微生物2021=脱硫 PPT课件

Na2CO3十SO2→Na2SO3十CO2 Ca(OH)2十SO2→CaSO3·1/2H2O十1/2H2O • 如反应时有氧气，则Na2SO3和CaSO3会氧化生 成硫酸钠和硫酸钙： Na2SO3十1/2O2→Na2SO4 Na2CO3十SO2十1/2O2→Na2SO4十CO2 Ca(OH)2十SO2十1/2O2十H2O→CaSO4·2H2O
2. 洗涤循环底槽内有机械搅拌和氧化空气分配系统；
3. 石灰石粉与水混合制浆后定量加入吸收塔内；
4. 引风机位于吸收塔烟气入口，没有腐蚀和结垢的 问题，吸收塔正压运行；
5. 采用回转式气／气烟气再热器，利用原烟气自身 热能加热洗涤脱硫后的冷湿烟；
6. 石膏浆液经水力旋流分离器和真空皮带过滤器脱
水及热烟气干燥处理，最终副产品为粉状或块状
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二、重油脱硫
• 重油脱硫的常用方法是在钼、钴和镍等 的金属氧化物催化剂作用下，通过高压 加氢反应，切断碳与硫的化合键，以氢 置换出碳，同时氢与硫作用形成硫化氢， 从重油中分离出来，用吸收法除去
• 另一种重油脱硫方法是将重油用蒸气、 氧气部分燃烧气化，硫转化成为硫化氢 和少量二氧化硫而进行处理
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§2 燃烧脱硫
• 干法烟气脱硫(DFGD): Dry Flue Gas Desulfurization 1. 喷雾干法烟气脱硫: Ca(OH)2 2. 循环流化床烟气脱硫（CFB-FGD）(Circulating Fluidized Bed Flue Gas Desulfurization): Ca(OH)2
• 海水烟气脱硫 • 等离子体烟气脱硫
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喷雾干燥法的脱硫效率、脱硫剂利用率与计量 比的关系(计量比＝脱硫剂实际用量／理论用2量0 )
2、循环流化床干法烟气脱硫 （CFB-FGD）

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二、石灰石浆液制备系统
每台炉设二台100%容量石灰石浆液泵 （一运一备），每台出力30 m3/h，扬程 30m，本期共四台 (两台备用)。
由石灰石浆液泵供吸收塔补充与SO2反应 消耗了的吸收剂。
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石 灰 石 制 备 系 统 流 程 图
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三、烟气系统及设备
系统概述 主要设备
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三、烟气系统及设备
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湿 法 烟 气 脱 硫 系 统 流 程
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二、石灰石贮存及石灰石浆液 制备系统
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二、石灰石浆液制备系统
石灰石供应系统
石灰石块由卡车运到脱硫岛，直接倒入卸料斗,，上部设 钢格栅防止大块的石灰石进入设备。卸料斗的石灰石经振
动给料机稳流后送入斗式提升机垂直提升至石灰石筒仓的
仓顶，经斗式提升机出口的落料管，物料进入筒仓储存， 同时，仓顶装有一台袋式除尘器及真空压力释放阀、,设2 个出料口，筒仓储存可满足2×350MW机组燃用设计煤 种3天石灰石用量。石灰石筒仓底部成锥形。
三、烟气系统及设备
（一）脱硫风机（增压风机） 1.作用：用以克服FGD装置产生的流动阻力。 2.型式：动叶可调轴流式、静叶可调轴流式、离心
式。目前大多采用静叶可调式。 3.静叶可调轴流式脱硫风机的特点： 其气动性能介于离心式风机和动叶可调式轴流风
机之间。可输送含有灰分或腐蚀性的大流量气体， 具有优良的气动性能，高效节能，磨损小，寿命 长。其结构简单，运行可靠，安装维修方便，具 有良好的调节性能。
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三、烟气系统及设备
（二）烟气挡板
FGD烟气挡板概况
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三、烟气系统及设备
4.系统设计工作概况 当锅炉从35%MCR到BMCR工况条件下，
FGD装置的烟气系统都能正常运行，并且 在BMCR工况下进烟温度加10℃裕量条件 下仍能安全连续运行。当烟气温度超过限 定的温度时，烟气旁路系统启运。

