二氧化硫的排放現狀及危害二氧化硫的排放與控制SO2是當今人類面臨的主要大氣污染物之一，其2/3以上來源于人類的生產活動，其余來源于天然污染源。SO2的主要人為來源與能源消耗有關，而經濟發展離不開能源的支持。我國多數煤種除長焰煤、氣煤和不黏結煤外，平均含硫率均超過1%，由于具有以煤為主的一次能源構成以及煤的發熱量低、含硫量高的特點，大量的燃煤和煤中較高的含硫量導致大量的SO2排放。1硫氧化物和酸雨的形成2二氧化硫的危害目錄CONTENTSPARTONE硫氧化物和酸雨的形成1煤中硫的存在形態煤中的硫根據其存在形態，可分為有機硫、無機硫兩類。有機硫是指與煤的有機結構相結合的硫，如硫醇類化合物(R-SH)、硫醚(R-SR)、二硫醚酸(R-S-S-R)、噻吩類雜環硫化物和硫醌化合物等。無機硫是以無機物形態存在的硫，通常以晶粒狀態夾雜在煤中，如硫鐵礦硫和硫酸鹽硫，其中以黃鐵礦硫(FeS2)為主，還有少量的白鐵礦(FeS2)、砷黃鐵礦(FeAsS)、黃銅礦(CuFeS)、石膏(CaSO,·2H.O)、綠礬(FeSO·7H.O)、方鉛礦(PbS)、閃鋅礦(ZnS)等。1煤中硫的存在形態根據能否在空氣中燃燒，煤中硫又可分為可燃硫和不可燃硫。有機硫(S)、硫鐵礦(S)和單質硫(S)都能在空氣中燃燒，屬可燃硫。在煤燃燒過程中不可燃硫殘留在煤灰中，所以又稱固定硫，硫酸鹽硫(Ss)就屬于固定硫。煤中各種形態硫的總和稱為全硫。1煤中硫的存在形態S.(%)<1.01.0~2.02.0~3.03.0~4.04.0~5.0>5.0占總燃煤量的比例(%)46.335104.71.92.1我國發電用煤的含硫量SO2經液相氧化反應生成SO3，被降水洗脫降到地面；01022酸雨的形成SO2經氣相氧化并與水汽反應生成SO8-，被降水洗脫降到地面；氣態的SO2被降水吸收，生成HSO3-降到地面。SO2的濕沉降有三條途徑：PARTTOW二氧化硫的危害1SO2天然污染源和人為污染源表1-2SO2天然污染源和人為污染源特點比較SO污染源發生源特性及影響排放比例天然污染源海洋硫酸鹽鹽霧：缺少氧化的水和土壤釋放的硫酸鹽；細菌分解的有機化合物；火山爆發；森林失火等(1)全球性分布，在廣闊的地區以低濃度排放在大氣中易于稀釋和被凈化

(2)一般不會產生酸雨現象，人力無法控制1/3人為污染源石化燃料燃燒占3/4以上；金屬冶煉；石油生產；化工生產；采礦等(1)比較集中，在占地球表面不到1%的城市和工業區上空占主導地位。(2)酸雨發生的主要原因。(3)人力可以控制2/32二氧化硫的危害SO2對人、動物造成危害：SO2主要通過呼吸系統進入人體，作用于呼吸器官，在呼吸道黏膜上形成亞硫酸和硫酸，刺激人體組織，引起分泌物增加和發生炎癥，引起或加重呼吸器官的疾病。SO2對植物的危害主要是通過葉面氣孔進入植物體，如果其濃度和持續時間超過本體的自解機能就會破壞植物的正常生理機能，減緩其生長，降低植物對病蟲害的抵抗力，使葉片發黃，嚴重時大量葉片會枯萎，導致植物死亡。SO2給人類帶來最嚴重的問題是酸雨，這是全球性問題。酸雨對環境的危害最為突出的是使湖泊變為酸性，導致水生物死亡。酸雨對生態系統的影響及破壞主要表現在使土壤酸化和貧瘠化、農作物及森林生長減緩。2二氧化硫的危害二氧化硫的控制技術二氧化硫的排放與控制自20世紀60年代起，一些工業化國家相繼制定了嚴格的法規和標準，限制煤炭燃燒過程中SO2等污染物的排放，這一措施極大地促進了SO2控制技術的發展。進入20世紀70年代以后，SO2控制技術逐漸由實驗室階段轉向應用性階段。據美國環保署(EPA)1984年統計，世界各國開發、研制、使用的SO2控制技術已達184種，而目前的數量已超過200種。這些技術概括起來可分為三大類：燃燒前脫硫、燃燒中脫硫及燃燒后(煙氣)脫硫。