高中化学研究性学习课题

燃煤脱硫的简史及其发展

课题名称：燃煤脱硫的简史及其发展

报告时间: 2013.12.09

研究单位：高2016届7班

小组成员：邱泽林石靖雯

指导老师：闵新爱

硫是一种重要的非金属元素，广泛存在于自然界。通过高一的化学我们知道，许多硫的化合物有一定的危害，如二氧化硫，它是一种有毒气体，会危害人的身体健康，不仅如此，大气中的二氧化硫还会融进水中生成亚硫酸，通过降雨落到地面上，就是酸雨。酸雨有很大的危害，能直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀，所以我们要防止二氧化硫被直接排放到大气中。那么，二氧化硫主要来自于哪里呢?答案是煤的燃烧。我们知道煤是由古生物遗体在地下经过数万今年的高温高压而形成的，而硫是一种生命元素，许多蛋白质需要硫元素来构成二硫键，所以现在的燃煤中含有大量的硫元素，燃烧时就会与氧气反应生成二氧化硫，造成大气污染。人们知道二氧化硫造成的大气污染很有危害，所以人们采取了一系列措施对燃煤进行脱硫处理，随着科学技术的不断进步，脱硫的效率也越来越高，成本也越来越低廉，那么让我们回顾一下燃煤脱硫的发展史。

煤的脱硫分为两个阶段，一个是燃烧前脱硫，另一个是燃烧中脱硫。燃烧前主要为煤炭洗选脱硫，即在燃烧前对煤进行净化，去除原煤中部分硫分和灰分。分为物理法、化学法和微生物法等，详细操作如下。

1、物理法：主要指重力选煤，利用煤中有机质和硫铁矿的密度差异而使它们分离。该法的影响因素主要有煤的破碎粒度和硫的状态等。主要方法有跳汰选煤，重介质选煤，风力选煤等。

2、化学法：可分为物理化学法和纯化学法。物理化学法即浮选；化学法又包括碱法脱硫，气体脱硫，热解与氢化脱硫，氧化法脱硫等。

3、微生物法：在细菌浸出金属的基础上应用于煤炭工业的一项生物工程新技术，可脱除煤中的有机硫和无机硫。

物理法的效率只有大约20%左右，脱硫效率低，使人们以前常用的办法，随着技术进步，人们开始逐渐使用化学方法和生物方法，其中生物法效率最高。

燃烧前脱硫并不能脱去煤中所有的硫，所以燃烧中脱硫也很重要，它有型煤固硫技术、流化床燃烧脱硫技术等，其具体方法如下

1、湿法烟气脱硫技术

湿法烟气脱硫技术是指吸收剂为液体或浆液。由于是气液反应，所以反应速度快，效率高，脱硫剂利用率高。该法的主要缺点是脱硫废水二次污染；系统易结垢，腐蚀；脱硫设备初期投资费用大；运行费用较高等。

（1）石灰石—石膏法烟气脱硫技术

该技术以石灰石浆液作为脱硫剂，在吸收塔内对烟气进行喷淋洗涤，使烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙，同时向吸收塔的浆液中鼓入空气，强制使亚硫酸钙转化为硫酸钙，脱硫剂的副产品为石膏。该系统包括烟气换热系统、吸收塔脱硫系统、脱硫剂浆液制备系统、石膏脱水和废水处理系统。由于石灰石价格便宜，易于运输和保存，因而已成为湿法烟气脱

硫工艺中的主要脱硫剂，石灰石—石膏法烟气脱硫技术成为优先选择的湿法烟气脱硫工艺。

（2）氨法烟气脱硫技术

该法的原理是采用氨水作为脱硫吸收剂，氨水与烟气在吸收塔中接触混合，烟气中的二氧化硫与氨水反应生成亚硫酸氨，氧化后生成硫酸氨溶液，经结晶、脱水、干燥后即可制得硫酸氨（肥料）。该法的反应速度比石灰石—石膏法快得多，而且不存在结构和堵塞现象。

（3）半干法烟气脱硫技术

主要介绍旋转喷雾干燥法。该法是美国和丹麦联合研制出的工艺。该法与烟气脱硫工艺相比，具有设备简单，投资和运行费用低，占地面积小等特点，而且烟气脱硫率达75%—90%。该法利用喷雾干燥的原理，将吸收剂浆液雾化喷入吸收塔。在吸收塔内，吸收剂在与烟气中的二氧化硫发生化学反应的同时，吸收烟气中的热量使吸收剂中的水分蒸发干燥，完成脱硫反应后的废渣以干态形式排出。该法包括四个在步骤：1）吸收剂的制备；2)吸收剂浆液雾化；3）雾粒与烟气混合，吸收二氧化硫并被干燥；4）脱硫废渣排出。该法一般用生石灰做吸收剂。生石灰经熟化变成具有良好反应能力的熟石灰，熟石灰浆液经高达15000～20000r/min的高速旋转雾化器喷射成均匀的雾滴，其雾粒直径可小于100微米，具有很大的表面积，雾滴一经与烟气接触，便发生强烈的热交换和化学反应，迅速的将大部分水分蒸发，产生含水量很少的固体废渣。

第一种方法脱硫效率高（大于95%），工作可靠性高，但该法易堵塞腐蚀，脱硫废水较难处理，而第二种方法的反应速度比石灰石—石膏法快得多，而且不存在结构和堵塞现象。所以随着技术的不断进步，越来越多的工厂开始使用这种方法。

煤炭是中国分布最广，储量最多的能源资源，在中国的国民经济和社会发展中占有极其重要的地位。中国的经济发展对煤的依赖程度仍然较大，所以煤的脱硫自然成为十分重要的工作。中国是一个不断崛起的发展中的大国，所以我们要承担大国应有的责任，不断努力研究、开发出高效、低成本的煤炭脱硫技术，为世界环保做贡献。