搜索
目录第一部分：二氧化硫基本知识1.SO2产生的机理和危害2.SO2的排放控制趋势和政策第二部分:脱硫工艺介绍1.脱硫工艺方法简介2.烧结机石灰——石膏法脱硫工艺概述3.烧结机石灰——石膏法工艺系统组成-第一部分二氧化硫基本知识一.二氧化硫的产生机理和危害1.二氧化硫的产生机理中国是以煤炭为主要能源的国家，煤在一次能源中占75％，年耗煤超过1.3G吨，其中84％以上是通过燃烧方法利用的。煤中含硫化合物，燃烧时会生成二氧化硫。连续多年超过2000万吨，已居世界首位。烧结机中二氧化硫的产生，烧结的硫主要来自铁矿石，少量来自燃料和熔剂，一般以FeS2、FeS或者有机硫的形式存在。烧结生产过程中，原料、燃料中约有80～90%的硫经过氧化、分解等化学反应随烟气以SO2的形式排出，其余的硫残留在烧结矿中。2.二氧化硫的性质：2.1物理性质：二氧化硫（化学式：SO2）无色，常温下为无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水（约为1:40），密度2.551g/L（气体，20摄氏度下）。熔点：-72.4℃（200.75K）沸点：-10℃（263K）。2.2二氧化硫的化学性质（亚硫酸的酸酐，既有氧化性又有还原性，漂白性）A．SO2与水的反应SO2+H2O=H2SO3(这是一个可逆反应)H2SO3是不稳定的二元弱酸（具有弱酸性）B.SO2具有酸性氧化物的通性与碱性氧化物反应：SO2+Na2O=Na2SO3与碱反应：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2OSO2+NaOH=NaHSO3(SO2过量)C．SO2的漂白性SO2能漂白某些有色物质。使品红溶液褪色(化合生成不稳定的化合物加热后又恢复为原来的红色）利用这一现象来检验SO2的存在。第一部分二氧化硫基本知识第一部分二氧化硫基本知识3、脱硫的必要性我国SO2的排放量高居世界各国前列，当二氧化硫溶于水中，会形成亚硫酸（酸雨的主要成分）。酸雨腐蚀金属材料，破坏生态环境，使林木枯萎死亡，使农作物减产，使水体酸化并危害水生动植物。同时还对地下水、建筑物、古文物以及人的衣物构成腐蚀。SO2是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，易溶于人体的体液和其他黏性液中，会导致多种疾病，如：上呼吸道感染、慢性支气管炎、肺气肿等。SO2在氧化剂、光的作用下，生成使人致病增加死亡率的硫酸盐气溶胶。根据有关研究，我国每排放一吨二氧化硫约造成5000元经济损失，酸雨和空气污染造成我国每年约1100多亿元的经济损失，制约了社会的可持续发展。最新研究表明，加上对人体健康的危害，每排放一吨二氧化硫，可造成3万元的经济损失。二十世纪的三十年代到六十年代，震惊世界的环境污染事件频繁发生，使众多人群非正常死亡、残废、患病的公害事件不断出现，其中最严重的有八起污染事件，人们称之为“八大公害”，其中五起与二氧化硫有关：第一部分二氧化硫基本知识比利时马斯河谷烟雾事件1930年12月1日～5日，比利时的马斯河谷工业区，外排的工业有害废气（主要是二氧化硫）和粉尘对人体健康造成了综合影响，其中毒症状为咳嗽、流泪、恶心、呕吐，一周内有几千人发病，近60人死亡，市民中心脏病、肺病患者的死亡率增高，家畜的死亡率也大大增高。美国洛杉矶烟雾事件1943年5月～10月，美国洛杉矶市的大量汽车废气产生的光化学烟雾，造成大多数居民患眼睛红肿、喉炎、呼吸道疾患恶化等疾病，65岁以上的老人死亡400多人。美国多诺拉事件1948年10月26日～30日，美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇大气中的二氧化硫以及其它氧化物与大气烟尘共同作用，生成硫酸烟雾，使大气严重污染，4天内42％的居民患病，17人死亡，其中毒症状为咳嗽、呕吐、腹泻、喉痛。英国伦敦烟雾事件1952年12月5日～8日，英国伦敦由于冬季燃煤引起的煤烟形成烟雾，主要是硫酸烟雾引起的呼吸道疾病，导致5天时间内4000多人死亡。