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脱硫脱硝教学课件及反思

脱硫脱硝的背景与意义大气污染物的危害二氧化硫(SO?)和氮氧化物(NO?)是燃煤电厂、钢铁厂等排放的主要大气污染物，对环境和人体健康造成严重危害：SO?与水反应形成硫酸，是酸雨的主要成因，破坏土壤、水体生态系统NO?与挥发性有机物在阳光照射下形成光化学烟雾，产生臭氧等二次污染物这些污染物可导致呼吸系统疾病，危害人体健康对建筑物、文物等造成腐蚀，产生巨大经济损失国家政策推动中国作为能源消费大国，煤炭消费量巨大，污染物排放控制尤为重要：国家实施超低排放政策，要求燃煤电厂SO?排放浓度≤35mg/m3，NO?排放浓度≤50mg/m3《十四五节能减排综合工作方案》明确提出加强工业炉窑、锅炉等污染综合治理《中国2030年前碳达峰行动方案》推动清洁能源与高效脱硫脱硝技术发展

脱硫脱硝的基本概念1脱硫技术定义脱硫是指通过物理、化学或生物方法，去除燃烧烟气中的二氧化硫(SO?)的过程。主要通过吸收、吸附或催化转化等方式，将SO?转化为无害物质或有用的副产品。物理脱硫：利用溶解度差异或吸附作用化学脱硫：利用酸碱反应或氧化还原反应生物脱硫：利用微生物降解转化SO?2脱硝技术定义脱硝是指通过物理、化学或催化方法，去除燃烧烟气中的氮氧化物(NO?)的过程。主要通过还原反应，将NO?转化为无害的氮气和水。选择性催化还原(SCR)：利用催化剂在较低温度下实现NO?还原选择性非催化还原(SNCR)：在高温环境下直接还原NO?低温等离子体技术：利用高能电子激发分解NO?

氧化还原反应基础知识回顾氧化还原反应的本质氧化还原反应是电子转移的过程，是脱硫脱硝反应的理论基础。氧化：失去电子，化合价升高的过程还原：得到电子，化合价降低的过程氧化剂：得电子的物质，自身被还原还原剂：失电子的物质，自身被氧化化合价变化规律通过观察元素化合价变化，可判断氧化还原反应方向和程度。SO?→SO?2?：S的化合价由+4升高到+6，被氧化NO→N?：N的化合价由+2降低到0，被还原化合价变化数值反映电子转移数量氧化还原平衡方程式平衡方程式遵循以下原则：元素守恒：反应前后各元素原子数相等电荷守恒：反应前后总电荷数相等电子得失守恒：氧化反应失去的电子等于还原反应得到的电子在脱硫过程中，典型的氧化还原反应是SO?被氧化为SO?2?；而在脱硝过程中，NO?被还原为N?。了解这些基本原理对理解复杂的脱硫脱硝工艺至关重要。例如，催化剂在脱硝过程中通常提供了电子转移的平台，降低了反应活化能，使NO?的还原反应在较低温度下进行。

烟气中SO?和NO?的生成机理SO?的生成机理SO?主要来源于燃料中硫元素的氧化：煤炭中的硫以有机硫、无机硫（主要是黄铁矿FeS?）形式存在燃烧过程中，硫几乎全部氧化为SO?，少量生成SO?高硫煤（含硫量2%）燃烧会产生大量SO?生成反应：S+O?→SO?中国北方煤炭含硫量一般为0.5%-3%，南方煤炭含硫量可达4%-5%，燃烧后产生的SO?浓度显著影响脱硫系统设计。NO?的生成机理NO?生成途径主要有三种：热力型NO?：空气中N?在高温(1300℃)下与O?反应生成，温度越高，生成量越大燃料型NO?：燃料中含氮化合物在燃烧过程中氧化生成，与燃料含氮量成正比快速型NO?：在燃烧前沿区域，碳氢自由基与N?反应生成HCN，进一步氧化为NO?火电厂燃煤锅炉中，燃料型NO?占40%-50%，热力型NO?占50%-60%。低氮燃烧技术主要针对热力型NO?进行源头控制，脱硝技术则针对已生成的NO?进行末端治理。

脱硫技术概述湿法脱硫利用液体吸收剂与SO?反应或溶解，是应用最广泛的技术石灰石-石膏法（占市场份额80%）氨法、双碱法、海水法等脱硫效率可达95%-99%干法脱硫将干粉吸收剂喷入烟道与SO?反应炉内喷钙法烟道喷射法脱硫效率70%-80%设备简单，投资低半干法脱硫将吸收剂浆液喷入高温烟气中蒸发形成干燥产物喷雾干燥法循环流化床法脱硫效率80%-90%各种脱硫技术比较：技术类型优点缺点适用条件湿法脱硫脱硫效率高，技术成熟投资大，能耗高，有废水大中型电厂，高硫煤干法脱硫设备简单，投资低，无废水脱硫效率低，吸收剂利用率低小型锅炉，低硫煤半干法脱硫无废水，占地少，投资中等操作复杂，对工艺控制要求高中小型锅炉，中低硫煤

湿法脱硫工艺详解石灰石-石膏法工艺原理石灰石-石膏法是应用最广泛的湿法脱硫技术，其核心反应包括：吸收反应：SO?+H?O?H?SO?中和反应：CaCO?+H?SO?→CaSO?+CO?+H?O氧化反应：CaSO?+?O?+2H?O→CaSO?·2H?O（石膏）工艺控制关键参数：浆液pH值：5-6，过高易结垢，过低效率下降液气比：8-12L/m3，影响吸收效率浆液浓度：10%-15%，影响反应速率氧化空气量：