都转化为硫酸,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,（六）Ames法 Ames法是利用碱性溶液和温度150oC、氧气在1.4MPa条件下处理煤，在1h内可去除95%的黄铁矿硫。（七）KVB法KVB脱硫法是在常压下选择性氧化煤中的含硫组分，并以水洗或碱液处理后再水洗除去煤中的硫。该法使用的强氧化剂是NO2。,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,（八）氯解法 氯解法由美国加州理工学院简称喷气燃料实验室开发，简称JPL法，包含氯化、水解和脱氯。（九）熔碱法（十）溶剂抽提法,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,（一）生物脱硫机理 煤的生物脱硫法是在温和的条件下，利用生物氧化-还原反应使煤中硫得以脱除的一种

22、低能耗的脱硫方法。1.无机硫脱硫机理 煤中无机硫大多以黄铁矿硫的形态存在，以微生物对煤中黄铁矿硫的氧化过程表征无机硫的脱除机理。在有水和氧存在的条件下，黄铁矿可被氧化为SO42-和Fe3+，但是反应很缓慢，当有脱硫嗜酸菌微生物存在时，能通过生物氧化还原作用，大大加快黄铁矿养化成可溶性的硫酸和硫酸铁的过程，从而去除黄铁矿，其中可能包括两种途径，一是黄铁矿直接被微生物氧化为SO42-和Fe3+。,煤的生物脱硫技术,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,2.有机硫的脱除机理 有机硫的脱除可以认为是通过细菌作用将碳酸键切断而达到目的。,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,（二）微生物脱硫技术煤的微生物脱硫常用浸出法处理

23、。现阶段使用的方法有渗滤堆浸法、空气搅拌浸出法和表面氧化辅助物理分选法。渗滤堆浸将含有微生物的水喷淋到堆积的煤上，水在浸透粒间隙的同时将硫浸出。该法不需要专门的设备和复杂的操作程序，但浸出处理时间较长，适合在长期贮存煤堆场进行。空气搅拌浸出法利用压缩空气将反应槽中的煤和含有微生物的浸出液一面搅拌混合，一面迅速为微生物供给CO2和02。表面氧化辅助物理分选法则通过微生物的作用改变黄铁矿颗粒表面性质，进而利用浮选或油团聚从煤中脱除黄铁矿，这是一种强化物理脱硫的措施，仅适用于无机硫的去除。,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,（四）生物脱硫的影响因素 煤的粒度和黄铁矿颗粒分布、温度、pH值、气体CO2和02

24、、营养素、毒素及金属对生物体繁殖的影响、其他影响因素。,第二节 煤燃烧前的脱硫技术,煤的脱硫净制技术，除了上述的物理法、化学法和生物法以外，还有不少其他方法，主要是物理化学法，包括超临界萃取、加氢热解、高能辐照法、电化学法、干式静电法、干式磁选和温和化学脱硫工艺等。,煤的其他脱硫技术,第三节 清洁燃烧脱硫技术,第三节 清洁燃烧脱硫技术 在煤燃烧中加入石灰石或白云石粉作脱硫剂，CaCO3、MgCO3受热分解生成CaO、MgO，与烟气中SO2反应生成硫酸盐，随灰分排出，从而达到脱硫目的。在我国，采用煤燃烧过程脱硫的技术主要有以下几种：一是型煤固硫技术；二是循环流化床燃烧脱硫技术；三是水煤浆燃烧技术

25、。,第三节 清洁燃烧脱硫技术,（一）工业型煤固硫的工作原理及特点 将不同的原料经筛分后按一定的比例配煤、粉碎后同经过预处理的粘结剂和固硫剂混合，经机械设备挤压成型及干燥，即可得到具有一定强度和形状的成品工业固硫型煤。工业固硫型煤的特点：反应活性高、燃烧性能比原煤好、型煤固灰及固硫能力比原煤好、综合利用。,一,型煤固硫技术,第三节 清洁燃烧脱硫技术,（二）型煤种类与组成 型煤是以粉煤为主要原料，按具体用途所要求的配比、机械强度和形状大小经机械加工压制成的煤制品。型煤按用途分为民用型煤和工业型煤两大类。蜂窝煤是民用型煤的主要品种。工业燃料型煤又按主用煤种分为无烟煤、烟煤和褐煤三中工业型煤，或按成型