日本哮喘病事件1955年～1961年，日本（四日市）由于石油冶炼和工业燃油产生的废气严重污染大气，引起居民呼吸道疾患聚增，尤其是使哮喘病的发病率大大提高。第一部分二氧化硫基本知识二.二氧化硫的排放控制趋势及政策1.二氧化硫排放量趋势1995年，我国SO2排放量达到2370万吨，比1990年增加了870万吨，已超过欧洲和美国，居世界第一位。从1995年以来，由于国家对S02等主要污染物排放实施总量控制和经济结构调整，SO2排放总量已有所减少。但随着经济快速发展，特别是煤炭的消耗持续增长，SO2排放量又有增加趋势，2004年达到2254.9万吨，2005年达到2549万吨。按现在的能源政策到2020年我国的SO2排放量将达到3500万吨，据估算，我国大气中SO2浓度达到国家空气二级标准的环境容量是1200万吨，而现在每年排放的SO2总量都远超过这个值。第一部分二氧化硫基本知识SO2EmissioninAsia第一部分二氧化硫基本知识SO2Emissionsinchina第一部分二氧化硫基本知识2.脱硫政策及控制目标2.1脱硫政策的发展过程时间政府行动1996年全国人大批准《国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要》，国务院批复《国务院关于环境保护若干问题的决定》，提出重点治理两控区污染，要求到2000年所有工业污染源达标1998年3月国务院批复了国家环保局上报的“两控区”划分方案（国函[1998]5号）。两控区划定范围约占国土面积的11.4%，二氧化硫排放量占全国的近60%1998年5-6月国家环保总局布置了制定“酸雨和二氧化硫污染控制行动方案”的工作计划，要求“两控区”的城市在1998年年底前完成二氧化硫“双达标”规划第一部分二氧化硫基本知识时间政府行动2000年全国人大通过第3版“大气污染防治法”2000年12月国务院检查“两控区”的城市二氧化硫“双达标”2001年10月国家环保总局、国家经贸委、科技部联合发布“二氧化硫污染控制技术政策”2002年9月国务院批复两控区“十五”规划2003年1月国务院发布“排污费征收使用管理条例”2003年12月国家环保总局发布新修订的“火电厂大气污染物排放标准”2003年7月全国重点流域区域污染防治工作会2003年9月国务院批准，国家环保总局、国家发改委联合发布《关于加强燃煤电厂二氧化硫污染防治工作的通知》2004年3月中央人口资源环境工作座谈2005年2月制定酸雨控制中长期规划。提出2010年、2015年和2020年控制目标第一部分二氧化硫基本知识2.2国家环保“十二五”目标a.推进钢铁行业二氧化硫排放总量控制，全面实施烧结机烟气脱硫，新建烧结机应配套建设脱硫脱硝设施。第一部分二氧化硫基本知识2.3山东环保“十二五”目标a.钢铁行业全面实施烧结机烟气脱硫，新建烧结机应配套安装脱硫设施。b.现役烧结机及年产100万吨以上的球团设备全部配套建设脱硫设施，综合脱硫效率达到80%以上。13第一部分二氧化硫基本知识2.4颗粒物及二氧化硫排放浓度限值及总量控制指标山东省钢铁工业污染物排放标准(DB37-990－2008)序号污染物名称最高允许排放浓度mg/m3吨产品排放量量kg/t1二氧化硫2000.62颗粒物500.20（以烧结、球团产品计0.20计）第二部分脱硫工艺介绍一.脱硫工艺方法简介1.湿法烟气脱硫石灰石（石灰）—石膏烟气脱硫是以石灰石或石灰浆液与烟气中的SO2反应，脱硫产物是含水15-20%的石膏。氧化镁烟气脱硫是以氧化镁浆液与烟气中的SO2反应，脱硫产物是含结晶水的亚硫酸镁和硫酸镁的固体吸收产物。氨法烟气脱硫用(NH4)2SO3吸收SO2生成NH4HSO3，循环槽中用补充的氨使NH4HSO3再生为(NH4)2SO3循环使用。双碱法烟气脱硫是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂，配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2来达到烟气脱硫的目的，然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用海水法烟气脱硫海水通常呈弱碱性具有天然的二氧化硫吸收能力，生成亚硫酸根离子和氢离子，洗涤后的海水呈酸性，经过处理合格后排入大海。