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二氧化硫和氮氧化物
第一章二氧化硫和氮氧化物
控制政策和法规标准
我国的s02和NO。
的排放量高居世界各国前列,由此带来的大气污染和酸雨问题十分严重,经济损失巨大,已成为制约我国经济社会可持续发展的主要因素,因此,控制S02和NO。
污染已势在必行。
我国政府十分重视SOz和NO。
的污染问题,制定了许多相关的控制政策、法规及标准。
本章主要从我国SO和NO。
的排放特征人手,阐述了我国控制802和NO.的政策、法规及标准。
第一节我国二氧化硫和氮氧化物的排放特征
一、二氧化硫和氮氧化物的特征和危害
(一)二氧化硫的特征和危害
S02是目前大气污染物中含量较大、影响面较广的一种气态污染物。
大气中s02的来源很广,几乎所有的工业企业都可能产生。
它主要来自化石燃料(煤炭,石油和天然气)的燃烧过程,以及硫化物矿石的焙烧、冶炼等过程,火力发屯厂、有色金属冶炼厂、硫酸厂、炼油厂以及燃煤燃油的工业锅炉、炉窑等都排放SOz烟气。
在排放sO:
的各种过程中,约90%来自燃料燃烧过程,具中火电厂排放量最大。
sO2为无色,有强烈刺激气味气体,对人体呼吸器官有很强的毒害作用,还可通过皮肤经毛孔侵入人体或通过食物和饮水经消化道进人人体而造成危害。
空气中S02的浓度只有lXlo”时,人就会感到胸部有一种被压迫的不适感;当浓度达到8X10—’时,人就会感到呼吸困难;当浓度达到10XlO6时,咽喉纤毛就会排出黏液。
人体主要经呼吸道吸收大气中的sO:
,引起不同程度的呼吸道及眼黏膜的刺激症状。
急性中毒者表现出眼结膜和呼吸道黏膜强烈刺激症状,如流泪,畏光,鼻、咽、喉烧灼感及疼痛,咳嗽,胸闷,胸骨后疼痛,心悸,气短,恶心,呕吐等。
长期接触低浓度SO:
可引起慢性损害,以慢性鼻炎、咽炎、气管炎、支气管炎、肺气肿、肺间质纤维化等病理改变为常见。
轻度中毒者可有眼灼痛、畏光、流泪、流涕、咳嗽,常为阵发性干咳,鼻、咽、喉部有烧灼样痛,声音嘶哑,甚至有呼吸短促、胸痛、胸闷。
有时还出现消化道症状如恶心、呕吐、上腹痛和消化不良,以及全身症状如头痛、头昏、失眠、全身无力等。
严重中毒很少见,可于数小时内发生肺水肿,出现呼吸困难和紫绀,咳粉红色泡沫样痰。
较高浓度的S02可使肺泡I:
皮脱落、破裂,引起自发性气胸,导致纵隔气肿。
sL):
的危害在于它常常跟大气中的飘尘结合在一起被吸人,飘尘气溶胶微粒可把SO2带到肺部使毒性增加3—4倍,对人体造成危害。
如果SO2遇到水蒸气,形成硫酸雾,就可以长期滞留在大气中,毒性比SO。
大lo倍左右。
一般情况下,SO2浓度达到8x10”时,人开始难受;而硫酸酸雾浓度还不到8X10”时,人已经开始不能接受。
“八大公害事件”中的伦敦烟雾事件就是硫酸烟雾引起的呼吸道疾病,导致了5天之内4000人死亡,后来又连续发生了3次。
而我国重庆市是SO2污染严重地区,肺癌死亡率逐年上升;长沙市个别街区的肺癌死亡率居高不下也与SO2污染有关。
SO2会给植物带来严重的危害,它的允许浓度只有o.15X10-6,超过这个浓度就会使植物的叶绿体遭到破坏,组织坏死。
S02对植物的危害多发生在生理功能旺盛的成熟叶上,而刚吐露出来的未成熟的幼叶和生理活动衰老的叶不受危害。
此外,不同种类的植物对sO,的抗性量不同,
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某些常绿植物、豆科植物和黑麦植物特别容易遭受损害。
(二)氮氧化物的特征和危害
氮和氧结合的化合物有:
一氧化二氮(N:
O)、一氧化氮(NO)、三氧化氮(N03)、二氧化氮(NOt)、四氧化二氮(N:
Q)、五氧化二氮(Ng05)等,总起来用氮氧化物(NO.)表示,其中造成大气污染的NO‘主要指的是NO和N02,其中N02的毒性比NO高4~5倍。