26、工业特征分为胶黏剂型煤和非胶黏剂型煤。,第三节 清洁燃烧脱硫技术,（三）工业型煤性能指标 工业燃料型煤性能指标可分为机械特征、贮存特性和燃烧特性三类。机械特性常用抗压强度、落下强度和转鼓强度三个指标来衡量，其性能的好坏主要取决于成型参数和胶黏剂。贮存特性主要反映型煤的防潮和耐水性能，分别用吸潮和浸水后的抗压强度或其下降率来表示，主要影响因数是胶黏剂和防水剂。燃烧特性可用燃烧反应活性来表示，对固硫型煤还应增加一个类似的固硫反应活性或固硫指标。,第三节 清洁燃烧脱硫技术,流化床燃烧技术起源于固体流态化技术。流化床燃烧系指小颗粒煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下、高速气流与所携带的处于稠密悬浮态的煤料颗

27、粒充分接触进行燃烧。它介于固定床和气流床之间，包括鼓泡流化床和循环流化床两种燃烧方式。,二,循环流化床燃烧脱硫工艺,第三节 清洁燃烧脱硫技术,流化床燃烧的主要特点是当新的煤粒进入炙热床层时，水分迅速蒸发，挥发分和碳的燃烧几乎同时进行，因而大大缩短了预热着火的时间，强化了燃烧过程。由于颗粒的循环扰动，传热和传质都很好，燃烧完全、效率高，炉膛断面温度分布均匀。流化床燃烧属于较低温度燃烧，碱金属类很少升华，因而避免了受热面的高温腐蚀，同时NOX生成量减少。如果向流化床内添加适量的脱硫剂，使烟气在排出炉膛之前进行脱硫，将大大减少SO2的排放。实践证明，它是一种高效的清洁燃烧方式。,第三节 清洁燃烧脱硫

28、技术,（一）流化床燃烧脱硫的基本原理 流化床燃烧脱硫方式是在床层内加入石灰石（CaCO3）或白云石(CaCO3.MgCO3)。石灰石在800850oC左右热解生成CaO和CO2，然后CaO和SO2反应生成CaSO4,达到脱硫达到脱硫的目的。,第三节 清洁燃烧脱硫技术,循环流化床燃烧是介于普通流化床和煤粉喷射之间的燃烧方式，兼有两者的优点。归纳起来有如下特点：1、对燃料的适应性特别强；2、燃烧效率高；3、燃烧强度高；4、脱硫性能好；5、NOx成长量低；6、负荷调节性能优越；7、易实现大型化；8、不存在管理磨损；9、灰渣便于综合利用。,第三节 清洁燃烧脱硫技术,（二）影响因数 影响循环流化床脱硫率

29、的因数很多，主要因数是床层温度、钙硫比和石灰石的粒度，此外还有床层高度、流化速度、石灰石性能、机械强度、含水量以及煤种、烟气含氧量等。,第三节 清洁燃烧脱硫技术,水煤浆技术是将洗选后的精煤进一步加工研磨成微细煤粉，按煤与水的质量比约7:3的比例和适量的化学添加剂配置而成的一种煤水混合物。这种煤水混合物又称水煤浆或煤水燃料。,三,水煤浆技术,第三节 清洁燃烧脱硫技术,（一）水煤浆制备 依据原料煤性质、添加剂特性、制浆设备性能和对水煤质量要求确定制浆工艺，水煤浆制备的关键技术在于煤种选择、级配控制和添加剂。原料煤性质是确定制浆工业的基础，煤种不同，制浆的难易程度有相当大的差异。级配控制就是控制粒度