第二部分脱硫工艺介绍2.干法或半干法烟气脱硫所谓干法烟气脱硫，是指脱硫的最终产物是干态的喷雾法：利用高速旋转雾化器，将石灰浆液雾化成细小液滴与烟气进行传热和反应，吸收烟气中的SO2。炉内喷钙尾部增湿活化法：将钙基吸收剂如石灰石、白云石等喷入到炉膛燃烧室上部温度低于1200℃的区域，石灰石煅烧成氧化钙，新生成的CaO与SO2进行反应生成CaSO4，并随飞灰在除尘器中收集，并且在活化反应器内喷水增湿，促进脱硫反应。循环流化床法：将干粉吸收剂粉喷入塔内，与烟气中的SO2反应，同时喷入一定量的雾化水，增湿颗粒表面，增进反应，控制塔出口烟气的温度，吸收剂和生成的产物一起经过除尘器的收集，再进行多次循环，延长吸收剂与烟气的接触时间，大大提高吸收剂的利用率和脱硫效率。荷电干式喷射脱硫法：吸收剂干粉以高速通过高压静电电晕充电区，使干粉荷上相同的负电荷被喷射到烟气中荷电干粉同电荷相斥，在烟气中形成均匀的悬浊状态，离子表面充分暴露，增加了与SO2的反应机会。同时荷电粒子增强了活性，缩短了反应所需停留时间，提高了脱硫效率。第二部分脱硫工艺介绍二、烧结机石灰—石膏湿法脱硫工艺概述1、烧结机的烟气特点烧结烟气是烧结混合料点火后，随台车运行，在高温烧结成型过程中产生的含尘废气，烧结烟气的主要特点是：（1）烧结机年作业率较高，达90％以上，烟气排放量大；（2）烟气成分复杂，且根据配料的变化存在多改变性别；（3）烟气温度波动幅度较大，波动规模在90～170℃；（4）烟气湿度比较大一般在10％左右；（5）由于烧结原料含硫率关系，引起排放烟气SO2浓度随配料比的变化而发生较大的变化；（6）烧结烟气含氧量高，约占10%～15%左右；（7）含有腐蚀性气体。烧结机点火及混合料的烧结成型过程，均产生一定量的氯化氢（HCl）、硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）、氟化氢（HF）等。第二部分脱硫工艺介绍2.石灰-石膏湿法脱硫工艺原理脱硫剂采用石灰粉（150目以上，含钙率≥80%，筛余量≤5%），脱硫浆液吸收烟气中的S02后，经氧化生成石膏，其反应方程式如下：（1）烟气中SO2及SO3的溶解；烟气中所含的SO2与吸收剂浆液发生充分的气/液接触，在气—液界面上发生传质过程，烟气中气态的SO2及SO3溶解转变为相应的酸性化合物：SO2＋H2O←→H2SO3SO3＋H2O←→HSO4烟气中的一些其他酸性化合物（如：HF、HCl等），在烟气与喷淋下来的浆液接触时也溶于浆液中形成氢氟酸、盐酸等。（2）酸的离解SO2溶解后形成的亚硫酸迅速按下式进行离解：H2SO3←→H++HSO3-（较低PH值）HSO3-←→H++SO32-（较高PH值）HSO4以及溶解的HF、HCl也进行了相应的离解，由于离解反应中产生了H+，因而造成PH值的下降。离解反应中产生的H+必须被移除，方可使浆液能重新吸收烟气中的二氧化硫，H+通过与吸收剂发生中和反应被移除。第二部分脱硫工艺介绍（3）吸收剂溶解与中和反应首先需将石灰消化，即将生石灰与水反应生成熟石灰Ca(OH)2浆液：CaO（固）+H2O←→Ca(OH)2（固）Ca(OH)2（固）+H2O←→Ca(OH)2（浆液）+H2OCa(OH)2可部分电离生成离子：Ca(OH)2（浆液）←→Ca2++2OH-吸收剂浆液在吸收塔喷淋区内与离解反应产生的H+发生中和反应：OH-+H++HSO3-→SO32-＋H2OCa(OH)2+H++HSO3-→Ca2++SO32-＋H2O在酸性条件下，反应中生成的SO32-还可以按下式进行反应：SO32-+H+←→HSO3-第二部分脱硫工艺介绍（4）氧化反应及结晶吸收了SO2的浆液，含有大量的SO32-、HSO3-，这些离子在吸收塔下部的浆池内，被罗茨风机鼓入的氧气所氧化：2SO32-＋O2→2SO42-2HSO3-＋O2→2H++2SO4-SO32-、HSO3-不断的被氧化成SO42-，并与Ca2+结合连续生成CaSO4，最终导致溶液的过饱和，进而产生了石膏晶体。Ca2＋＋SO