当前课程知识点：大气污染控制工程 > 第八章 硫氧化物控制技术 > 8-2 燃烧前燃料脱硫 > Video
同学们好，这一讲我们介绍燃烧前燃料脱硫技术
燃料在燃烧前脱硫，可降低燃烧器改进和烟气脱硫的费用
是比较经济的选择
燃料脱硫的思路主要有三种：一是煤炭的固态加工
不改变煤的形态，直接脱除其中的硫分
二是煤炭的气化或液化，改变煤的形态
制成较为清洁的气态或液态燃料
三是重油脱硫，彻底打破重油的组织
并生成新的气态、液态或固态物质
煤炭的固态加工主要包括选煤和型煤技术
国外对用于发电、冶金、动力的煤质都有明确要求
例如，炼焦煤要求硫分含量小于1%，灰分为6%～8%
动力煤则要求硫分为0.5%到1%，灰分为15%～20%
因此，原煤必须经过分选，以除去其中的杂质
煤炭洗选就是利用煤和杂质的物理、化学性质的差异
通过物理、化学或微生物分选的方法使煤和杂质有效分离
并加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种技术
煤炭洗选主要包括物理选煤、化学选煤及微生物选煤等
物理选煤是根据煤炭和杂质物理性质的差异进行分选的方法
主要有重力选煤、浮选和磁选等方法
重力选煤是当前工业上最常用的选煤技术
包括跳汰选煤、重介质选煤、摇床选煤
斜槽选煤、旋流器选煤等
它的基本原理是，煤中硫铁矿的相对密度为4.7～5.2
而煤的相对密度仅为1.25，因此可以将煤破碎后
利用两者的密度差异
用洗选的方法去除煤中的硫铁矿和其他杂质
一般来说，分选后原煤的含硫量可降低40%～90%
但需要注意的是
物理选煤只能从煤炭中分离出物理性质不同的物质
不能脱除煤中的有机硫
所以其实际脱硫效率取决于煤中黄铁矿硫颗粒大小及无机硫含量
化学选煤是采用强酸、强碱和强氧化剂
通过化学氧化、化学浸出
化学破碎、溶剂精炼等化学方法脱硫
其中使用较多的是氧化法
可脱除其中大部分的无机硫和相当多的有机硫
但该法成本高，反应条件严格
目前在工业上应用很少
近年来，也有人研究微生物选煤技术
利用微生物直接或间接地氧化、溶解煤中的硫
例如，氧化亚铁硫杆菌和氧化硫杆菌等微生物
可直接将硫铁矿氧化成硫酸亚铁和硫酸铁
生成的三价铁又可以作为强氧化剂，作用于硫铁矿
使二价铁再生，生成的单质硫被细菌氧化成为硫酸
这种方法仍处于实验室研究阶段
另外一种煤炭固态加工技术是型煤固硫技术
型煤是将不同的原料煤筛分后按一定配比
粉碎后同预处理过的黏结剂和固硫剂混合
经干馏成型或直接压制成型，再干燥后得到的
这里给出了工业固硫型煤常用的黏结剂和固硫剂
型煤用黏结剂可分为有机、无机及复合三大类
其中水泥、石灰、黏土等无机黏结剂或沥青较为常见
型煤用固硫剂可以可分为钙系、钠系及其他三大类
其中石灰、大理石粉和电石渣等是工业上较好的固硫剂
我们以石灰石和大理石为例说明其固硫机理
石灰石的主要成分是碳酸钙
大理石的主要成分是方解石和白云石
他们均含有大量的碳酸钙，属于钙基脱硫剂
在型煤高温燃烧时
其中的固硫剂被煅烧分解出氧化钙和氧化镁
与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙和亚硫酸镁
由于炉膛有足够的氧气
还会进一步氧化生成硫酸钙和硫酸镁
沉积在灰渣中，从而达到固硫效果
型煤的脱硫效果用固硫率表示
即固定在灰渣中的硫量占型煤总含硫量的百分比
或者型煤燃烧与燃煤燃烧在相同锅炉出力下二氧化硫下降的百分比
一般而言，民用蜂窝煤加石灰的固硫率可达50%以上
工业锅炉型煤加石灰的固硫率可达到80%以上
型煤不仅可以固硫，还可使烟尘排放量降低三分之二
氮氧化物排放量降低四分之一
我国目前型煤的生产能力约为550万吨
所产型煤主要用在中小工业锅炉上
其脱硫成本低于洗煤和烟气脱硫
是控制二氧化硫的一个经济有效的途径
煤炭转化是指用化学方法对煤进行脱碳或加氢
将煤炭转化为清洁的气体或液体燃料
主要包括煤炭气化和煤炭液化
煤炭气化是指以煤为原料
通过加入空气、氧气、二氧化碳和水蒸气等气化剂
使煤在气化炉内转化为煤气的过程
它包括4类反应。第一类是热解反应
也就是煤炭热解产生碳、一氧化碳、氢气和甲烷
我们希望将热解产生的碳进一步转变为气态产物
主要是通过碳的气化反应来实现的
包括与二氧化碳反应生成一氧化碳
和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，以及和氢气反应生成甲烷
因此，煤气主要是氢气、一氧化碳和甲烷等的可燃混合气
