SO2污染控制工程
二氧化硫的防范措施
二氧化硫的防范措施一、工程措施1、污染源控制。
减少化石燃料的燃烧，以减少发电厂和烧煤产生的二氧化硫排放；生产企业技术升级，改造煤烟处理设施，加装脱硫设备，迅速减少二氧化硫的排放；采用更清洁的技术取代污染技术，提高污染物的效率，限制有毒气体和粉尘排放；2、设置污染排放和管理规定，防止二氧化硫排放，并建立相关标准；3、阈值和监测模式。
建立合理的监测频率、气体排放量标准和分析方法，实施有效的监测，持续改善污染控制水平。
4、建立完善的国家和地方环境法规，以保护环境；5、裁减污染源的二氧化硫排放，并对污染物在排放源周围的影响和平流层的影响进行研究；6、开展有关技术研究，推出更有效的治理技术，以降低空气污染；7、建立污染抑制计划，进行可行性分析和防治技术研究；8、及时发布大气污染预警和特殊气象警报，预防大气污染，并对公众发布正确的防护措施；9、尽可能小用能源、加大发电系统利用效率，减少能源的消耗；10、合理规划人口结构，合理规划实际生育水平，避免出现过度人口对大气环境的负面影响；二、阴阳措施1、避免相关污染源，不要在污染环境中生活；2、减少用煤烟烹饪，尽可能多使用电灶或液化气烹饪或采用油烟净化技术；3、多休息，活动休息，适度减少运动；4、减少行车，尽可能多乘坐公共交通工具或自行车；5、注意人体防护，减少在恶劣的环境中的暴露；6、减少细小尘垢的接触，特别是接触细微的二氧化硫，及时选择合适的防护措施；7、采取有效的措施排出燃气，避免二氧化硫的污染。
三、行业指导1、加强行业技术攻关，开发高效、低污染的脱硫技术，引入清洁发电技术；2、完善国家和行业标准，建立完善的二氧化硫排放监测制度，完善环境影响评价和环境技术标准；3、加强行业管理，加强违法行为的惩处，加强行业信息的发布；4、加强企业的自我检查，建立完善的自查机制，提高企业环境自我管理水平，加强市场和消费者的参与；5、实施行政执法，严格实施行政处罚，惩戒违法行为；6、开展新型技术开发和工艺改造，采用新技术和清洁生产技术，加强消减排放二氧化硫的技术研发；7、加强环境信息公开，及时公开有关企业的环境监测信息；8、宣传环保知识，让公众明白二氧化硫的危害，并及时采取有效的防护措施。
大气污染控制工程习题答案
1.1根据我国《环境空气质量标准》（GB3095-2012）的二级标准，求出PM2.5、SO2、NO2三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：查表得三种污染物二级标准（日平均浓度限值）分别为SO2 150μg/m3、NO2 80μg/m3和PM2.5 75μg/m3。
以SO2为例，求体积分数即求ppmC ppm=C mass1000 MW×22.4其中C mass的单位为μg/m3。
所以SO2 C ppm=150*22.4/(1000*64)=0.0525ppm=0.0525*10-6=0.0525*10-4%同理可得NO2 0.039*10-4%PM2.5属于颗粒物，假设标况下空气密度 1.29kg/m3，所以其质量分数为75*10-6/1.29*103=5.814*10-6%，质量分数与体积分数一样，其体积分数0.05814*10-4%1.2含CCl4废气，气流量为10 Nm3/s，CCl4体积分数为150ppm，请估算废气中CCl4的质量浓度（g/Nm3）和摩尔浓度（mol/Nm3）。
解：CCl4平均分子量154g/mol 体积分数1.50*10-4=1.50*102ppmρ=C mass=1.50*102*1000*154/22.4=1.03g/Nm3C=1.03g/Nm3/154g/mol=6.69*10-3mol/Nm31.3成人每次吸入的空气量平均为0.5L，假若每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为100μg/m3，试计算每小时沉积于肺泡内的颗粒物质量。
已知该颗粒物在肺泡中的沉降系数为0.12。
解：成人每次吸入空气量为0.5L=5*10-4m3每小时吸入空气量5.0*10-4*15*60=0.45m3/h 每小时吸入颗粒物量0.45*100=45μg/h。
所以沉积在肺泡上颗粒物量为45*0.12=5.4μg/h1.4设人体内有4800mL血液，每100mL血液中含20mL氧。
大气污染控制工程第二章
CH N S O 0.808 0.013 0.013 0.057 α(O2 3.78N2 )
CO2 0.404H2O 0.013SO2 (3.78α 0.0065)N2
例2 假定煤的化学组成以质量计为：C:77.2%，H:5.2%， N:1.2％，S:2.6%，O:5.9%，灰分:7.9%。试计算这种煤燃 烧时的理论空气量。
解：首先确定煤的摩尔组成。为计算简便，相对于单一原子 标准化其摩尔组成。
C H N S O 灰分
％(以质量计)
77.2
÷12＝
5.2
÷1＝
1.2
Va
Va0
通常α〉1，α值的大小取决于燃料种类、燃烧装置形 式及燃烧条件等因素。
3、空燃比
单位质量燃料燃烧所需要的空气质量，可以 由燃烧方程式直接求得。
例如，甲烷燃烧：
CH 4 2O 2 7.56N 2 CO 2 2H 2O 7.56N 2
空燃比：
AF 2 32 7.56 28 17.2 116
（3）时间条件
