燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)手冊

郝吉明，男，1946年8月生。1970年清華大學(xué)本科畢業(yè)，1981年獲清華大學(xué)碩士學(xué)位，1984年畢業(yè)于美國辛辛那提大學(xué)土木與環(huán)境工程系，獲哲學(xué)博士學(xué)位?，F(xiàn)任清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程研究院院長、教授、博士生導(dǎo)師。自2000年起為國家自然科學(xué)基金委員會學(xué)科評審組成員，是國家“十五”“863”計劃“環(huán)境污染防治”主題專家組首任組長，現(xiàn)為主題管理專家。　 先后承擔(dān)國家“七五”、“八五”和“九五”科技攻關(guān)任務(wù)；先后承擔(dān)國家教委優(yōu)秀中青年教師研究項目兩項；先后獲國家自然基金委資助課題7項；完成國際合作項目五項，其它課題五項。在酸沉降與二氧化硫污染控制對策與戰(zhàn)略、機動車污染控制、城市大氣污染控制等領(lǐng)域取得了系統(tǒng)的成果，10次獲得國家和省部級科技進步二等獎以上獎勵，其中一項為國家科技進步一等獎。兩項成果被國務(wù)院采納并實施，多項成果被地方省市人民政府采納。

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第一章 中國燃煤二氧化硫污染控制戰(zhàn)略與政策

第一節(jié) 中國燃煤SO2的污染特征

第二節(jié) 中國控制酸雨和SO2污染的重大行動

第三節(jié) 中國控制酸雨和SO2污染的政策與措施

第四節(jié) SO2排放標準與污染源監(jiān)測

第五節(jié) 中國減排SO2排放戰(zhàn)略選擇

第二章 煤炭洗選脫硫技術(shù)

第一節(jié) 煤中硫分的形態(tài)及其測定

第二節(jié) 煤的脫硫可選性

第三節(jié) 煤炭物理脫硫技術(shù)

第四節(jié) 煤炭化學(xué)脫硫技術(shù)

第五節(jié) 煤炭生物脫硫技術(shù)

第六節(jié) 煤的溫和凈化脫硫方法

第七節(jié) 我國典型的選煤流程

第八節(jié) 煤炭洗選脫硫工藝研究進展

第三章 工業(yè)型煤燃燒固硫技術(shù)

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 型煤種類與組成

第三節(jié) 工業(yè)固硫型煤的煤質(zhì)要求及調(diào)整措施

第四節(jié) 提高型煤反應(yīng)活性的機理及途徑

第五節(jié) 燃煤SO2釋放規(guī)律及反應(yīng)活性的影響

第六節(jié) 工業(yè)型煤固硫率及改進方法

第七節(jié) 工業(yè)固硫型煤實用膠黏劑的開發(fā)與選擇

第八節(jié) 工業(yè)固硫型煤基本組分的物性及配比選擇

第九節(jié) 工業(yè)固硫型煤集中成型參數(shù)和工藝參數(shù)選擇

第十節(jié) 固硫型煤集中成型工藝

第十一節(jié) 工業(yè)型煤集中成型機械設(shè)備類型及選擇

第十二節(jié) 工業(yè)固硫型煤爐前成型——統(tǒng)一配煤工藝

第十三節(jié) 型煤固硫費用分析

第四章 煤炭轉(zhuǎn)化與煤氣脫硫

第一節(jié) 煤炭氣化技術(shù)概述

第二節(jié) 與煤炭氣化相關(guān)的先進電力生產(chǎn)系統(tǒng)概述

第三節(jié) 煤炭液化技術(shù)概述

第四節(jié) 水煤漿技術(shù)概述

第五節(jié) 煤氣中含硫組分的形態(tài)及凈化要求

第六節(jié) 常溫煤氣脫硫技術(shù)

第七節(jié) 熱煤氣脫硫

第五章 流化床燃燒脫硫技術(shù)

第一節(jié) 流化床燃燒技術(shù)概述

第二節(jié) 流化床燃燒脫硫的化學(xué)過程

第三節(jié) 影響脫硫效果的主要參數(shù)

第四節(jié) 改進流化床燃燒脫硫的措施

第五節(jié) 快速發(fā)展的流化床燃燒技術(shù)

第六章 煙氣脫硫技術(shù)基礎(chǔ)