在气化反应的同时还会出现燃烧反应
如碳的完全燃烧和部分燃烧，氢气和一氧化碳的燃烧等
另外一类副反应是气化产物的进一步转化
包括一氧化碳和水反应生成二氧化碳和氢气的水煤气转化过程
以及一氧化碳和氢气反应生成甲烷的甲烷化过程等
这些反应都是放热反应，因此应当尽量减少
煤炭气化过程中，煤中灰分以固态或液态废渣形式排出
硫分则主要以硫化氢形式存在于煤气中，需要进行净化
大型煤气厂多采用湿法脱除硫化氢
包括物理吸收、化学吸收和氧化法等
小型煤气厂一般用氧化铁法脱除硫化氢
另外一种常用的回收硫的方法是Claus方法
这种方法的原理是将硫化氢分离后使之与空气以一定的比例混合燃烧
生成硫磺和水，但在氧气过量的情况下也会生成二氧化硫
因此该工艺的关键是避免产生二氧化硫
煤炭液化是在一定反应条件下
将煤炭转化为洁净的液体燃料或化工原料的过程
煤和石油的一个重要差别是
煤中氢元素的含量只有石油的一半左右
例如褐煤的含氢量为5%～6%
而石油的含氢量高达10%～14%
因此，可通过向煤中加氢将其转化为类石油产品
煤炭液化分为直接液化和间接液化
直接液化需要煤浆在400℃和10MPa以上
在铁系或者镍钼钴类催化剂和溶剂的作用下
直接加氢裂解，转化为液体产品
间接液化是以煤气化的合成气为原料
在一定的温度和压力下，催化合成液态燃料
间接液化的工艺较为成熟，但其产油率比直接液化要低
需要注意的是，煤炭液化过程耗水量大
废水的COD高，需要废水处理设备
此外，高成本也是煤炭液化的一个限制条件
重油是原油提取汽油、柴油后剩余的重质油
在原油分馏过程，硫分转移到高分子量、高沸点的重油中
因此重油的含硫量可以达到2%以上
重油脱硫的困难在于要彻底加工燃料
破坏原来的组织，并产生新的产物
目前，常用的重油脱硫工艺
是在镍、钼、钴等金属氧化物催化剂作用下
通过高压加氢反应，切断碳与硫的化学键
以氢置换出碳，同时氢与硫作用生成硫化氢
从重油中分离出来，再用吸收法将硫化氢去除
生产过程中，碳会沉积在催化剂表面
重油中钒、镍金属的有机化合物和氢反应也会沉积在催化剂上
导致催化剂中毒
为此，重油脱硫发展了直接脱硫和间接脱硫两种工艺
直接脱硫是将重油直接引入装有催化剂的反应塔加氢脱硫
基本上在重油生产的石油化工厂都设有直接脱硫的反应塔
间接脱硫是要先把重油减压蒸馏，分成馏出油和残油
单独将馏出油进行加压加氢脱硫，然后与残油相结合
或对残油进行处理
分离出沥青后再与馏出油混合进行加氢处理
关于燃烧前脱硫的内容就介绍到这里，同学们再见
-1-1 大气污染的定义和分类
--Video
-第一章 绪论--1-1 大气污染的定义和分类
-1-2 大气污染物和排放源
--Video
-第一章 绪论--1-2 大气污染物和排放源
-1-3 大气污染的影响
--Video
-第一章 绪论--1-3 大气污染的影响
-1-4 大气污染防治法规及标准体系
--视频
-第一章 绪论--1-4 大气污染防治法规及标准体系
-第一章 绪论--第一章 作业习题
-2-1 燃料的性质与分类
-第二章 燃烧与大气污染--2-1 燃料的性质与分类
-2-2 燃烧过程和计算
--燃烧过程和计算
-第二章 燃烧与大气污染--2-2 燃烧过程和计算
-2-3 硫氧化物的生成
--硫氧化物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-3 硫氧化物的生成
-2-4 氮氧化物的生成
--氮氧化物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-4 氮氧化物的生成
-2-5 颗粒物的生成
-2-5 颗粒物的生成--作业
-2-6 其他污染物的生成
--其他污染物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-6 其他污染物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--第二章 作业习题
-3-1 概述
--Video
-第三章 大气污染气象学--3-1 概述
-3-2 大气的垂直结构
--Video
-第三章 大气污染气象学--3-2 大气的垂直结构
-3-3 大气的热力过程
--Video
-第三章 大气污染气象学--3-3 大气的热力过程
-3-4 大气稳定度与逆温
--Video
-3-4 大气稳定度与逆温--作业