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Zitomer在以蔗糖为基质的血清瓶微氧 产甲烷系统的试验中发现，系统COD去 除率高而且出水COD浓度低。
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好氧与微氧厌氧处理结果对比
条件
COD (mg/L)
进水 出水
3×104
充氧率为1gO2/(L·d) 1400
好氧系统
2400
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2.3 产甲烷活性高
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本实验在反应器内部采用每天人工定期 通入氧气的方法，利用便携式ORP测定 仪监控反应器内ORP为-250～-220 mV。
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一周后COD和 100% SO42-去除率呈现 80% 增长趋势，2周后，
60%
反应器运行较稳 定，COD去除率 40% 达50%，SO42- 20% 去除率达80%， 0%
控制温度为30℃，ORP为-230mV。
实验共运行了6周，两日进行一次项目分析。
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COD去除结果
kg/m3·d
负
荷 30
（
20
）
10
0 16000
浓 度 （
12000
）
8000
4000
进水COD浓度 COD去除率
进水COD负荷
HRT
出水COD浓度
30 25 20 15 10 5 0 100%
好氧微生物必须在时间或空间上分离。
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但是，由于厌氧微环境的存在(如颗粒污 泥或生物膜的形成)而使好氧菌和厌氧菌 可以在同一反应器里共存。
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如颗粒污泥表面的兼性微生物可在氧分 子扩散进颗粒内层之前就消耗掉氧分子。

直接向锅炉炉膛内喷入石灰石
炉内喷钙-
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尾部 增湿
法
粉，石灰石粉在高温下分 解为氧化钙，氧化钙与烟 气中的SO2反应生成亚硫酸 钙。为了提高脱硫率，在 尾部喷入水雾，增加氧化
优点：工艺流程比石灰石-石膏法简单，投资 也较小。
缺点：脱硫率较低：约70%、操作弹性较小、 钙硫比高，运行成本高、副产物无法利用 且易发生二次污染（亚硫酸钙分解）。
燃烧前脱硫技术主要有物理洗选煤法、化学洗选 煤法、煤的气化和液化、水煤浆技术等
微生物脱硫技术目前常用的脱硫细菌有：属硫杆菌 的氧化亚铁硫杆菌、氧化硫杆菌、古细菌、热硫化 叶菌等。
煤的气化，是指用水蒸汽、氧气或空气作氧化剂， 在高温下与煤发生化学反应，生成H2、CO、CH4 等可燃混合气体（称作煤气）的过程
1、湿式石灰/石灰石-石膏法
利用石灰或石灰石浆液作为洗涤液吸收净化 烟道气中的SO2并有副产石膏
优点：吸收剂价廉易得；副产物石膏可回收 用作建筑材料；
缺点：易发生设备结垢堵塞或磨损设备。解 决这个问题最有效的办法是在吸收液中加入添 加剂
（1）反应原理：分为吸收和氧化两个工序
吸收过程： S2O Ca 31 S 2H O 2 O
着火，其着火温度比干煤粉还低
目前我国广泛采用的是物理选煤方法.
物理选煤:主要是利用清洁煤,灰分,黄铁矿的比 重不同,以去除部分灰分和黄铁矿硫,但不能去除 煤中的有机硫.煤炭中的有机硫尚无经济可行的 去除技术.
在物理选煤技术中应用最广泛的是跳汰选煤.
跳汰选煤指物料在垂直脉动为主的介质中，按其 物理—力学性质（主要是按密度）实现分层和重 力选煤方法，物料在固定运动的筛面上连续进行 的跳汰过程，由于冲水、顶水和床层水平流动的 综合作用，在垂直和水平流的合力作用下分选。

•
对于生料易烧性较差的窑，该项措施一般能降低NOx排放量5%～10%。
3、分级燃烧技术
根据分解炉的现场特点，将分解炉分为主还原区、弱还原区、完全燃烧区 。主还原区设在分解炉的下锥部，对过剩空气不多的窑尾废气，在不给三次风 的情况下再给一部分煤，使其形成更浓的还原气氛，实现对窑尾废气中NOx的部 分还原；弱还原区设在中部，将剩余的分解炉用煤全部加入，但分解炉用三次 风却不给全，在保证煤粉燃烧的情况下形成较弱的还原气氛，一是进一步还原 窑尾废气，二是减少分解炉燃烧中的NOx形成；完全燃烧区设在分解炉的上部， 在不给煤的情况下，将剩余的三次风补入，以确保煤粉在富氧条件下燃尽。
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我公司现阶段SO2立磨开机时20mg/m³，立磨停机时为90mg/m³， 但去年最高为300 mg/m³，防范措施：
1、立磨停机SO2在100mg/m³时，时刻观察，防止超标； 2、立磨停机SO2在100-120mg/m³，增湿塔喷水即可； 3、立磨停机SO2在120mg/m³以上，开启电石渣秤，根据情况调整； 4、正常情况下， SO2在30mg/m³以内，如有异常，及时通知安健环 部。
直线上升，而水泥窑的火焰温度峰值就在这个区间。 因此，要降低NOx的生
成量，就必须控制好火焰温度，最好是降低一些火焰温度；既要降低火焰温
度又要保证熟料的烧成，就必须降低熟料的烧成温度。
•
降低熟料烧成温度的措施有：
•
一是合理平衡配料方案，在保证熟料质量的情况下，适当提高生料的易
烧性；
• 二是加入一定量的矿化剂，降低物料的最低共熔点，从而降低烧成温度。
水入炉，分解炉在用煤、用风上也要做必要的调整。氨水作为脱硝剂加入炉
内，升温、汽化、脱硝反应都需要吸热，同时增加预热器废气量约2 000