30、分布，不但要求达到规定的细度，还要求具有良好的粒度分布，有利于减少内在水分，提高制浆浓度。添加剂在制浆工艺中也非常重要。若要制出好的煤浆，不仅与所用添加剂的类型、数量有关，还与添加剂的添加方式和投加部位有关。,第三节 清洁燃烧脱硫技术,水煤浆制备工艺分干式和湿式两种。干式工艺已被淘汰，现在工业上主要采用湿式工艺。通常按制浆的浓度分为中浓度制浆工艺和高浓度制浆工艺。1、中浓度制浆 所谓中浓度是指煤的质量分数为40%左右。在该浓度下进行磨煤，然后分级、过滤、脱水、调制成浆、磨机在中浓度下工作，粒度易控制，能耗减少，但过滤环节能耗增加。,第三节 清洁燃烧脱硫技术,2、高浓度制浆 磨煤的浓度较高，一般

31、质量分数大于62%。磨机产出的粒度，就是最终水煤浆产品的粒度。物料在磨矿过程中，要求有较好的级配，否则煤浆在磨机中流动性差，会导致磨机无法工作。通过控制给料粒度分布和调整磨机的工况来满足产品的粒度要求。由于磨机在高浓度下工作，必须加入分散剂，以降低被研磨物料的粒度，提高磨碎效率。,第三节 清洁燃烧脱硫技术,（二）水煤浆燃用 水煤浆可以代油，可以与油切换使用，可助燃烧，由于工业锅炉、电站锅炉和各种工业窑炉，燃烧状态稳定，还可用作煤粉锅炉的点火燃料，若制备成超细粒、超低灰的水煤浆还可以直接用于内燃机和燃气机联合循环。水煤浆还能用于各类炉型且水煤浆燃烧温度一般要比煤粉的温度要低100120oC，有利

32、于降低NOX的生成量。,第四节 燃烧后烟气脱硫技术,第四节 燃烧后烟气脱硫技术 燃煤后烟气脱硫（FGD）是SO2减排技术中研究的最多、进展也较快的技术，也是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫技术。按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫分为湿法、半干法和干法三类工艺。,第四节 燃烧后烟气脱硫技术,湿法烟气脱硫技术是目前脱硫的主要技术。已商业化或完成中试的湿法烟气脱硫工艺包括石灰石（石灰）-石膏法、简易石灰石（石灰）-石膏法、间接石灰石（石灰）-石膏法、海水脱硫、磷铵复合肥法、钠碱法、氨吸收法、氧化镁法等。,一,湿法烟气脱硫技术,第四节 燃烧后烟气脱硫技术,石灰石-石膏法以石灰石或石灰

33、浆液与烟气中的SO2反应，脱硫产物石膏可直接抛弃，也可综合利用，是目前世界上使用最广的脱硫技术。目前的FGD系统大都采用了大处理量吸收塔，300MW机组的烟气可用一个塔处理，从而节约了投资和运行费用。FGD系统的运行可靠性达99%以上，脱硫率高达95%。,第四节 燃烧后烟气脱硫技术,钠碱法主要包括亚钠循环吸收法和亚硫酸钠法两种。亚钠循环吸收法是用Na2SO3吸收SO2生成NaHSO3,吸收液加热分解出高浓度SO2和Na2SO3。亚硫酸钠法则是用Na2CO3吸收SO2，并将Na2SO3制成副产品。氨吸收法的典型工业是氨-酸法，它实质上是用（NH4）2SO3吸收SO2生成NH4HSO3，循环槽中用

34、补充的氨使NH4HSO3再生为（NH4）2SO3，循环脱硫；部分吸收液用硫酸分解得到高浓度SO2和硫胺化肥。,第四节 燃烧后烟气脱硫技术,磷铵复合肥法是利用天然磷矿石和氨为原料，在烟气脱硫过程中副产磷铵复合肥料。海水烟气脱硫是利用海水的天然碱度来脱除烟气中的SO2。该工艺是用海水吸收烟气中的SO2，再生空气强制氧化为无害的硫酸盐而溶于海水中，而硫酸盐是海水的天然成分。该技术不产生废弃物，具有技术成熟、工艺简单、系统运行可靠、脱硫率高和投资运行费用低等特点。,第四节 燃烧后烟气脱硫技术,氧化镁法是用氧化镁的浆液吸收烟气中的SO2，得到结晶水的亚硫酸镁和硫酸镁的固体吸收产物。经脱水、干燥和燃烧还原