-3-5 大气的运动和风
--Video
-第三章 大气污染气象学--3-5 大气的运动和风
-第三章 大气污染气象学--第三章 作业习题
-4-1 概述
--Video
-第四章 大气污染浓度估算模式--4-1 概述
-4-2 点源扩散的高斯模式
--Video
-第四章 大气污染浓度估算模式--4-2 点源扩散的高斯模式
-4-3 特殊气象和地形条件下的高斯扩散模式（选修）
--Video
-第四章--4-3 特殊气象和地形条件下的高斯扩散模式（选修）
-4-4 点源扩散浓度的估算
--Video
-第四章 大气污染浓度估算模式--4-4 点源扩散浓度的估算
-4-5 线源和面源扩散模式（选修）
--Video
-第四章--4-5 线源和面源扩散模式（选修）
-4-6 空气质量模型的研究进展
--Video
-4-7 区域空气质量模型的应用案例（选修）
--Video
-第四章--4-7 区域空气质量模型的应用案例（选修）
-第四章 大气污染浓度估算模式--第四章 作业习题
-5-1 粒径与粒径分布
--Video
-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-1 粒径与粒径分布
-5-2 颗粒物的形貌特征
--Video
-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-2 颗粒物的形貌特征
-5-3 化学组成和光学性质
--Video
-5-3 化学组成和光学性质--作业
-5-4 粉尘的物理性质
--Video
-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-4 粉尘的物理性质
-5-5 净化装置的性能
--Video
-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-5 净化装置的性能
-5-6 流体阻力和颗粒的沉降
--Video
-第五章--5-6 流体阻力和颗粒的沉降
-5-7 惯性碰撞、机械拦截和扩散（选修）
--Video
-5-7 惯性碰撞、机械拦截和扩散（选修）--作业
-第五章 颗粒污染物控制技术基础--第5章 作业习题
-6-1 重力沉降室
--Video
-第六章 除尘装置--6-1 重力沉降室
-6-2 旋风除尘器
--Video
-6-2 旋风除尘器--作业
-6-3 电晕放电和粒子荷电（选修）
--Video
-6-3 电晕放电和粒子荷电（选修）--作业
-6-4 荷电颗粒的运动和捕集
--Video
-第六章 除尘装置--6-4 荷电颗粒的运动和捕集
-6-5 电除尘器的结构和设计
--Video
-第六章 除尘装置--6-5 电除尘器的结构和设计
-6-6 袋式除尘器的工作原理
--Video
-6-6 袋式除尘器的工作原理--作业
-6-7 袋式除尘器的压力损失和清灰（选修）
--Video
-第六章--6-7 袋式除尘器的压力损失和清灰（选修）
-6-8 袋式除尘器的设计和应用
--Video
-6-8 袋式除尘器的设计和应用--作业
-6-9 湿式除尘器的工作原理
--Video
-第六章 除尘装置--6-9 湿式除尘器的工作原理
-6-10 文丘里洗涤器（选修）
--Video
-第六章 除尘装置--6-10 文丘里洗涤器（选修）
-6-11 除尘器的选择与发展
--Video
-6-11 除尘器的选择与发展--作业
-第六章 除尘装置--第六章 作业习题
-期中测试--期中测试
-7-1 物理吸收传质计算
--Video
-第七章 --7-1 物理吸收传质计算
-7-2 化学吸收传质计算
--Video
-7-2 化学吸收传质计算--作业
-7-3 吸收设备和工艺
--Video
-7-3 吸收设备和工艺--作业
-7-4 气体吸附原理与速率
--Video
-7-4 气体吸附原理与速率--作业
-7-5 吸附设备与工艺
--Video
-7-5 吸附设备与工艺--作业
-7-6 吸附器的设计计算
--Video
-第七章 --7-6 吸附器的设计计算
-7-7 催化原理
--Video
-7-7 催化原理--作业
-7-8 气固催化反应动力学
--Video
-7-8 气固催化反应动力学--作业
-7-9 气固相催化反应器的设计
--Video
-7-9 气固相催化反应器的设计--作业