1燃燒前脫硫2燃燒中脫硫目錄CONTENTS3煙氣脫硫PARTONE燃燒前脫硫煤炭轉化（煤氣化、液化）煤炭的洗選水煤漿技術燃燒前脫硫技術1燃燒前脫硫技術洗選煤是采用物理、化學或生物方式對鍋爐使用的原煤進行清洗，將煤中的硫部分除脫，使煤得以凈化并生產出不同質量、規格的產品。2洗選煤其中煤的物理凈化技術是目前世界上應用最廣泛的燃燒前脫硫技術，該法可以從原煤中除去泥土、頁巖和黃鐵礦硫。通過煤的粉碎，使非化學鍵結合的不純物質與煤脫離，繼而利用構成煤的有機物質(煤的基本微觀結構)與密度較大的礦物之間相對密度的不同，或利用兩者表面潤濕性、磁性、導電性的不同將它們分離。3煤炭的化學脫硫方法化學脫硫方法物理化學脫硫方法浮選純化學脫硫方法堿法脫硫氣體脫硫熱解與氫化法脫硫堿法脫硫是在煤中加入KOH、NaOH或Ca(OH)2和苛性堿，在一定的反應溫度下使煤中的硫生成含硫化合物。氣體脫硫是在高溫下，用能與煤中黃鐵礦或有機硫反應的氣體處理煤，生成揮發性含硫氣體，從而脫去煤中的硫。熱解和氫化脫硫是采用炭化、酸浸和氫化脫硫三個步驟將硫轉化為碳化鈣，進而轉化為可溶的硫氫化鈣，分離后達到脫硫的目的。3煤炭的化學脫硫方法微生物脫硫技術雖然從本質上講也是一種化學法，但由于其自身的特殊性，可把它單獨歸為一類。它是把煤粉懸浮在含細菌的氣泡液中，細菌產生的酶能促進硫氧化成硫酸鹽從而達到脫硫的目的。目前常用的脫硫細菌有氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫桿菌、古細菌、熱硫化葉菌等。4微生物脫硫技術5煤的氣化煤的氣化是指用水蒸氣、氧氣或空氣作氧化劑，在高溫下與煤發生化學反應，生成H、CO、CH4等可燃混合氣體(稱為煤氣)的過程。煤炭氣化不僅能顯著地提高煤炭利用效率，而且能極大地減少污染物的排放，使煤中的硫化物、氮化物等雜質基本上被脫除(脫硫率達90%~99%)，與直接燃煤相比，民用煤氣可節煤20%~30%，工業燃料氣可節煤15%。與煤氣化相關的潔凈煤技術還有整體煤氣化聯合循環(IGCC)、第二代增壓流化床燃燒聯合循環發電(PFBC-CC)和燃料電池(FC)等，它們皆以煤炭部分或全部氣化為基本組成部分，通過燃燒或轉化煤氣來發電。5煤的氣化煤炭液化是將煤轉化為清潔的液體燃料（汽油、柴油、航空煤油等）或化工原料的一種先進的潔凈煤技術。煤炭液化分直接和間接液化兩類。6煤炭液化在國外技術上已成熟，南非的商業化間接液化廠一直在生產。直接液化中新開發的兩種新工藝，即兩段催化加氫液化和煤-油共煉，改善了煤液化的經濟性。PARTTOW燃燒中脫硫燃燒過程中脫硫主要是指當煤在爐內燃燒的同時,向爐內噴入脫硫劑(常用的有石灰石、白云石等),脫硫劑一般利用爐內較高溫度進行自身煅燒,煅燒產物(主要有CaO、MgO等)與煤燃燒過程中產生的SO2、SO3反應,生成硫酸鹽和亞硫酸鹽,以灰的形式排出爐外,減少SO2、SO3向大氣的排放,達到脫硫的目的。1燃燒中脫硫煤粉爐直接噴鈣脫硫技術型煤固硫技術流化床燃燒脫硫技術煤燃燒中脫硫技術2煤燃燒中脫硫技術PARTTHREE煙氣脫硫煙氣脫硫(fluegasdesulfurization,FGD)技術主要是利用吸收劑或吸附劑去除煙氣中的SO2，并使其轉化為穩定的硫化合物或硫。0102煙氣脫硫按脫硫的方式和產物的處理形式一般可分為濕法、干法和半干法三類。煙氣脫硫技術的分類火電廠煙氣脫硫技術概述FGD是世界上唯一大規模商業化應用的脫硫方法，是控制酸雨和SO2污染最為有效和主要的技術手段。1脫硫劑的選取2FGD技術目錄CONTENTSPARTONE脫硫劑的選取1脫硫劑的選取原則吸收能力高。要求對SO2具有較高的吸收能力，以提高吸收速率，減少吸收劑的用量，減少設備體積和降低能耗。選擇性能好。要求對SO2吸收具有良好的選擇性能，對其他組分不吸收或吸收能力很低，確保對SO2具有較高的吸收能力。揮發性低，無毒，不易燃燒，化學穩定性好，凝固點低，不發泡，易再生，黏度小，比熱容小。