燃煤后脱硫技术
燃煤后烟气脱硫就是煤燃烧后所产生的烟气的脱硫 （FGD），是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫 技术。世界各国研究开发的烟气脱硫技术达200多种， 但商业应用的不超过20种。在FGD技术中，按脱硫剂的 种类划分，可分为以CaCO3（石灰石）为基础的钙法、 以MgO为基础的镁法、以Na2SO3为基础的钠法、以 NH3 为基础的氨法和以有机碱为基础的有机碱法5种， 目前普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以 上。按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态将脱 硫技术分为湿法、干法、半干（半湿）法；按脱硫产物 的用途，可分为抛弃法和回收法两种。
半干法烟气脱硫技术
半干法烟气脱硫是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在 湿状态下再生，或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理 脱硫产物的烟气脱硫技术。半干法兼备干法和湿法的优 点，工艺简单，干态产物易于处理，无废水产生，投资 一般低于湿法，但脱硫效率和脱硫剂利用率低，一般适 用于低、中硫煤烟气脱硫。
干法主要有喷雾干燥烟气脱硫、循环流化床烟气脱 硫、增湿灰循环烟气脱硫、电子束辐照烟气脱硫
二、二氧化硫的性质及其危害
性质:
二氧化硫为无色透明气体有刺激性臭味。分子量为64.07， 易 溶于水、乙醇和乙醚。液态二氧化硫比较稳定不活泼。气 态二氧化硫加热到2000℃不分解。不燃烧，与空气也不组成 爆炸性混合物,二氧化硫溶于水生成亚硫酸（H2SO3），随后 转化为硫酸。溶解度为9.4g/100mL(25℃) 二氧化硫可以使品红溶液褪色，加热后颜色还原，因为二氧 化硫的漂白原理是二氧化硫与被漂白物反应生成无色的不稳 定的化合物，破坏了起到品红中起发色作用的对醌式，加热 时，该化合物分解，恢复原来颜色，所以二氧化硫的漂白又 叫暂时性漂白。
煤燃烧中脱硫是在燃烧过程中加入石灰石或白云石粉做脱 硫剂，CaCO3、MgCO3受热分解成CaO 、 MgO，与烟气中 部分二氧化硫反应生成硫酸盐，随炉渣排出。煤燃烧中有型煤 固硫技术、流化床燃烧等技术。安燃烧方式不同可分为层燃炉 脱硫、煤粉炉脱硫和沸腾炉脱硫。 循环流化床燃烧脱硫是指在循环流化床锅炉中将石灰石等 廉价的原料与煤粉碎成同样的细度，与煤在炉中同时燃烧，在 800-900时石灰石受热分解成二氧化碳，形成多孔的CaO， CaO与SO2反应生成硫酸盐，达成脱硫的目的。 循环流化床具有适应性强、成本低、操作和维护简单、易 于实现炉内高效脱硫、氮氧化物排放量低、燃烧效率高等优点 ，但生成产物大部分为亚硝酸钙

2CaSO3● 1/2H2O ＋O2＋3H2O ←→
2CaSO4● 2H2O
Ca(HSO3)2 + O2＋2H2O ←→
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CaSO4● 2H2O+H2SO4
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5.3.1湿式石灰石/石灰－石膏法
湿式石灰石/石灰－石膏法影响因素： 1、料浆的pH值 2、烟气温度（性质） 3、吸收剂的类型与细度 4、液气比 5、防垢措施
（1）脱硫效率高，>95% （2）技术成熟，运行可靠性高 （3）对煤种的适应性强 （4）吸收剂资源丰富，价格低廉 （5）脱硫副产物便于综合利用 （6）占地面积大，运行费用高 主要适合于410t/h以上锅炉的烟气脱硫
属于引进技术，国产化率（自有知识产权） 低
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5.3.1湿式石灰石/石灰－石膏法
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5.3.1湿式石灰石/石灰－石膏法
湿式石灰石/石灰－石膏法原理
脱硫过程：
CaCO3+SO2＋1/2H2O←→
CaSO3● 1/2H2O ＋CO2↑
Ca(OH)2 +SO2←→ CaSO3● 1/2H2O ＋1/2H2O
CaSO3● 1/2H2O +SO2+ 1/2H2O ←→Ca(HSO3)2 氧化过程：
SO2、SO23－
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5.2.1 脱硫技术比较－－概述
目前国际上研究过的脱硫技术达200余种。
燃烧前脱硫
如洗煤、型煤等
燃烧中脱硫
如炉内喷钙、循环流化床等
燃烧后脱硫（烟气脱硫FGD）
世界上唯一大规模商业化应用的技术
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5.2.2 脱硫技术比较－－分类