第一節(jié) 氣體擴散

第二節(jié) 氣體吸收

第三節(jié) 氣體吸附

第四節(jié) 氣體催化凈化

第五節(jié) 煙氣脫硫?qū)嵤┲械膸讉€問題

第七章 濕法煙氣脫硫技術(shù)

第一節(jié) 石灰石（石灰）濕法脫硫技術(shù)

第二節(jié) 海水煙氣脫硫技術(shù)

第三節(jié) 濕式氨法脫硫技術(shù)

第四節(jié) 雙堿法煙氣脫硫技術(shù)

第五節(jié) 鎂法煙氣脫硫技術(shù)

第六節(jié) 磷銨肥法煙氣脫硫技術(shù)

第七節(jié) 濕法脫硫技術(shù)的研究進展

第八章 干式煙氣脫硫技術(shù)

第一節(jié) 噴霧干燥煙氣脫硫技術(shù)

第二節(jié) 干法噴鈣脫硫系統(tǒng)

第三節(jié) 循環(huán)流化床干法煙氣脫硫技術(shù)

第四節(jié) 荷電干式吸收劑噴射脫硫技術(shù)

第五節(jié) 干式催化脫硫方法

第六節(jié) 其他干法和半干法脫硫技術(shù)

第七節(jié) 干法脫硫工藝高效吸收劑的研究與開發(fā)

第九章 同時脫硫脫硝技術(shù)

第一節(jié) 電子束輻射技術(shù)

第二節(jié) 脈沖電暈技術(shù)

第三節(jié) 固相吸附——再生技術(shù)

第四節(jié) 濕法同時脫硫脫硝技術(shù)

第五節(jié) 其他同時脫硫脫硝技術(shù)

第十章 燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)經(jīng)濟分析

第一節(jié) 燃煤SO2污染控制技術(shù)的評價指標體系

第二節(jié) 洗煤和型煤的經(jīng)濟分析

第三節(jié) 煙氣脫硫技術(shù)的經(jīng)濟分析

第四節(jié) 煙氣脫硫技術(shù)的綜合評價

第十一章 工程應(yīng)用實例

第一節(jié) 華能珞璜電廠石灰石－石膏濕法煙氣脫硫裝置

第二節(jié) 太原 第一熱電廠高速平流簡易濕式脫硫裝置

第三節(jié) 深圳西部電廠海水脫硫工程

第四節(jié) 成都電廠電子束脫硫工程

第五節(jié) 山東黃島電廠旋轉(zhuǎn)噴霧干澡法煙氣脫硫工程

第六節(jié) 南京下關(guān)電廠LIFAC脫硫工程

第七節(jié) 德國黑泵電廠脫硫島

第八節(jié) 美國阿貢國家實驗室噴霧干燥法

附錄　世界各國的燃煤裝置SO2排放標準

參考文獻

《燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)手冊》圍繞燃煤二氧化硫污染控制這一主題，在簡要闡述我國燃煤二氧化硫污染控制戰(zhàn)略與對策的基礎(chǔ)上，著重介紹了煤燃燒前、燃燒中和燃燒后控制SO2排放的各種措施的技術(shù)、經(jīng)濟性能以及研究前沿。

全書共分11章。第1章介紹我國燃燒二氧化硫污染控制戰(zhàn)略與政策；第2章至第5章分別敘述煤的燃燒前和燃燒中脫硫技術(shù)；第6-9章分別介紹煙氣脫硫的原因、濕法脫硫技術(shù)、干法脫硫技術(shù)和同時脫硫脫硝技術(shù)；第10章系統(tǒng)地分析了各種燃燃二氧化硫污染控制技術(shù)的技術(shù)、經(jīng)濟性能并進行綜合比較；第11章對目前應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)給出了應(yīng)用實例。

《燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)手冊》可供從事燃煤二氧化硫污染控制的管理、研究和工程技術(shù)人員參考，也可作為高等院校環(huán)境工程、熱能工程和火花發(fā)電等發(fā)電等專業(yè)師生的參考書籍。

二氧化硫污染源遷移、擴散

二氧化硫在大氣中擴散遷移時，可被氧化成為三氧化硫，遇氨或金屬氧化物形成硫酸鹽顆粒物。它隨降水落到地面，受徑流沖刷進入水體，成為沉積物。硫酸鹽處于水底缺氧條件下，作為受氫體經(jīng)硫酸鹽還原菌作用，可以還原為硫化氫，再次進入大氣。