（4）燃料与空气的混合条件
燃料和空气中氧的充分混合也是有效燃烧的 基本条件。混合程度取决于空气的湍流度。 若混合不充分，将导致不完全燃烧产物的产 生。对于蒸汽相的燃烧，湍流可以加速液体 燃料的蒸发。对于固体燃料的燃烧，湍流有 助于破坏燃烧产物在燃料表面形成的边界层， 从而提高表面反应的氧利用率，并使燃烧过 程加速。
Cx H y SzO w
(x
y 4
z
w 2
)O2
大气污染控制工程-吸收法(吸收剂选择)
5 吸收剂的选用 吸收剂的种类
水：能吸收废气中能溶于水的组分SO2、HF、NH3 、HCl及煤气中的CO2等。
碱性吸收剂：能吸收酸性气体。 酸性吸收剂：能吸收SO3、NOX等。 有机吸收剂：可以吸收有机废气，如聚乙烯醚、二乙
醇胺等。
选择吸收剂时应考虑的因素 ➢ 溶解度：溶质在溶剂中的溶解度要大，而且吸收剂可以循环 使用。 ➢ 选择性：吸收剂对混合气体中溶质要有良好的吸收能力，而 对其他组分应不吸收甚至吸收甚微。 ➢ 溶解度对操作条件的敏感性：溶质在吸收剂中的溶解度对操 作条件（温度、压力）要敏感 ➢ 挥发度：吸收剂的挥发度要小 ➢ 黏性：吸收剂的黏度要低 ➢ 化学稳定性：吸收剂化学稳定性要好 ➢ 腐蚀性：吸收剂腐蚀性应尽可能小 ➢ 其他：吸收剂还应尽可能满足价廉、易得、易再生、无毒、 无害、不易燃烧、不易爆等要求。Thank You !
大气污染控制工程-08硫氧化物的污染控制
1995年我国煤炭洗选能力3.8×108t，入洗量 2.8×108t ，入洗率22%。
——煤炭洗选只能去除部分无机硫，不能去除有机
二、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，生成不同热值的煤 气 移动床、流化床和气流床三种方法
—煤气中硫以H2S形式存在，先用湿法洗涤去除大部分
氧化镁 法
海水脱硫 法
氨法
氨水做吸收剂
NH 3 SO2 H 2O (NH 4 )2 SO3 (NH 4 )2 SO3 SO2 H 2O 2NH 4 HSO3
5.干法脱硫技术
干法喷钙脱硫
循环流化床烟气脱硫
二、同时脱硫脱氮工 艺
1.电子束辐射法
CaSO 4 CO CaO CO 2 SO 2 CaSO 4 H 2 CaO H 2O SO 2
870～930oC（二级再生法）
CaSO4 4CO CaS 4CO 2 CaSO4 4H 2 CaS 4H 2O
540～700oC
流化床燃烧方式为脱硫提供了理想的环境 CaSO 的摩尔体积大于CaCO ，部分孔隙堵塞，使
脱硫剂煅烧及硫酸盐化 过程
大气污染控制工程习题解答.doc
《环境工程》习题解答第一次1. 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO2、 NO 2、 CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3， NO2： 0.12mg/m 3，CO： 4.00mg/m 3。
按标准状态下1m3干空气计算，其摩尔数为1103 44.643mol 。
故三种污染物体积百分数分别为：22.4SO2： 0.15 10 3 0.052 ppm ，NO2：0.1210 3 0.058 ppm64 44.643 46 44.6434.00 10 33.20 ppm 。
CO：2844.643l 4气体与空气混合成体积分数为1.50× 10－4的混合气体，在管道中流动的流量为 10m3N、/s，试确定： 1）CCl 4在混合气体中的质量浓度（ g/m3 N）和摩尔浓度c（ mol/m 3 N）；2）每天流经管道的 CCl 4质量是多少千克？解： 1）（ g/m3N） 1.50 10 4 154 1.031g / m N322.4 10 3c（ mol/m 3N）1.50 1022.4 10 43 6.7010 3 mol / m3N。
2）每天流经管道的CCl 4质量为 1.031× 10× 3600× 24×10－3kg=891kg3. 已知重油元素分析结果如下：C：85.5% H ：11.3% O：2.0% N ：0.2% S：1.0%，试计算： 1）燃油 1kg 所需理论空气量和产生的理论烟气量；2）干烟气中 SO2的浓度和 CO2的最大浓度；3）当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。
解： 1kg 燃油含：重量（ g）摩尔数（ g）需氧数（ g）C 855 71.25 71.25H 113－ 2.5 55.25 27.625S 10 0.3125 0.3125H2O 22.5 1.25 0N元素忽略。
内科大大气污染控制工程教案第8章 硫氧化物的污染控制
授课方式：讲授、自学
一、煤炭的固态加工
原煤必须经过分选，以除去煤中的矿物质。目前世界各国广泛采用的选煤工艺主要是重力分选法。分选后原煤含硫量减低40%-90%。煤的净化效率取决于煤中黄铁矿的硫颗粒大小及无机硫含量。在有机硫含量较大，或煤中黄铁矿嵌布很细的情况下，仅用重力脱硫法、精煤硫分不能达到环境保护条例的要求。
白云石脱硫性能比石灰石好些，因为在燃烧室温度下，白云石呈多孔结构；
三、流化床燃烧脱硫的主要影响因素
1、钙硫比
脱硫剂所含钙与煤中硫的摩尔比，是表示脱硫剂用量的一个指标；