大气中天然排放的NO.,主要来自土壤和海洋中有机物分解,属于自然界氮循环过程。
人为活动排放的NO:
主要来自煤炭的燃烧过程。
每燃烧1t煤则产生大约8—9kg的氮氧化物。
汽车尾气和石油燃烧的废气也含有NOx人类还通过使用肥料产;生NO,。
化石燃料燃烧过程中的NO.有90%以上是NO,NO进入大气后逐渐氧化成N02。
N02有刺激性,是一种毒性很强的棕红色气体。
当NO2在大气中积累到一定量并遇到强烈的阳光、逆温和静风等条件,便参与了光化学反应而形成毒性更大的光化学烟雾。
光化学烟雾的危害性极大,能造成农作物减产,对人的眼睛和呼吸道产生强烈的刺激,产生头痛和呼吸道疾病,严重的会产生死亡。
NO能与血红蛋白作用,降低血液的输氧功能。
N02对呼吸器官有强烈刺激,能引起急性哮喘病。
NO‘对眼睛和上呼吸道黏膜刺激较轻,主要侵入呼吸道深部和细支气管及肺泡,到达肺泡后,因肺泡的表面湿度增加,反应加快,在肺泡内约可阻留80%,一部分变成N204。
N20i与NOJ均能与呼吸道黏膜的水分作用生成亚硝酸与硝酸,这些酸与呼吸道的碱性分泌物相结合生成亚硝酸盐及硝酸盐,对肺组织产生强烈的刺激和腐蚀作用,可增加毛细血管及肺泡壁的通透性,引起肺水肿。
咂硝酸盐进人血液后还可引起血管扩张,血压下降,并可以和血红蛋白作用生成高铁血红蛋白,引起组织缺氧。
高浓度的NO亦可使血液中的氧和血红蛋白变为高铁血红蛋白,引起组织缺氧。
因此,在一般情况下当污染物以NO:
为主时,肺的损害比较明显,严重时可出现以肺水肿为主的病变,而当混合气体中有大量的NO时,高铁血红蛋白的形成就占优势,此时中毒发展迅速,出现高铁血红蛋白症和中枢神经损害症状。
当人们长期处在NO。
浓度过高的环境中会导致死亡,室内NOx的浓度不能超5mg/m3。
NOx还町危害植物,NO2对植物的危害比NO严重得多。
具体症状是:
在叶脉间或叶片边缘出现不规则水渍状伤害,使叶子逐渐坏死,变白色、黄色或褐色斑点。
NOx对材料的腐蚀作用主要是由反应产物硝酸盐和亚硝酸盐引起的。
同时使某些织物的染料退色。
光化学烟雾能加速橡胶制品的老化,腐蚀建筑和衣物,缩短其使用寿命。
NOx还会参与臭氧层的破坏。
超音速飞机排放的NO‘破坏臭氧层,改变大气层结构。
臭氧层是大气层不可分隔的一部分,对大气的循环以及大气的温度分布起着重要的作用。
大气层的温度随着高度的变化而变化,臭氧在乎流层中通过吸收太阳光的紫外线和地面的红外辐射而使气温升高。
当臭氧层被破坏时,会使平流层获得的热量减少,而对流层获得的热量增多,破坏地表对太阳辐射的热量收支平衡,导致全球气候变化。
臭氧层的减少导致到达地表的紫外辐射强度增加,紫外线可以促进维生素的合成,对人类骨组织的生长和保护起有益作用,但紫外线中UVB段辐射的增强可以引起皮肤、白内障和免疫系统的疾病。
(三)酸雨的危害
S02和NO,还是形成酸雨的主要污染物,正常情况下,大气中因含CO:
等酸性气体,降水显微酸性,但如果还有其他的酸性物质存在,就会使降水的pH值降低,因此所谓酸雨通常指pH值低于5.6的降水。
我国酸雨的主要成分是硫酸,其次是硝酸。
酸雨对水生生态系统、农业牛态系统、建筑物和材料以及人体健康等方面均有危害。
酸雨对森林生态系统的危害是引起森林树木叶片黄化、落叶甚至死亡。
在欧美地区,有10多个国家的森林发生大面积生长缓慢和死亡现象,有的国家因之损失木材高达40%。
在我国,野外调查表明,在降水pH值小于4.5的地区,马尾松林、华山松和冷杉林等出现大量黄叶并脱落,森林成片地死亡。
例如重庆奉节县降水pH值小于4,3的地段,20年生马尾松林的年平均生长量降低50%。
酸雨对森林的影响在很大程度L是通过土壤的物理化学性质的恶化作用造成的,酸雨进入土壤后改变了十壤理化性质,间接影响植物的生长。
酸雨直接作用于植物,破坏植物形态结构、损伤植物细胞膜、抑制植物代谢功能。
研究发现酸雨可迫使叶绿体的光还原活性、光合
第二章二氧化硫和氮氧化物的污染源
