CaCO3 CaOCO2 CaOSO2 12O2 CaSO4 ➢ 流化床燃烧方式为脱硫提供了理想的环境 ➢ CaSO4的摩尔体积大于CaCO3，由于孔隙堵塞，CaO不可能完 全转化为CaSO4
第三节 流化床燃烧脱硫
第三节 流化床燃烧脱硫
❖流化床燃烧脱硫的影响因素
1.钙硫比
➢ 表示脱硫剂用量的指标，影响最大的性能参数
➢ 二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子
第一节 硫循环与硫排放
第一节 硫循环与硫排放
❖ 人类使用的化石燃料都含有一定量的硫 ❖ 燃料燃烧时，其中的硫大部分转化为SO2
SO2 SO2
❖人 为 活 动 是 造 成 SO2大 量 排 放 的 主 要 原 因 ❖大 部 分 SO2的 控 制 方 法 都 可 以 用 以 下 反 应 表 示
F u zh o u H a n g zh o u
S ha n g h a i
第一节 硫循环与硫排放
❖ 我国南方城市SO2污染现状
250 200 150 100 50
W H O S ta n da rd 0
3
g / m
第二节 燃烧前脱硫
❖ 1.煤洗煤
➢ 我国以物理选煤为主。跳汰占59%、重介质选煤占23%、浮选 占14%
➢ 1995年我国煤炭洗选能力3.8×108t，入洗量2.8×108t ，入洗 率22%。
第二节 燃烧前脱硫
❖ 2.煤炭的转化
➢ 煤的气化
采用空气、氧气、CO2和水蒸气作为气化剂，在气化炉内 反应生成不同组分不同热值的煤气
第五节 低浓度SO2烟气脱硫－燃烧后脱硫
❖ 燃烧设施直接排放的SO2浓度通常为10-4～10-3数量级 ❖ 由于SO2浓度低，烟气流量大，烟气脱硫通常比较昂贵 ❖ 分类
➢ 脱硫产物处置方式：抛弃法和再生法 ➢ 脱硫产物状态：湿法和干法
第五节 低浓度SO2烟气脱硫－燃烧后脱硫
第五节 低浓度SO2烟气脱硫－燃烧后脱硫
3.脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构 ➢ 颗粒尺寸小于临界尺寸时发生扬析，并非越小越好 ➢ 颗粒孔隙结构应有适当的孔径大小，既保证一定孔隙容积， 又保证孔道不易堵塞
4.脱硫剂的种类 ➢ 白云石的孔径分布和低温煅烧性能好，但易发生爆裂扬析， 且用量大于石灰石近两倍
第三节 流化床燃烧脱硫
第三节 流化床燃烧脱硫
第八章 硫氧化物的污染控制
❖ 1. 硫循环及硫排放 ❖ 2.燃烧前脱硫技术与工艺 ❖ 3.燃烧中脱硫技术与工艺 ❖ 4.高浓度SO2尾气的回收和净化 ❖ 5.低浓度SO2烟气脱硫
硫氧化物的污染－关注热点
❖ 早期
➢ 局地环境中二氧化硫的浓度升高
❖ 近100年来
➢ 二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降
❖ 最近
第四节 高浓度SO2尾气的回收和净化
➢ 冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业，SO2浓度通常2％～40％
➢ 化学反应式
SO2
1 2
O2
SO3
SO3 H2OH2SO4
➢ 反应1为放热反应，温度低时转化率高
➢ 工业上一般采用多层催化床层
第四节 高浓度SO2尾气的回收和净化
第四节 高浓度SO2尾气的回收和净化
➢ 脱硫率（）可以用Ca/S（R）近似表达
1exp(mR)
2.煅烧温度
m－综合影响参数
➢ 存在最佳脱硫温度范围
➢ 温度低时，孔隙量少、孔径小，反应被限制在颗粒外表面
➢ 温度过高，CaCO3的烧结作用变得严重
第三节 流化床燃烧脱硫
第三节 流化床燃烧脱硫
第三节 流化床燃烧脱硫
❖流化床燃烧脱硫的影响因素
移动床、流化床和气流床三种方法
➢ 煤的液化
通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品 直接液化和间接液化
第二节 燃烧前脱硫
❖ 3.重油脱硫
➢ 在催化剂作用下通过高压加氢反应，切断碳与硫的化 学键，使氢与硫作用形成H2S从重油中分离
➢ 直接脱硫和间接脱硫
第三节 流化床燃烧脱硫
❖ 流化床燃烧技术
❖脱硫剂的再生
不同温度下的再生反应
➢ 1100oC以上（一级再生法） CaSO4CO CaOCO2SO2 CaSO4H2 CaOH2OSO2
➢ 870～930oC（二级再生法） CaSO44CO CaS4CO2 CaSO44H2 CaS4H2O
➢540～ 700oC C aSH 2O C O 2 C aC O 3H 2S
第一节 硫循环与硫排放
百分比（%）
❖ 我国SO2排放的行业特点
60
50
40
30
20
10
0 电力
化工
水泥
食品
机械
造纸 石油加工 化纤
橡胶
塑料
行业
1995年我国各工业行业SO2排放占行业排放总量的百分比示意图
印刷业
第一节 硫循环与硫排放
❖ 我国北方城市SO2污染现状
250 200 150 100
50 0
3
g / m
W u lu m u q i L an z h ou Y in c h u a n X i 'a n
Z h en g zh ou T a iy u a n H u h ou t J in a n S h iJ Z B e ijin g T ia n jin g
S h en yan g C h an g ch u n
H a r b in
W H O S ta n d a r d
C h eng d u K u n m ing C h o n g q in g G u iy a n g N a n n in g C h a ng sha
W uh a n u a ng zho u N a n ch a n g
H e fe i N a n ji n g
CaCO3SO20.5O2 CaSO4CO2
第一节 硫循环与硫排放
第一节 硫循环与硫排放
❖ 我国SO2排放的年际变化
排放量/104t
2400
2000
1600
1200
800
400
0 1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
年份
1985-2002年SO2排放量变化趋势图
➢ 气流速度介于临界速度和输送速度之间，煤粒保持流化 状态
➢ 流化床利于燃料的充分燃烧 ➢ 分类
按流态：鼓泡流化床和循环流化床 按运行压力：常压流化床和增压流化床
第三节 流化床燃烧脱硫
第三节 流化床燃烧脱硫
❖ 流化床脱硫的化学过程
➢ 脱硫剂：石灰石（CaCO3）、白云石（CaCO3•MgCO3） ➢ 炉内化学反应