直接脱硫是选用抗中毒性能较好的催化剂，将重油直接引入装有催化剂的反应塔加氢脱硫，同时采取适当防护措施，如有的工艺在反应塔前加防护塔，填充其他廉价的催化剂，尽可能除去不纯物和金属成分。
间接脱硫过程是先把重油减压蒸馏，分成溜出油和残油。单独将溜出油进行高压加氢脱硫，然后与残油相混合；或以液化丙烷（或丁烷）做溶剂，对残油进行处理，分理出沥青后，再与溜出油混合进行加氢处理。
1、基本原理
燃料和矿物的利用通常会形成二氧化硫，如果希望控制二氧化硫排入大气，可以采取本章将要介绍的各种方法。涉及的大部分控制方法都以生成CaSO4.2H2O的形式捕集二氧化硫，并通过产物填埋处理使硫返回地球。其总的化学反应可写为：
CaCO3+SO2+0.5O2CaSO4+CO2
在此反应中，一种易获得的矿石（石灰石）被采掘，并用它形成了另一种矿石（石膏或硬石膏）返回地球，同时向大气释放二氧化碳。上式在形式上很简单，但大规模地实现二氧化硫的捕集在工程上仍十分复杂，将在以后几节中详细介绍。
SCR—ⅱ直接液化法和鲁奇气化-弗-托合成间接液化法的典型工艺过程示意图如图8-2和图8-3；
大气污染控制工程课程设计指导书
大气污染控制工程课程设计指导书一、课程设计目的本课程设计是《大气污染控制工程》课程实践性教学环节之一。
通过本设计使学生巩固所学的大气污染控制方面的知识，了解废气处理工程设计的基本内容，加强工程设计能力的训练，提高综合运用本课程知识以及其它课程中所学的知识，解决废气处理与计算的处理工程实际问题的能力。
二、设计内容和要求课题一1. 根据煤耗量计算锅炉排烟量、烟尘及SO2浓度。
2. 净化系统设计方案的分析确定。
3. 设计计算和选择相应的除尘设备和脱硫塔：确定除尘器和塔类型、规格，并确定其主要运行参数。
4. 管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置，并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口以及系统总阻力。
5. 风机及电机的选择设计：风机类型、型号及电动机的种类、型号和功率。
课题二1. 集气罩类型选择和设计2. 填料塔的设计计算3. 管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置，并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口以及系统总阻力。
4. 风机及电机的选择设计：风机类型、型号及电动机的种类、型号和功率。
三、设计步骤（一）．烟气量计算1.理论空气量的计算标准状态下碳的完全燃烧反应方程式为：C ＋O 2 → CO 2 ⇒ 12kgC ＋22.4m 3O 2 → 22.4 m 3CO 2由此可得1kg 碳完全燃烧时需要1.867 m 3氧气，并产生1.867 m 3 CO 2。
1kg 燃料中包含有C Y 碳，因而1kg 燃料中碳完全燃烧必需的氧气量为1.867C Y m 3。
同理可得1kg 燃料中氢完全燃烧时必需的氧气量为5.56H Y m 3，硫完全燃烧时必需的氧气量为0.7S Y m 3。
燃料燃烧时，1kg 燃料本身释放出的氧气量在标准状态下的容积为0.7O Y m 3。
综上可得1kg 燃料完全燃烧时所需外界供应的氧气量为：203o 1.867C 5.560.70.7m /kg Y Y Y Y V H S O =++-式中20o V ——标准状态下理论需氧量，m 3/kg ； C Y 、H Y 、S Y 、 O Y ——为烟气中所含各元素的质量分数。
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2020/4/12
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流化床脱硫的化学过程
• 脱硫剂：石灰石（CaCO3）、白云石（CaCO3•MgCO3）
• 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
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流化床燃烧脱硫的影响因素
2020/4/12
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FGD系统构成
整套系统由以下子系统组成： （1）SO2吸收系统 （2）烟气系统 （3）石灰石浆液制备系统 （4）石膏脱水与存系统 （5）供水和排放系统 （6）废水处理系统 （7）压缩空气系统
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湿法石膏法烟气脱硫工艺2
艺设备，仅增加脱硫剂的耗量就可以满足更高的脱硫率的要求。 脱硫剂利用率高、脱硫副产物排放少；脱硫副产物流动性好，易于处理。
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湿法烟气脱硫
氧法：回收硫铵法、回收石膏法、回收硫磺法 钙法：石灰石－石膏法 钠法：中和法、直接利用法、回收亚硫酸钠法、
回收石膏法、回收硫磺法 镁法 碱式硫酸铝法 磷铵肥法
1.钙硫比
• 表示脱硫剂用量的指标，影响 最大的性能参数
