氨法脱硫

氨法脱硫（精选9篇）

氨法脱硫 篇1

摘要：环保不仅关系人们的生活质量, 更关系人类的生存与发展。我国在烟气脱硫技术方面已形成一系列适合脱硫工程技术方法, 氨法脱硫就是其中的一个。

关键词：脱硫,工艺,设计

双鸭山龙煤天泰煤制芳烃项目3×165t/h循环流化床锅炉烟气进行脱硫处理采用氨法脱硫工艺, 使锅炉烟气排放符合环保要求;同时副产硫酸铵, 按一炉一塔设计, 每台炉设置一套烟气脱硫装置, 三台炉公用一套硫铵生产系统, 脱硫后的烟气汇总后经150m烟囱排放。

1 设计规模

脱硫系统设计处理单台炉烟气270000 Nm3/h, 设计脱硫效率≥91.2%, 锅炉排放烟气中SO2≤90mg/m3, 装置年运行小时8000h, 无污水排放, 主要设备寿命不小于20年。当脱硫系统进口烟气流量+10%、温度+20℃、SO2浓度+10%范围内变化, 仍可达到保证参数。脱硫装置可带基本负荷, 也可以用于变负荷, 负荷变化范围30%~110%基本负荷。

1.1 烟气吸收脱硫原理。氨法脱硫用含氨溶液通过喷淋与烟气接触, 吸收烟气中的二氧化硫, 最终生成亚硫酸铵。

反应过程可基本表述为:烟气中的二氧化硫与烟气接触时首先被水吸收, 生成氢离子、亚硫酸氢根离子与亚硫酸根离子, 然后氢离子与氨水溶于水后生成的氢氧根结合生成水分子。同时体系中的铵离子、亚硫酸氢根离子、亚硫酸根离子不断增多, 然后亚硫酸根离子与亚硫酸氢根离子经氧化生成硫酸根, 最终在浓缩阶段生成硫酸铵并回收。吸收反应式如下:

1.2 亚硫酸铵氧化工艺原理。在烟气吸收过程中形成的HSO3-、SO32-需氧化为SO42-才是期望得到的离子。2SO32-+O2葑2SO42-

1.3 硫酸铵回收工艺原理。

脱硫吸收的生成物分散溶解于溶剂水中, 经氧化后, 基本成为水—铵离子—硫酸根离子体系, 在浓缩阶段溶剂水逐步被蒸发, 当达到硫酸铵饱和度后发生下列反应并析出, 使脱硫反应生成的硫酸铵得以回收:

1.4 脱硫液后续处理副产品回收工艺原理。

经吸收、氧化得到的 (NH4) 2SO4为稀溶液, 需蒸发其水分, 后续处理, 才能得到符合标准要求的副产品。本装置副产品回收原理图如图1。

2 脱硫工艺流程

脱硫装置分A、B、C三套, 公用一套氨水系统和回收系统, 以A套为例介绍。

本装置采用的工艺为湿式氨法脱硫工艺, 采用一定浓度的氨水为脱硫剂来脱除烟气中的二氧化硫, 回收的副产品硫酸铵可作为商品出售。

本装置总流程为:热烟气自引风机引出后, 首先在脱硫塔进风管和浓缩段与喷淋的硫酸铵溶液进行降温浓缩硫酸铵溶液;然后进入脱硫段, 与喷淋的亚硫酸铵液接触进行SO2吸收, 完成脱硫;最后经除雾器除雾后进入烟囱, 排入大气。脱硫后生成的亚硫酸铵液经氧化生成硫酸铵, 再经浓缩、甩干、干燥、包装等, 得到副产品硫酸铵。

本装置分为脱硫系统与产品回收系统, 这两个系统中又各有子系统, 现分项说明如下:

本系统由氨水制备系统、SO2吸收系统 (包含几个子系统) 、亚硫酸铵氧化循环、硫酸铵预浓缩循环、回收系统组成。

2.1 氨水制备系统。本系统分为两个子系统:氨水系统和事故系统。

氨水系统是将厂区供应的氨水打入氨水罐, 氨水罐内的氨水由氨水泵打出并向脱硫系统输送。

事故系统, 来自脱硫系统A/B/C事故液、母液罐事故液、烟囱冷凝液进入地下事故槽, 经事故泵再打回脱硫系统A/B/C。

2.2 SO2吸收系统

①烟风系统。a.热烟气自引风机引出后, 在烟道内首先与喷淋的硫酸铵溶液接触, 然后进入脱硫塔浓缩段, 上升过程中首先与喷淋的硫酸铵浆液接触, 对其进行浓缩, 同时完成进一步降温。b.气流上升穿过浓缩段升气帽后, 开始与脱硫段喷淋的硫酸铵溶液接触, 完成脱硫过程。c.气流继续上升穿过除雾除沫器, 减少烟气中夹带的水分并尽可能多地回收产品。除沫后的湿烟气排出塔外, 经烟囱排入大气。

