大气污染控制工程教案

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1、大气污染控制工程教案篇一：《大气污染控制工程》教案第八章第八章硫氧化物的污染控制第一节硫循环及硫排放（自学）第二节燃烧前燃料脱硫一、煤炭的固态加工按国外用于发电、冶金、动力的煤质标准，原煤必须经过分选，以除去煤中的矿物质。目前世界各国广泛采用的选煤工艺仍然是重力分选法。分选后原煤含硫量降低40~90%。硫的净化效率取决于煤中黄铁矿的硫颗粒大小及无机硫含量。正在研究的新脱硫方法有浮选法、氧化脱硫法、化学浸出法、化学破碎法、细菌脱硫、微波脱硫、磁力脱硫及溶剂精炼等多种方法，但至今在工业上实际应用的方法为数很少。煤型固硫是另一条控制二氧化硫

2、污染的经济有效途径。选用不同煤种，以无粘结剂法或以沥青等为粘结剂，用廉价的钙系固硫剂，经干馏成型或直接压制成型，制得多种煤型。二、煤炭的转化1.煤的气化煤的气化是指以煤炭为原料，采用空气、氧气、二氧化碳和水蒸气为气化剂，在气化炉内进行煤的气化反应，可以生产出不同组分、不同热值的煤气。煤气化技术总的方向是，气化压力由常压向中高压发展；气化温度向高温发展；气化原料向多样化发展，固态排渣向液态排渣发展。随着煤气化技术的发展，目前已形成了不同的汽化方法。按煤在气化炉中的流体力学行为，可分为移动床、流化床、气流床三种方法，均已工业化或已建示范装

3、置。2.煤的液化煤炭液化是把固体的煤炭通过化学加工过程，使其转化为液体产品（液态烃类燃料，如汽油、柴油等产品或化工原料）的技术。根据不同的加工路线，煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类。直接液化是对煤进行高温高压加氢直接得到液体产品的技术，间接液化是先把煤气化转化为合成气，然后再在催化剂作用下合成液体燃料和其他化工产品的技术。煤炭通过液化将其中的硫等有害元素以及矿物质脱除，产品为洁净燃料。直接液化比较著名的工艺有：溶剂精炼煤法、供氢溶剂法、氢煤法、德国新工艺、英国的溶剂萃取法和日本的溶剂分解法等。间接液化的典型工艺是弗—托合成法，又

4、称一氧化碳加氢法。其主要反应是合成烷烃的反应以及少量合成烯烃的反应。三、重油脱硫重油脱硫的困难在于要彻底加工燃料，破坏原来的组织，并产生新的产物：固态、液态和气态物质。目前，重油脱硫的常用方法是在钼、钴和镊等金属氧化物催化剂作用下，通过高压加氢反应，切断碳与硫的化合健，以氢置换出碳，同时氢与硫作用形成硫化氢，从重油中分离出来，用吸收法除去。直接脱硫是选用抗中毒性能好的催化剂，将重油直接引入装有催化剂的反应塔加氢脱硫，同时采取适当的防护措施，如有的工艺在反应塔前加防护塔，填充其他廉价的催化剂，尽可能除去不纯物和金属成分。间接脱硫过程是先

5、把重油减压蒸馏，分成馏出油和残油。第三节硫化床燃烧脱硫一、流化床燃烧技术煤的硫化床燃烧是继层然燃烧和悬浮燃烧之后，发展起来的一种较新的燃烧方式。流化燃烧的床层温度一般控制在850~950℃之间。床层温度过低时，煤中析出的某些挥发分和燃烧中产生的一氧化碳来不及燃尽就从床层溢出，从而降低燃烧效率。按流态的不同，习惯上把流化床锅炉分为鼓泡流化床锅炉和循环流化床锅炉两类。根据运行压力不同，流化床锅炉又可分为常压流化床锅炉和增压流化床锅炉。二、流化床燃烧脱硫的化学过程在流化床锅炉中，固硫剂可与煤粒混合一起加入锅炉，也可单独加入锅炉。流化床燃烧方

6、式为炉内脱硫提供了理想的环境。其原因是床内流化使脱硫剂和二氧化硫能充分混合接触；燃烧温度适宜，不易使脱硫剂烧结而损失化学反应表面；脱硫剂在炉内的停留时间长，利用率高。广泛采用的脱硫及主要有：石灰石和白云石，它们大量存在于自然界。三、流化床燃烧脱硫的主要影响因素1.钙硫比钙硫比（脱硫剂所含钙与煤中硫之摩尔比）是表示脱硫剂用量的一个指标。从脱除二氧化硫的角度考虑，所有性能参数中，钙硫比的影响最大。在一定条件下，它是调节二氧化硫脱除效率的唯一因素。2.煅烧温度最佳的脱硫温度范围，约在800~850℃。出现这种现象的原因与脱硫剂的孔隙结构变化

7、有关。温度较低时，脱硫剂煅烧产生的孔隙量少，孔径小，反应几乎完全被限制在颗粒外表面。随着温度增加，煅烧反应速率增大，伴随着二氧化碳气体的大量释放，孔隙迅速扩展膨胀。3.脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构由于脱硫剂颗粒形状、孔径分布不一，又存在床内颗粒磨损、爆裂和扬析等影响，脱硫率与颗粒尺寸的关系十分复杂。4.脱硫剂种类目前普遍采用天然石灰石和白云石做脱硫剂，他们的含钙量大，煅烧分解温度、孔隙尺寸分布、爆裂和磨损等特性互不相同。与石灰石相比，白云石的孔径分布和低温煅烧性能好，即使在增压运行条件下，部分煅烧也能顺利进行。但运行压力低时，更易于爆裂

8、成细粉末，在吸收更多的硫之前遭到扬析。四、脱硫剂的再生脱硫剂在省油以及再生法和二级再生法。一级再生法易于实现再生回收，因而目前正在开展多方面的研究。第四节高浓度二氧化硫尾气的回收与净化（自学）第五节低浓度二氧化硫烟气脱硫