• 脱硫率（）可以用Ca/S（R） 近似表达
1exp(mR)
2.煅烧温度
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
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m－综合影响参 数
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流化床燃烧脱硫的影响因素
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
年份
1985-2002年SO2排放量变化趋势图
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我国北方城市SO2污染现状
250 200 150 100
50
W H O S ta n d a r d
0
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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
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对生态环境的危害
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黄瓜叶
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建筑物
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二氧化硫脱硫
烟气脱硫：从烟气中脱除二氧化硫的技术 一般分类：抛弃法，回收法 按控制技术分类 （1）干法烟气脱硫 （2）湿法烟气脱硫 （3）洁净煤燃烧技术
- 固体废物处置
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湿法
4.其他湿法脱硫工艺（续）
• 海水脱硫法
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干法脱硫技术 干法喷钙脱硫
干法脱硫技术 干法喷钙脱硫
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同时脱硫脱氮工艺
1.电子束辐射法
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CFB-FGD的技术特点
设备使用寿命长、维护量小。塔内完全没有任何运动部件。塔内磨损小，设 备使用寿命长。
脱硫效率高、运行费用低。 控制简单，没有制浆系统及浆液喷嘴，加入吸收塔的消石灰和水是相对独立
的便于控制消石灰用量及喷水量，容易控制操作温度。 单塔处理能力大。配置7个文丘里单塔CFB-FGD系统已在300MW燃煤机组
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大气污染控制工程
二氧化硫（SO2）Sulfur Dioxide
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大气污染物控制技术
主要内 容
1.熟悉二氧化硫
2.二氧化硫是如何产生的
3.二氧化硫的危害
4.脱硫原理及工艺流程
5.二氧化硫的应用
2
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二氧化硫及产生
二氧化硫（SO2）是最常见的硫氧化物。无色气 体，有强烈刺激性气味。大气主要污染物之一。 火山爆发时会喷出该气体，在许多工业过程中也 会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化 合物，因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫 溶于水中，会形成亚硫酸（酸雨的主要成分）。 若把SO2进一步氧化，通常在催化剂如二氧化氮 的存在下，便会生成硫酸。这就是对使用这些燃 料作为能源的环境效果的担心的原因之一。
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干法烟气脱硫
接触氧化法 石灰石吹入法 活性氧化锰法 活性炭法 氧化铜法
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循环流化床干法烟气脱硫技术
CFB-FGD脱硫装置 CFB-FGD是目前干法脱硫技术商业应用中单塔
处理能力最大、脱硫综合效益最优越的一种方法 。该工艺已经先后在德国、奥地利、波兰、捷克 、美国、爱尔兰等国家得到广泛应用，最大已运 行单机、单塔机组容量为300MW，简要介绍如下 ：
C a C O 3 S O 2 0 .5 O 2 C a S O 4 C O 2
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硫循环与硫排放
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硫循环与硫排放