第一节二氧化硫和氮氧化物的来源和特征
根据国家环保总局历年的环境统计报告,工业生产;过程排放的SO2占总SO2排放量的比例远高于生活过程的排放比例。
从2000年以来,工业生产过程排放的SO2量占总排放量的比例基本在80%以上,生活污染源和交通运输污染源产生的SO:
所占的比例不到20%。
一、二氧化硫的来源和特征
大气中的SOz和氮氧化物主要来自于化石燃料的使用。
S02和NO。
污染已引起了我国政府的高度重视,为有效控制我国SO2和氮氧化物污染,需要对我国SO2和NO2污染的来源进行分析和认识。
我国是世界上最大的煤炭牛产和消费国,我国排放的S02约90%来自于燃煤,火山喷发燃油等过程排放的SO:
只占10%左右。
煤是一种含有大量c、H、()和少量s、N等有机物和部分无机物的沉积岩。
按照硫在煤中的存在形态分,有无机硫和有机硫,无机硫包括元素硫、硫化物硫和硫酸盐硫。
元素硫、硫化物硫和有机硫为可燃性硫(约为80%一90%),硫酸盐硫是不参与燃烧反应的,多残存于灰烬十,称为非可燃性硫。
可燃性硫在燃烧时主要生成SO2,只有1%~5%氧化为SO3。
其主要化学反应式如下
我国S02排放量与煤炭消耗量有密切关系,随着燃煤量的增加,燃煤排放的SO2也不断增长。
根据1983—1991年的统计结果,煤炭耗量与SO2排放量之间相关系数达到0.96。
2003年,我国煤炭消耗总量为16.3亿吨,排放SO2总量为2158万吨。
其中,火电厂耗煤9亿吨,占总量的55%;火电厂排放SO21316万吨,占排放SO2总量的6l%。
2004年,我国煤炭消耗总量为17.8亿吨,SO2排放量为2254.9万吨。
而到了2005年,全国煤炭消耗总量达到18亿吨,SO2排放量为2549万吨。
其中,火电厂耗煤10亿吨,排放S21800万吨,分别占耗煤和SO2排放总量的56%和70%。
二、氮氧化物的来源和特征
NOx的自然来源有闪电、森林或草原火灾、大气中氮的氧化及土壤中微生物的硝化作用等。
大气中NOx几乎有一半以上是由人为污染源所产生的,NOx的人为源主要来自生产生活中所使用的煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧(如汽车、飞机及内燃机的燃烧过程),也来自硝酸及
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使用硝酸等的生产过程,氮肥厂、有机中间体厂、炸药厂、有色及黑色金属冶炼厂的某些生产过程等,是电力、化学、国防等工业及锅炉和内燃机等设备所排放气体中的有毒物质之一。
NO.以燃料燃烧过程产生的数量最多,其中在所有燃料燃烧排放的NO.中,70%来自于煤炭的直接燃烧,固定源是NO。
排放的主要来源。
然而,现在汽车的数量成倍增加,流动源排放NO。
量也大量增加。
例如,1998年上海市NO。
的总排放量为37.32万吨,其中固定源排放27.51万吨,占总量的73.7%;机动车量等流动源排放9.81万吨,占总量的26.3%。
流动源排放的NO,虽然没占主导地位,但却大大加快了对中心城市的污染。
固定源排放的NOx主要指的是燃煤过程中产生的,煤中氮的含量和氮化合物的存在形式因煤的种类不同而相差很大,不同产地的同类型的煤中含氮景也有很大差异。
一般来说,煤中的氮含量一般在o.3%一3.5%之间,主要来源于形成煤的植物中的蛋白质、氨基酸、生物碱、叶绿素、纤维素等含氮成分。
煤中的有机氮原子均存在于煤的芳香环结构中,而且主要的赋存形态为吡啶氮、吡咯氮和少量的季铵氮。
吡咯氮是煤中氮的主要形式,约占总量的50%~80%,其含量随煤阶的增高而减少。
吡啶氮含量在。
一20%之间,随煤阶的增高而增加。
季铵氮含量在o~13%之间,不受煤阶的影响。
煤中氮的化学结合形式不同,其在燃烧时分解特性也不同,直接决定了NO。
的氧化—还原反应过程和最终的NO。
生成量。
