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[煤分析专区] 浅谈煤中硫对环境的影响
发布时间:2009/6/13  阅读次数:910  字体大小: 【】 【】【
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摘要 摘要:综述了煤中硫存在形态及分布特征,煤中可燃硫燃烧后生成二氧化硫及少量三氧化硫形成大气污染及酸雨的危害进行详细的阐述,最后提出防治措施。 关键词:煤中硫 分布特征 二氧化硫 酸雨 防治措施

1 前言
煤构成我国矿业燃料的主体,而这种基本格局短期内不会改变。
任何煤中均含有硫,只是其含量有所不同,低则0.3%--0.5%,高则3%--5%,甚至更高。随着经济的快速发展,我国因燃煤排放的二氧化硫急剧增加,由于我国部分地区燃用高硫煤,燃煤设备未完全采取脱硫措施,致使二氧化硫排放量不断增加,由二氧化硫引起的酸雨污染范围不断扩大,已由八十年代初的西南局部地区,扩展到西南、华中、华南和华东的大部分地区,酸雨和二氧化硫污染危害居民健康、腐蚀建筑材料、破坏生态系统、造成了巨大经济损失,已成为制约社会经济发展的重要因素之一。
2 煤中硫对环境与工业的危害
2.1 煤中硫的存在形态及其分布特征
煤中硫按其存在形态划分,可分为有机硫和无机硫;而按其燃烧特性划分,则可分为可燃硫及不可燃硫。大部分有机硫化物、无机硫化物及元素硫均属于可燃硫;煤燃烧后残存于灰中的硫以硫酸盐形式存在,其中大部分为各种硫化物燃烧后被煤质吸收和固定下来新生成的硫酸盐,另有少量煤中天然硫酸盐,它们属于不可燃硫。煤中可燃硫通常占煤中全硫的90%左右,可燃硫在全硫中的比率往往随含硫量的增高而增大,煤中可燃硫燃烧后生成的二氧化硫及少量三氧化硫是造成大气污染及形成酸雨的主要因素。
煤中含硫量不同的煤具有明显的区域特征,例如广贵州、四川、州等省区所产的煤含硫量普遍较高,而有的省区所产的煤含硫量则普遍较低。煤中可燃硫通常占煤中全硫的90%左右,可燃硫在全硫中的比率往往随含硫量的增高而增大,煤中可燃硫燃烧后生成的二氧化硫及少量三氧化硫是造成大气污染及形成酸雨的主要因素。
2.2 煤中硫对环境的影响
煤在锅炉中燃烧时,煤中硫主要氧化成二氧化硫,从烟囱排到大气中去,硫转化二氧化硫的比率随煤中硫的存在形态、燃烧设备及运行工况而异。在煤燃烧生成二氧化硫的同时,还伴有少量三氧化硫的生成。
二氧化硫是一种无色、有刺激性的气体。大气中二氧化硫在低浓度时,一般不会造成人的急性中毒,但在逆温等不利的气象条件下,可能会发生急性中毒,加速老弱病患者的死亡。大气中的二氧化硫浓度与支气管炎等呼吸系统疾病发生率之间基本成正比关系。
大气中的二氧化硫与飘尘结合而发生协同作用则危害更大,飘尘中的许多重金属及其它氧化物微粒,其毒性超过二氧化硫10多倍。硫酸雾对眼睛及呼吸道有强烈的刺激作用;同时它对金属及农作物有严重的腐蚀与损害作用。
大气中因二氧化硫和三氧化硫在大气云层中与水分子结合使降雨PH〈5.6形成酸雨,一般PH值为4.5-4.0,甚至更小。酸雨给人类带来的危害将不低于核辐射。酸雨降落到地面,回使土壤酸化,危害农作物,影响园林、森林、花草树木的生长。我国重庆地区降水已全面酸化,酸雨出现的频率高达80%。重庆市已被国内外专家公任的世界酸雨、酸雾最严重的地区之一。为此国家环保总局、国家经贸委、科技部联合发布了《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》,为我国在未来一定时期内控制燃煤造成的二氧化硫排放污染提供了技术导向和支持。
2.3 煤中硫对电力生产的危害