1脫硫劑的選取原則不腐蝕或腐蝕性小，以減少設備投資及維護費用。來源豐富，容易得到，價格便宜。便于處理及操作時不易產生二次污染。完全滿足上述要求的吸收劑是很難選擇到的，只能根據實際情況，權衡多方面的因素有所側重地選擇。石灰(CaO)、氫氧化鈣【Ca(OH)2】、碳酸鈣(CaCO3)是FGD較為理想的吸收劑，因而在國內外FGD技術中獲得最廣泛的應用。2脫硫劑PARTTOWFGD技術1按脫硫劑的種類FGD技術劃分鈣法：以石灰(CaO)、氫氧化鈣【Ca(OH)2】、石灰石(CaCO3)為吸收劑；0102鎂法：以氧化鎂(MgO)、氫氧化鎂【Mg(OH)2】、碳酸鎂(MgCO3)為吸收劑；鈉法：以氫氧化鈉(NaOH)、碳酸鈉(NaCO3)和亞硫酸鈉(Na2SO3)為吸收劑。按脫硫劑的種類劃分,FGD技術可分為以下幾種:氨法：以氨水(NH3·H20)為吸收劑；0102有機堿法：以有機堿為吸收劑。按脫硫劑的種類劃分,FGD技術可分為以下幾種:1按脫硫劑的種類FGD技術劃分一種方法根據吸收劑及脫硫產物在脫硫過程中的干濕狀態將脫硫技術分為濕法、干法和半干法。另一種方法以脫硫產物的用途為根據，分為拋棄法和回收法。2電廠脫硫方法濕法FGD技術概述火電廠煙氣脫硫技術概述濕法脫硫工藝根據吸收劑的不同又有多種不同工藝，常見的有石灰石/石灰-石膏法、海水法、氨(NH)法、雙堿法、氫氧化鎂【Mg(OH)2】或MgO法、氫氧化鈉(NaOH)法、WELLMAN-LORD(威爾曼-洛德法)等。其中石灰石/石灰-石膏法由于具有吸收劑資源豐富、成本低廉等優點，成為世界上應用最多的一種煙氣脫硫工藝。1脫硫塔和脫硫除塵器2濕法煙氣脫硫技術的應用目錄CONTENTS3存在的問題及解決方法PARTONE脫硫塔和脫硫除塵器1脫硫塔和脫硫除塵器要求在脫硫塔和脫硫除塵器中，應用堿液洗滌含SO2的煙氣，對煙氣中的SO2進行化學吸收。為了強化吸收過程，提高脫硫效率，降低設備的投資和運行費用，脫硫塔和脫硫除塵器應滿足以下的基本要求：1.氣液間有較大的接觸面積和一定的接觸時間；2.氣液間擾動強烈，吸收阻力小，對SO2的吸收效率高；3.操作穩定，要有合適的操作彈性。1脫硫塔和脫硫除塵器要求在脫硫塔和脫硫除塵器中，應用堿液洗滌含SO2的煙氣，對煙氣中的SO2進行化學吸收。為了強化吸收過程，提高脫硫效率，降低設備的投資和運行費用，脫硫塔和脫硫除塵器應滿足以下的基本要求：4.氣流通過時的壓降要小；5.結構簡單，制造及維修方便，造價低廉，使用壽命長；6.不結垢，不堵塞，耐磨損，耐腐蝕；能耗低，不產生二次污染。2吸收塔選取SO2吸收凈化過程，處理的是低濃度SO2煙氣，煙氣量相當可觀，要求瞬間內連續不斷地高效凈化煙氣。因而，SO2參加的化學反應應為極快反應，它們的膜內轉化系數值較大，反應在膜內發生，因此選用氣相為連續相、湍流程度高、相界面較大的吸收塔作為脫硫塔和脫硫除塵器比較合適。2吸收塔選取噴淋塔填料塔噴霧塔板式塔文丘里吸收塔PARTTOW濕法煙氣脫硫技術的應用1石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝流程2石灰石-石膏濕法脫硫主要特點脫硫效率高，一般可達95%以上，鈣的利用率高，可達90%以上。脫硫吸收劑采用資源豐富、價廉易得的石灰石，鈣利用率高，鈣硫比較小。石灰石作為脫硫吸收劑其來源廣泛且價格低廉，便于就地取材。對煤種適應性好，煙氣脫硫的過程在鍋爐尾部煙道以后，是獨立的島不會干擾鍋爐的燃燒，不會對鍋爐機組的熱效率利用率產生任何影響。2石灰石-石膏濕法脫硫主要特點副產品石膏經脫水后即可回收，具有較高的綜合利用價值。脫硫副產品為二水石膏（含水10%），可作石膏板原料或經干燥處理后作為水泥緩凝劑，在具備一定條件時，亦可用于生產紙面石膏板，粉刷石膏，石膏砌塊等，有綜合利用價值。石灰石