流动源排放的NO.主要指机动车尾气,流动源排放的NO。
已成为我国少数大城市空气中的主要污染物。
1997年,我国汽车总量为1200万辆,其中北京市127万辆,广州市90万辆,上海市80万辆,到2003年,全国汽车总量已超过2000万辆,北京市已经突破200万辆,上海市也接近200万辆。
中心城区大气中NO,的分担宰达到了74%。
机动车拥有量的快速增长,由此引起的NOx型污染已有可能代替煤烟型污染,危害日益严重,因此对机动车的排污管理势在必行,
第二节二氧化硫和氮氧化物的排放量估算
二氧化硫和氮氧化物的排放量计算是进行大气污染控制的基础。
产生量和排放量(简称产污量和排污量)是指某一大气污染源在一定时间内,生产一定数量产品所产生的和向大气环境中所排放的sOz和NO。
的量。
由于大气污染源的生产工艺、生产规模、设备技术水平、运行排放特征以及其他特征的多样性,使得精确计算某污染源污染物的产生量和排放量极为困难。
实际上SO2和NO,的产生量和排放量是以上众多因子共同决定的。
通常所称的产生量和排放量是指在某些特征条件下的平均估算值。
一、二氧化硫和氮氧化物估算的一般方法
(一)有组织估算的一般方法
1.现场实测法
现场实测法是在废气排放的现场实地进行废气样品采集和废气流量测定(废气中SO2和NOx的产生量和排放量)的一种客观方法。
废气样品的采集和废气流量的测定一般均在排气筒或烟道内进行。
在排气管或烟囱内部,废气中s02和NO。
的浓度分布和气体速度的分布是不均匀的。
为准确测定废气中s()2和NO,的浓度和废气流量的大小,通常采用多点采样和测量,以取得平均度和平均流量值。
样品经分析测定即可得到每个采样点的浓度值,若于个浓度值的平均值为废气中SO2和NOx的排放浓度。
每个测量点均可测出废气的排放速度,若干个排放速度的平均值为废气的平均排放速度。
平均排放速度与废气通道的截面积相乘,为废气的流量。
sQ和NOx的产生量或排放量可由实测的平均浓度和实测的平均流量相乘而得,计算式如下:
M=10-6XCV (2—1)
式中,M为单位时间内SO:
和NO,的产生量(或排放量),kg/h,C为盼SO2和NOx的实测平均浓度,mg/m3;V为废气(介质)的实测平均流量,m3/h。
第三章二氧化硫和氮氧化物
控制技术概论
第一节控制二氧化硫和氮氧化物的技术分类
如前所述,我国S02和NO。
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SOI和NOx的控制。
从20世纪60年代开始,世界各国开发的控制S02和NO.的技术不下200多种,但能商业应用的不到l0%。
目前,控制S02、NO。
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。
一、二氧化硫控制技术分类
(一)燃烧前控制技术
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。
对于燃煤中硫的燃烧前控制技术包含物理的、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。
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(BHC)法、硫酸铁溶液浸出(Meyers)法、液相氧化(DL)法、催化氧化法、PETC法、Ames法、KVB法、氯解法、熔碱(MCL)法、溶剂抽提法等。
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。
湿法脱硫分为物理吸收法、化学吸收法和氧化法(直接转化法)。
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。
(二)燃烧中控制技术
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。
