工业炉窑新技术(五)

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1、第7章工业炉窑烟气净化新工艺新技术有毒有害气体工业炉烟气中的有害气体主要有二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、氟化氢(HF)和光化学烟雾。二氧化硫(SO2):主要来自于含硫燃料的燃烧氮氧化物(NOx)：(ThermalNO)/(FuelNO)一氧化碳(CO)：主要来源于燃料的不完全燃烧和输气管道的泄露光化学烟雾：碳氢化合物在阳光作用下与氮氧化合物相互作用而形成的烟雾氟化氢：含氟矿石冶炼或者加热中产生的烟气中二氧化硫的控制二氧化硫的生成机理煤中所含的硫分是燃煤过程中生成气相二氧化硫的主要来源。根据含硫量高低可将分出低硫

2、煤(<1%)、中硫煤(1.5%-2.0%)和高硫煤(>3.0%)。煤中的硫分为有机和无机硫两类，各占(30%-40%)和(60%-70%)。有机硫构成煤分子的一部分，在煤中均匀分布。无机硫(又称矿物硫)的主要成分是黄铁矿(FeS2)，在煤中呈独立相弥散分布。在煤燃烧过程中，两种硫都会随挥发分一道析出，通过燃烧直接被氧化残留在焦炭中的无机硫及其分解产物将在燃烧过程中，与灰中的碱金属氧化物反应生成硫酸盐，留在灰渣中。所生成的的SO2还会进一步氧化成三氧化硫(SO3)。过量空气系数越大，燃烧火焰温度越高，SO3的生成量越多。SO3比SO2更易于

3、与钙基吸收剂反应生成稳定的硫酸盐。因此，人们一直在寻求将更多的转化为并加以脱除的方法，如用碳氢化合物进行催化的方法等。SO2的脱除机理SO2遇到碱金属氧化物氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)等时，会反应生成硫酸钙(CaSO4)和硫酸镁(MgSO4)等而被脱除。最经济的脱硫方法就是采用石灰石和生石灰，其主要成分分别是碳酸钙(CaCO3)和氧化钙(CaO)。也有采用熟石灰，即氢氧化钙(Ca(OH)2)的。这些脱硫剂统称为“钙基脱硫剂”。脱硫技术脱硫技术分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫三类。燃烧前脱硫的目的减少参与燃烧过程的硫分，减轻后续

4、脱硫处理工艺的压力。煤的洗选用于脱除含无机硫的黄铁矿(FeS2)，利用其比重比煤的比重大得多的特点，将煤破碎至0.5mm大小的颗粒，就可以利用洗选法除去30%-50%的FeS2。将煤颗粒的细度进一步提高，可以将煤中大部分的FeS2脱除。洗选法不能脱除有机硫。煤燃烧设备脱硫技术概览烟气脱硫（FlueGasDesulfurization,FGD）是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法，是控制酸雨和二氧化硫污染的最为有效的和主要的技术手段。    目前，世界上各国对烟气脱硫都非常重视，已开发了数十种行之有效的脱硫技术，但是，其基本原理都是以一

5、种碱性物质作为SO2的吸收剂，即脱硫剂。按脱硫剂的种类划分，烟气脱硫技术可分为如下几种方法。（1）以CaCO3（石灰石）为基础的钙法；（2）以MgO为基础的镁法；（3）以Na2SO3为基础的钠法；（4）以NH3为基础的氨法；（5）以有机碱为基础的有机碱法。    世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以上。烟气脱硫装置相对占有率最大的国家是日本。日本的燃煤和燃油锅炉基本上都装有烟气脱硫装置。众所周知，日本的煤资源和石油资源都很缺乏，也没有石膏资源，而其石灰石资源却极为丰富。因此，FGD的石膏产品在日本得到广泛的应用

6、。这便是钙法在日本得到广泛应用的原因。因此，其他发达国家的火电厂锅炉烟气脱硫装置多数是由日本技术商提供的。    在美国，镁法和钠法得到了较深入的研究，但实践证明，它们都不如钙法。在我国，氨法具有很好的发展土壤。我国是一个粮食大国，也是化肥大国。氮肥以合成氨计，我国的需求量目前达到33Mt/a，其中近45%是由小型氮肥厂生产的，而且这些小氮肥厂的分布很广，每个县基本上都有氮肥厂。因此，每个电厂周围100km内，都能找到可以提供合成氨的氮肥厂，SO2吸收剂的供应很丰富。更有意义的是，氨法的产品本身就是化肥，就有很好的应用价值。    在

7、电力界，尤其是脱硫界，还有两种分类方法，一种方法将脱硫技术根据脱硫过程是否有水参与及脱硫产物的干湿状态分为湿法、干法和半干（半湿）法。    另一种分类方法是以脱硫产物的用途为根据，分为抛弃法和回收法。在我国，抛弃法多指钙法，回收法多指氨法。石灰石—石膏湿法脱硫技术石灰石/石灰－石膏湿法脱硫是目前世界上技术最为成熟、工程应用业绩最多的脱硫工艺；适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可达到95%以上。世界上有多家公司开发研究这种工艺，如德国的Bischoff公司、奥地利的CE公司，日本的三菱重工、川畸重工、石川岛播磨，美国的B&W公司

8、等等。应用此脱硫工艺最多的国家是美国、日本及德国，该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的90%，单塔容量适用于1000MW机组。石灰石/石灰一石膏湿法烟气脱硫工艺是采用廉价的石灰石或石灰作为