35、后，再生出氧化镁，循环脱硫，同时副产高浓度SO2气体。,第四节 燃烧后烟气脱硫技术,半干法是利用烟气显热蒸发石灰浆液中的水分，同时在干燥过程中，石灰与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙等，并使最终产物为干粉状。若将带式除尘器配合使用，能提高10%15%的脱硫率。脱硫废渣一般抛弃处理，德国将此渣成功用于建材生产，使得该法前景更加乐观。,二,半干法烟气脱硫技术,第四节 燃烧后烟气脱硫技术,半干法中应用最广的是旋转喷雾干燥法，它是美国JOY公司和丹麦NIRO公司联合开发的新工艺。子1978年在北美安装了第一套工业装置以来，发展迅速，已有十多个国家采用，其世界脱硫市场占有率已超过10%，大多用于中低硫煤的

36、中小容量机组上。烟气循环流化床脱硫技术是20世界80年代德国鲁奇公司开发的一种新的脱硫工艺，它以循环流化床原理为技术，通过吸收剂的多次再循环，延长了吸收剂与烟气的接触时间，大大提高了吸收剂的利用率和脱硫率，能在较低的钙硫比下，达到接近或相当于湿法工艺的脱硫率水平。,第四节 燃烧后烟气脱硫技术,增湿灰循环脱硫技术（NID）是ABB公司开发的新技术，它借鉴了喷雾干燥法的原理，又克服了此种工艺使用制浆系统和喷雾而产生的种种弊端，使开发出的NID技术既有干法的简单、廉价等优点，又有湿法的高效率。该技术是将消石灰粉与除尘器收集的循环灰在混合增湿器内混合，并加水增湿至5%的含水量，然后导入烟气反应器内进行

37、脱硫反应。含5%水分的循环灰有较好的流动性，省去了复杂的制浆系统，克服了喷雾过程的粘壁问题。,第四节 燃烧后烟气脱硫技术,干法烟气脱硫是反应在无液相介入的完全干燥的状态下进行的，反应产物也为干粉状，不存在腐蚀、结露等问题。干法主要有炉膛干粉喷射脱硫法、高能电子活化氧化法、荷电干粉喷射脱硫法等。,三,干法烟气脱硫技术,第四节 燃烧后烟气脱硫技术,炉膛干粉喷射脱硫法是把钙基吸收剂如石灰石、白云石等喷射到炉膛燃烧室上部温度低于1200oC的区域，随后石灰石瞬时煅烧成CaO，新生成的CaO和SO2进行硫酸盐反应生成CaSO4，并随飞灰在除尘器中收集。高能活化氧化法主要利用高能电子使烟气中的SO2、NO

38、X、H2O、O2等分子被激活、电离甚至裂解，产生大量离子和自由基等活性物质。由于自由基的强氧化性使SO2、NO被氧化，在注入氨的情况下，生成硫酸氨和硝酸铵化肥。根据高能电子的来源，可分为电子束照射法和脉冲电晕等离子体法。,第四节 燃烧后烟气脱硫技术,荷电干粉喷射脱硫法是美国ALANCO环境公司开发的专利技术，其核心是吸收剂石灰干粉以高速通过高压静电电晕充电区，使干粉荷上相同的负电荷后被喷射到烟气流中。荷电干粉同性相斥，不会聚结，在烟气中形成了均匀的悬浊状态，粒子表面充分暴露，增加了与SO2的反应机会，同时荷电粒子增强了活性，缩短了反应所需停留时间，提高了脱硫率，在钙硫比为1.5时，效率达到60%70%。另外，活性炭或粉煤灰吸附法、流化床氧化铜法等在欧洲、美国、日本等地区和国家都有工业装置应用。,谢 谢！,