我国SO2排放的年际变化
排放量（万吨）
2400
2000
1600
1200
800
400
0 1985
1987
得到成功运行。 负荷适应性好。由于采用了清洁烟气再循环技术，以及脱硫灰渣循环等措施
，可以满足不同的锅炉负荷要求。 无须防腐。CFB吸收塔内具有优良的传质传热条件，使塔内的水分迅速蒸发
，游并设且备可不脱会除产几生乎粘全结部、的堵塞SO、3，腐烟蚀气。温度高于露点20℃左右，吸收塔及其下 良好的操作弹性。当煤的含硫量增加或要提高脱硫效率时，无需增加任何工
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五大空气污染事故
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人类活动
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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
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流化床燃烧脱硫的影响因素
2020/4/12
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高浓度SO2尾气的回收和净化
2020/4/12
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干法流化床烟气脱硫
2020/4/12
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ＣＦＢ硫化床技术工艺原理简图
2020/4/12
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CFB-FGD工艺流程示意图2
2020/4/12
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石灰石一石膏脱硫工艺原理
石灰石一石膏湿法脱硫工艺
采用价廉易得的石灰石或石灰作脱硫吸收剂，石灰石经破 碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收剂浆液。当采用石灰 石作为吸收剂时，石灰石粉经处理后加水磨制，搅拌制成 吸收剂浆液。在吸收塔内，吸收剂浆液与烟气强烈接触混 合，烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气 进行化学反应被脱除，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟 气经除雾器除去带出的细小液滴，经加热器加热升温后排 入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆 液的循环利用，脱硫吸收剂的利用率高。该工艺适用于任 何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可达到95％以上。
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
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硫循环与硫排放
九十年代末我国酸雨区域分布
2020/4/12
2020/4/12
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主要烟气脱硫工艺（干法）
3.喷雾干燥法烟气脱硫
• 一种湿－干法脱硫工艺，市场份额仅次于湿钙法 • 脱硫过程
- SO2被雾化的Ca(OH)2浆液或Na2CO3溶液吸收 - 温度较高的的烟气干燥液滴形成干固体废物 - 干废物由袋式或电除尘器捕集 • 设备和操作简单，废物量小，能耗低（湿法的1/2~1/3)
同时脱硫脱氮工艺
2.湿法同时脱硫脱氮工艺
• 氯酸氧化法 • WSA－SNOX法 • 湿法FGD添加金属螯合剂
2020/4/12
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同时脱硫脱氮工艺
2.干法同时脱硫脱氮工艺
• NOXSO法 • SNRB法 • CuO同时脱硫脱氮工艺
2020/4/12
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结束
本节结束
2020/4/12
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喷雾干燥法
2020/4/12
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喷雾干燥法
3.喷雾干燥法烟气脱硫
• 主要过程 - 吸收剂制备 - 吸收和干燥
C a (O H )2(s) S O 2(g ) H 2 O (l) C a S O 32 H 2 O (s) - 固体捕集C a S O 32 H 2 O (s) 0 .5 O 2(g ) C a S O 42 H 2 O (s)