〔３〕常用湿法脱硫技术应用情况
常用湿法脱硫技术:
1.德国比晓夫公司
2.美国巴威公司 3.美国玛苏莱公司
4.美国杜康公司 5.德国费塞亚巴高克公司 6.奥地利能源及环境集团公司
7.意大利艾德瑞科公司 8.日本石川岛播磨重工业株式会社〔IHI〕
9.日本千代田公司 10.日本三菱公司的液柱塔 11.日立公司的高速水平流FGD技术 12.日本川崎喷雾塔脱硫技术 13.法国阿尔斯通
在有氧气存在时，HSO3－的氧化：
HSO 31 2O2 HSO42
CaSO3和CaSO4的结晶：
HSO42 HSO4
C a2SO 32 K SP 1C aSO 31 2H 2O (s)
C a2SO 42K SP 2C aSO 42H 2O (s)
〔2〕典型工艺流程 石灰石—石膏湿法FGD系统图
典型工艺流程
电厂环保
——烟气脱硫脱硝
提纲
一、燃煤产生的污染 二、烟气排放标准
三、烟气脱硫技术概况
湿法烟气脱硫技术〔WFGD技术〕 半干法烟气脱硫技术〔SDFGD技术〕
旋转喷雾枯燥法 烟气循环流化床法脱硫 增湿灰循环脱硫(NID) 干法烟气脱硫技术〔DFGD技术) 炉膛干粉喷射 高能电子活化氧化法(EBA) 荷电干粉喷射(CDSI)
一、燃煤产生的污染
燃煤产生的烟气污染物：SO2、NOx、CO2、Hg等
燃煤烟气中SO2的量：
以燃烧10000吨煤为例计算，产生的SO2：
10000吨*1%〔煤含硫量〕*2〔SO2是S重量的2倍〕 *80%〔煤中S转化为SO2的百分率〕=160吨
以上是煤燃烧生成烟气中的SO2，现在对烟气脱硫，以脱硫90%
计算，那么最后排放SO2：

在脱硫行业为了比较各种脱硫方式的优缺点， 其脱硫效率是一个很重要的参数，以下是各种 脱硫方式的脱硫效率比较。
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脱硫方式
表1-1 各种脱硫工艺比较
工艺
碱原料 副产品
脱硫率
炉前脱硫 加氢催化
---
---
炉内脱硫 湿式
直接脱硫
石灰--石 膏法
石膏法
碱性吸收 剂
CaCO3
CaO
CaSO4 石膏 石膏
干式 半湿法
☞因此：有效地除去燃煤中的硫将会有效的遏
制二氧化硫对环境的污染、可以促进人与自然 地和谐发展，使我们的工业发展走上可持续发 展道路。
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二、设计任务要求
☞脱硫技术在工业生产企业广泛应用，本设计以 某钢铁企业的锅炉脱硫为研究为背景，要求完 成对其系统整体的监控。
1）设计主要内容： 本设计主要采用PLC作为控制器，实现对脱硫
主控机选择西门子200的PLC后需要考虑其辅助 控制设备，由于设计中是通过测量PH的实时 值，再通过和设定值进行比较，比较后的差值 信号送至变频器，利用变频器再对阀门的开度 进行控制。因此硬件中根据工程的大小，选用 西门子公司的MM440作为辅助控制设备。 MM440变频器的功率范围在0.12KW到 250KW之间，在实际应用中具有很宽泛的控 制效果。
系统的控制作用；利用软件实现实时数据与历 史数据的查询与打印报表等功能。本设计主要 包括两大部分：①PLC控制系统IO点数分配、 传感器选型，并编写PLC程序；②利用组态软
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件完成系统监控软件设计。 2）设计要求： 对脱硫系统进行详细的工艺过程分析，完成方
案确定；熟练掌握PLC控制技术和组态软件应 用，设计合理的监控程序。 3）毕业设计（论文）成果的要求 ①毕业说明书条理清楚，论述充分，文字通顺 ，符合技术用语要求，编号规范。 ②立论正确，计算、分析正确、严密，结论合 理。 ③设计图纸完备、整洁、正确。 ④设计的组态监控程序与PLC控制能够演示。