-第七章 气态污染物控制技术基础（选修）--第七章 作业习题
-8-1 概述
--Video
-8-1 概述--作业
-8-2 燃烧前燃料脱硫
--Video
-第八章 硫氧化物控制技术--8-2 燃烧前燃料脱硫
-8-3 流化床燃烧脱硫
--Video
-8-3 流化床燃烧脱硫--作业
-8-4 高浓度二氧化硫回收
--Video
-8-4 高浓度二氧化硫回收--作业
-8-5 石灰石/石灰湿法烟气脱硫技术
--Video
-第八章 --8-5 石灰石/石灰湿法烟气脱硫技术
-8-6 氧化镁湿法烟气脱硫技术（选修）
--Video
-8-6 氧化镁湿法烟气脱硫技术（选修）--作业
-8-7 海水烟气脱硫技术（选修）
--Video
-8-7 海水烟气脱硫技术（选修）--作业
-8-8 湿式氨法烟气脱硫技术（选修）
--Video
-8-8 湿式氨法烟气脱硫技术（选修）--作业
-8-9 喷雾干燥法烟气脱硫技术（选修）
--Video
-8-9 喷雾干燥法烟气脱硫技术（选修）--作业
-8-10 循环流化床干法烟气脱硫
--Video
-8-10 循环流化床干法烟气脱硫--作业
-8-11 烟气脱硫技术的综合比较
--Video
-8-11 烟气脱硫技术的综合比较--作业
-8-12 二氧化硫控制策略（访谈）（选修）
--Video
--参考链接
-第八章 硫氧化物控制技术--第八章 作业习题
-9-1 概述
--Video
-9-1 概述--作业
-9-2 低氮氧化物燃烧技术
--Video
-第九章 固定源氮氧化物控制技术--9-2 低氮氧化物燃烧技术
-9-3 选择性催化还原技术
--Video
-第九章 固定源氮氧化物控制技术--9-3 选择性催化还原技术
-9-4 选择性非催化还原技术
--Video
-第九章--9-4 选择性非催化还原技术
-9-5 SNCR-SCR联合烟气脱硝技术（选修）
--Video
-9-5 SNCR-SCR联合烟气脱硝技术（选修）--作业
-9-6 烟气同时脱硫脱硝技术（选修）
--Video
-9-6 烟气同时脱硫脱硝技术（选修）--作业
-9-7 固定源氮氧化物控制技术评价
--Video
-9-7 固定源氮氧化物控制技术评价--作业
-9-8 超低排放技术访谈
--Video
-第九章 固定源氮氧化物控制技术--第九章作业习题
-10-1 概述
--Video
-10-1 概述--作业
-10-2 蒸气压及蒸发
--Video
-第十章 挥发性有机物控制技术--10-2 蒸气压及蒸发
-10-3 VOCs污染预防
--Video
-第十章 挥发性有机物控制技术--10-3 VOCs污染预防
-10-4 冷凝法控制VOCs污染
--Video
-10-4 冷凝法控制VOCs污染--作业
-10-5 燃烧法控制VOCs污染
--Video
-第十章--10-5 燃烧法控制VOCs污染
-10-6 生物法控制VOCs污染（选修）
--Video
-10-6 生物法控制VOCs污染（选修）--作业
-第十章 挥发性有机物控制技术--第十章作业习题
-11-1 机动车污染概述
--11-1-1
--11-1-2
--11-1-3
-11-1 机动车污染概述--作业
-11-2 内燃机工作原理和污染物生成机制
--11-2-1
--11-2-2
-第十一章--11-2 内燃机工作原理和污染物生成机制
-11-3 机动车排放控制技术
--11-3-1
--11-3-2
-第十一章 机动车污染控制--11-3 机动车排放控制技术
-11-4 先进车辆技术和清洁替代燃料技术
--11-4-1
--11-4-2
-第十一章--11-4 先进车辆技术和清洁替代燃料技术
-11-5 交通规划与交通管理（选修）
--11-5
-11-5 交通规划与交通管理（选修）--作业
-第十一章 机动车污染控制--第十一章作业习题
-12-1 全球气候变化与温室效应
--Video
-12-1 全球气候变化与温室效应--作业
-12-2 气候变化的应对措施
--Video
-12-2 气候变化的应对措施--作业
-12-3 臭氧层破坏问题
--Video
-12-4 臭氧层破坏的应对措施
--Video
-第十二章 全球性大气环境问题--第十二章作业习题
-Lecture 01
--Video
-Lecture 02
--Video
-Conversation
--Video
-附加：--Exercise