二氧化硫污染源轉(zhuǎn)化

二氧化硫在日光照射下可氧化成三氧化硫。大氣中若含有起催化作用的二氧化氮和臭氧氣體，這種反應(yīng)的速度更快。三氧化硫在空氣中遇水滴就形成硫酸霧。二氧化硫還可溶于水滴形成亞硫酸，然后再氧化成硫酸。酸霧遇到其他物質(zhì)（金屬飄塵、氨等）形成硫酸鹽，再由降水沖刷形成酸雨降落地面。

主要有下列三個來源：（1）含硫燃料（如煤和石油）的燃燒；含硫化氫油氣井作業(yè)中硫化氫的燃燒排放；（2）含硫礦石（特別是含硫較多的有色金屬礦石）的冶煉；（3）化工、煉油和硫酸廠等的生產(chǎn)過程。

國內(nèi)的二氧化硫污染源可歸納為三個方面：（1）硫酸廠尾氣中排放的二氧化硫；（2）有色金屬冶煉過程排放的二氧化硫：如銅、鉛、鋅、鈷、鎳、金、銀等礦物，都含硫化物，在冶煉過程中排放出大量的二氧化硫；（3）燃煤煙氣中的二氧化硫：煤炭在一次能源中約占75%，我國煤炭產(chǎn)量居世界第一位，且多為高硫煤（硫含量超過2.5%），其儲量占煤炭總儲量的20%～25%。在全國煤炭的消費中，占總量84%的煤炭被直接燃用，燃燒過程中排放出大量的二氧化硫（特別是火力發(fā)電站及煉焦化工等行業(yè)），燃煤二氧化硫排放占總二氧化硫排放量的85%以上，造成嚴重的大氣污染。

我國是以煤炭為主要能源的國家，煤炭產(chǎn)量居世界第一位，而高硫煤的儲量占煤炭總儲量的20%～25%。燃燒煤炭產(chǎn)生的二氧化硫污染來源主要有三個方面：一是生活污染，包括飲食或取暖時燃料向大氣排放的有害氣體；二是工業(yè)污染，包括火力發(fā)電、鋼鐵和有色金屬冶煉；三是交通污染，包括汽車、飛機、火車、船舶等交通工具排放的氣體。

硫污染(sulfur pollution)指硫及其化合物在環(huán)境中所造成的污染。硫在地殼中分布很廣，各種礦物燃料(煤和石油等)都含有硫。硫在環(huán)境中大量以硫氧化物存在，還有部分以硫化氫與有機硫(如硫醇、硫醚、二甲硫等)存在，并發(fā)生刺激性很強的惡臭污染。硫在大氣中的重要污染物是二氧化硫。三氧化硫及硫酸鹽，它們主要來自礦物燃燒、含硫礦石冶煉和硫酸、磷肥生產(chǎn)等。全世界二氧化硫的人為排放量每年約1.5億t，其中礦物燃料燃燒占70%以上。二氧化硫的排放源，90%以上集中在北半球的城市和工業(yè)區(qū)，造成了這些地區(qū)的各種大氣污染問題。如英國倫敦多次發(fā)生煤煙引起的煙霧事件，北歐、北美以及中國西南地區(qū)的酸雨等。廢水中主要的硫污染物是硫酸鹽和硫化氫。某些酸性礦水中含有大量硫酸根離子。生活污水中的硫酸根離子主要來自人類排泄物。土壤中的硫酸鹽幾乎不降解，通過淋洗作用進入地表水和地下水中。大氣中的硫酸鹽主要以固態(tài)顆粒物形式存一在，隨雨水降落或重力沉降到地面，是地面水和土壤硫污染及酸化的重要來源。硫酸鹽氣溶膠及硫酸霧會使大氣能見度降低，腐蝕金屬材料和建筑物，它們的毒性比二氧化硫約高10倍，對人體、生物、物品等都有危害。中國規(guī)定居住區(qū)大氣中最高容許濃度日平均濃度為0.15mg/m³，任何一次測定值不得超過0.50mg/m³。對硫酸規(guī)定的濃度分別為0.1mg/m³。和0.30mg/m³。農(nóng)田灌溉用水硫化物(以S計)的最高容許濃度為1mg/L。漁業(yè)水體中硫化物的最高容許濃度為0.2mg/L。