燃烧中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。
(三)燃烧后控制技术
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。
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
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的SO2;②氧化还原法,将废气中的SO2氧化成SO3,再转化为疏酸或还原为硫,再将硫冷凝分离。
前者应用较多,后者还存在—定的技术问题,应用较少。
FGD212艺的一般分类方法见田3—1。
按当前脱硫工艺的商业应用状况及业绩,FGD上艺也可分为五种类型。
①湿式石灰石/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祛、氧化镁法、双碱法和拇水洗涤等。
双碱法以钠碱或氨碱作为吸收剂,吸收烟气中SO2生成NaHO3或NH4HSO3,排出液用CaCO3或CaO进行处理.生成难溶的CaBO3·1/2HzO排放。
海水法以海水作为吸收溶液,废水经恢复处理后再排人海洋。
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和飞灰的棍合物。
④吸收剂喷射法包括炉内直接喷钙、炉内喷钙加烟气增强恬化(LIFAC)、管道喷射脱硫剂和烟气循环流化床工艺(CFB)等。
⑤可回收再生工艺吸收了SD,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S(32反应生成NaHS03,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MsO为洗涤液,生成MgSD,和MgSO4,经脱水于燥后,在80一90°C下煅烧,产生10%-16%的SO2气体,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SO2,然后经水洗再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。
而在工程实践中通常采用直观、实用的方法分类,常以脱硫荆命名工艺沥程,主要分为钙法、氨法、镁法、钠法、水法和其他方法,具体分类方法见表3—1。
目前应用最多的是钙法中的湿式石灰石法,在某些特殊条件下,才采用其余几种方法。
双碱法是钙法的改良,钠法的衍生。
LIFAC法应属于千式钙法。
电子束法实际上是干式氮法。
镁法介乎于钙法与钠法之间。
活性炭法实质上是水法的变种。
氧化锌(铜)法纯屑化学吸附。
显然,这种分类方法不能包含所有的FGD工艺,但使用起来比较简单明了。
二、氮氧化物控制技术分类
对于燃煤NOx的控制主要存三种方法;①燃料脱氮;②改进燃烧方式和生产工艺,邵燃烧中脱氮;③烟气脱硝即燃烧后NO3控制技术。
前两种方法是减少燃烧过程中NOx,的生成量、第三种方法则是对燃烧后烟气中的NO.进行洽理。
燃料脱氮技术至今尚未很好开发,有侍今后深
第四章烟气脱硫脱硝技术基础
第一节烟气脱硫脱硝的物理化学基础
一、二氧化硫和氮氧化物的物化特性
(一)二氧化硫的物化特性
硫的氧化物有5种:
SO、S203、SO2、SO3、S04。
其中最重要的是S02和SO3。
1.二氧化硫
S02是无色有强烈刺激性气味的气体。
SO2的基本性质见表4-1,不同温度下SO2的物理性质见表4—2,SO2。
在水中的溶解度见表4—3。
SO2分子结构为角状,O—S--O键角120°,S—O键长o.143nm。
分子中的S原子呈sp2杂化态,在不成键的杂化轨道中有一对孤电子对。
两个S--O键具有双键特征。
在SO2分子中,S的氧化值为+4,介于其最低和最高氧化值(一2和+6)之间。