我国电力装机容量已超过5亿千瓦[2],其中火电约占70%,电力行业年燃煤量超过8亿吨。年排放的二氧化硫约1000万吨,约占全国总排放量的40%以上。燃煤电厂排放的污染物尤其是二氧化硫,以成为制约电力工业发展的主要因素之一。我国能源资源的状况决定了今后相当长的时期内电力结构仍然以煤为主,严格控制环境污染,既是电力工业当前急待解决的重大任务,也是关系电力可持续发展的战略问题。
除二氧化硫对环境造成污染外,电厂燃用高硫煤,由于硫的氧化作用,锅炉尾部受热面易发生腐蚀与堵灰,缩短低温预热器的寿命;另一方面,含硫量的增高,促使灰熔融温度降低,导致锅炉结渣或加重其严重程度;如煤中挥发成分含量较高,硫含量的增高会增大煤的阴燃倾向,导致煤粉仓及煤场存煤温度升高而自燃。
3 防治措施
3.1制定综合防治规划
制定相应的二氧化硫污染综合防治计划,并按照谁污染谁治理的原则,落实防治项目和治理资金。
3.2 居民区能源的利用
目前一些城市的特别是中小城市,供热方式主要是采用分散小锅炉和家用小煤炉供热。分散小锅炉吨位小,排放高度低,供热效率低,除设施落后,脱硫困难,造成了SO2和烟尘大量低空排放。尤其是家用煤炉供暖置于采暖房屋中,对房间内外环境造成污染,是一种落后的供暖方式。对于在热网区以外和未进行集中供热的城市地区,新建锅炉应保证有一定的容量,产热量不低于2.8mw[1]。随着“ 十一五”规划对新农村建设的逐步落实,占中国人口三分之二的农民生活质量的提高,居住环境的改善,这种分散小锅炉逐步被集中供热所取代。
3.3 加强燃煤火电机组的脱硫,削减二氧化硫排放总量。
以火电为主的电力生产是我国二氧化硫的排放大户。火电机组为固定源集中排放,比起排放量小、分布广泛的其它污染源,便于集中管理,是削减二氧化硫的重点。
电厂SO2排放控制的主要技术是烟气脱硫,对新建和改建电厂不论燃用煤含硫高低,应在建厂同时安装高效烟气脱硫装置,实现达标排放并满足总量控制要求。对于以建电厂,应补建烟气脱硫设施。对于已建的老电厂,如排放超标或无法满足排放总量控制,可采用低硫煤。
3.4 大力研究开发二氧化硫污染防治技术和设备
烟气脱硫主要有湿法、半干法、干法和硫氮联脱法等。湿法技术有石灰石-石膏法、氧化镁法、氨法和海水法等;半干法技术有旋转喷雾干燥法;再生法技术有碱式硫酸铝法、活性炭法等;干法技术有喷脱硫剂法、硫化床法等;生物技术有脱硫杆菌、真菌等脱硫法。目前湿法工艺占主导地位,多用于中高硫煤,技术已完全成熟。
对于燃用中高硫煤(含硫2%)的机组、或大容量机组的电站锅炉,应安装技术成熟可靠、脱硫效率95%以上的烟气脱硫技术,如湿式石灰石-石膏法工艺。燃用中低硫煤(含硫<2% )组的电站锅炉安装烟气脱硫设施时,可采用半干法、干法或经济性较好且较为可靠的技术,脱硫率也保证在75%以上。根据目前烟气脱硫技术和成熟程度,要加快适合国情的脱硫技术设备的研究、开发、推广和应用,并加快有关示范工程的建设。
3.5强化环境监督管理
为加强对电厂等重点污染源的管理和监督,对烟气脱硫系统要同时装备SO2和烟尘在线监测系统,并配有计算机数据采集系统,实现二氧化硫排放监测数据采集自动化,逐步实现数据传递网络化。
我国对二氧化硫污染防治主要是对污染源浓度控制,随着经济的快速发展、资源能耗消耗量的增长以及环境质量要求的提高,单一的浓度控制具有局限性。因此,要在浓度控制的基础上,实行污染物排放总量控制,采取有效措施,严格监督管理。
4结束语
燃煤二氧化硫的的排放应推行节约并合理使用能源、提高煤炭质量、高效低污染燃烧以及末端治理相结合的防治措施,无论是新建或要改建的锅炉,选用何种烟气脱硫技术,应充分考虑所选技术的使用寿命、运行可靠性、自动化控制程度、有无二次污染、副产品的安全处置等,我国在能源使用上的浪费现象比较严重。节能是我国能源利用的基础方针,也是减少二氧化硫排放的核心,对经济可持续发展和环境保护都有重要意义。

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