因此,S02既可作为氧化剂,也可用作还原剂,不过主要是还原性。
SO2易溶于水,根据对SO2水溶液的光潜研究,认为其中主要物质为各种水合物sQ·nH。
O,根据不同浓度、温度和pH值,存在的离子有H30+、HSO3-、S2O5,还有痕景的SO23。
在常温下,l体积水町溶解40体积S02,约相当于质量分数为10%的溶液,呈弱酸性。
SO2+H2O——H2SO3
亚硫酸的酸性远比硫酸弱,在水溶液中,除H+和HSO3-外,只有少量的SO3—。
亚硫酸是二元酸,与碱作用生成酸式盐和正盐两种,分别称为亚硫酸氢盐和亚硫酸盐MHSO3,M2SO3,M为一价金属元素)。
在、[k硫酸盐巾,除了碱金属和铵的盐以外,几乎所有其他正盐均难溶于水,而所有的酸式盐都易溶于水。
与SO2类似,亚硫酸和亚硫酸盐的氧化性不及还原性突出,而亚硫酸盐的还原性比亚硫酸强,空气中的氧就能将它氧化成硫酸盐。
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2.三氧化硫
SO3是由SO2催化氧化而得。
它是无色的易挥发固体,熔点为16.8℃,沸点为44.8℃,密度在-10℃时为2.29g/cm3,20℃时为1.922/cm3。
SO3蒸气状态下分子结构为平面三角形,键
第五章湿法烟气脱硫工艺
第一节石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术
一、工艺流程与过程化学
(一)典型工艺流程
石灰(石灰石)—石膏法的典型工艺流程如图5—1所示。
烟气在冷却塔内用水洗涤降低温度并增湿,同时除去大部分的烟尘。
冷却后的烟气进入吸收塔用石灰浆液洗涤脱硫,然后经过除沫、升温由烟囱排放。
吸收后的含亚硫酸钙和硫酸钙的混合浆液经过氧化,得到的石膏浆料经离心过滤和洗涤得成品石膏。
(二)过程化学
烟气中的S02在水中具有良好的溶解性,在其遇到雾滴时,分解为H+和HS03—或SO2—,与吸收液中的Ca2+反应生成C9(HS03):
或CaS()3,CaSO。
极难溶于水,在这种化学推动力作用下,推动SO2进一步的溶解,发生链锁式的反应。
通过与烟气中的SO:
与吸收液的这种反应来达到脱硫的H的。
用于FGD的石灰石吸收湿法洗涤工艺是按下列化学过程进行的。
在水中,气相SO:
被吸收,并经下列化学平衡反应后生成亚硫酸:
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工艺过程中生成的氯化钙溶于水,并随废水一起排放。
二、脱硫系统的主要影响因素
(一)影响脱硫率的主要因素
影响脱硫率的因素很多,如吸收温度,进气SO2浓度,脱硫剂品质、粒度和用量(钙硫比),浆液pH值,液气比,粉尘浓度等。
1.浆液pH值
浆液pH值可作为提高脱硫率的细调节手段。
较低pH值有利于石灰石的溶解。
有关资料显示,当pH值在4~6之间变化时,CaCO,的溶解速率呈线性增加,pH值为6时的速率足pH值为4时的5—10倍。
因此,为了提高S02的俘获率,浆液要尽可能地保持在较高的pH值。
但是,高pH值又会增加石灰石的耗量,使得浆液中残余的石灰石增加,影响石膏的品质。
另一方面,浆液的pH值又会影响HSO3-的氧化率,pH值在4~5之间时氧化率较高,pH值为4.5时,亚硫酸盐的氧化作用最强,随着pH值的继续升高,HS03—的氧化率逐渐下降,这将不利于吸收塔中石膏晶体的生成。
在石灰石—石膏法湿法脱硫中,pH值应控制在5.o一5.5之问较适宜。
因此,在调节pH值时,必须根据每天的石膏化验结果、实际运行工况及燃煤硫分等进行合理调整。
2.钙硫比
钙硫比的大小表示加入到吸收塔中的吸收剂量的多少。
从脱除SO:
的角度考虑,在所有影响因素中,钙硫比对脱硫率的影响是最大的。
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