烟气经上述操作后完成脱硫操作。

②液体物料循环吸收系统。a.工艺水流程。工艺水一路通过清水泵去塔的最上层清洗除雾器 (分为三层) , 为间歇式喷淋, 以冲洗掉除雾器上的结晶。另一路工艺水由工艺水主管引入, 向多功能氧化器补水, 以维持多功能氧化器的液位平衡;b.硫酸铵溶液循环脱硫流程。脱硫循环泵将硫酸铵溶液自多功能氧化器中打出, 打出后在脱硫段分两层进行喷淋。喷淋后的硫酸铵溶液在液滴下落过程中吸收随气流上升的SO2, 吸收SO2后的溶液在升气帽上汇集并溢流入多功能氧化器, 完成脱硫循环, NH4HSO3与 (NH4) 2SO3在多功能氧化器内被氧化为硫酸铵, 再次被脱硫循环泵抽出时补充氨水, 恢复脱硫能力, 周而复始。

2.3 亚硫酸铵氧化循环。

多功能氧化器内的硫酸铵溶液在循环脱硫的工程中会有新的NH4HSO3与 (NH4) 2SO3混入, 因此脱硫后的硫酸铵溶液中含有亚铵成分, 需要经氧化使其转化为硫酸铵。

2.4 硫酸铵溶液浓缩循环。

进入浓缩段的稀硫酸铵在烟道内喷淋后与塔内循环喷淋浆液混合, 进入脱硫塔底部浆液池, 浆液池内浆液硫酸铵总浓度48%~53%, 晶体含量5~10%。

2.5 硫铵回收系统

浆液结晶器系统。由出料泵送来的含晶体物料进入母液罐后, 硫酸铵晶体并在重力作用下晶体以较快速度下沉, 在母液罐锥形底部沉积, 形成晶体相对集中区, 经母液泵打入旋流器, 在旋流器中进行初次分离后上清液回母液罐;经旋流器后的稠料经离心机中分离后, 清液回母液罐。母液罐晶体沉降后的稀浆液在内筒与罐壁的环隙内上浮, 并在结晶罐溢流口处溢流进入母液回流泵进口, 由回液泵打出, 经流量调节阀有控制地进入A、B、C三套脱硫系统。

3 脱硫装置设计技术经济指标

3.1 烟囱出口排放烟气SO2浓度≤90 mg/m3, 排放烟气温度>50℃, 烟气水雾含量<75mg/Nm3, 游离氨逃逸率<10mg/m3。

3.2 脱硫系统总阻力 (引风机出口至烟囱入口包括脱硫部分烟道及GGH) <2350Pa。

3.3 脱硫率≥92%。脱硫效率应不小于95%。

3.4 吸收剂利用率≥95%。

3.5 硫酸铵回收率≥95%, 亚硫酸氧化率≥99%。

氨法脱硫 篇2

氨法脱硫反应特性的化学动力学分析

对采用氨法脱除烟气中SO2过程的反应特性进行了热力学和动力学分析.结果显示,氨法脱硫反应活化能较低,只要温度控制适当,氨法脱硫具有很高的平衡常数(或转化率)和良好的动力学特性.同时,根据实验结果拟合整理出了实验温度范围内氨法脱硫反应的.Arrhenius方程,分析了温度对氨法脱硫反应速率的具体影响.

作 者：陈梅倩 何伯述 陈广华 范莉娟 刘淑敏 CHEN Meiqian HE Boshu CHEN Guanghua FAN Lijiuan Liu Shumin 作者单位：北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京,100044刊 名：环境科学学报 ISTIC PKU英文刊名：ACTA SCIENTIAE CIRCUMSTANTIAE年，卷(期)：25(7)分类号：X701.3关键词：SO2 NH3 反应速率 平衡常数 脱硫率

氨法脱硫 篇3

摘要：本文着重阐述了金东纸业氨法脱硫工程中液氨流量计的选型设计及实际应用，对于电力、化工锅炉烟气脱硫项目中的液氨流量的准确计量、控制脱硫效率、节约脱硫运行成本等具有重要的指导意义。

关键词：脱硫；气液两相；楔形流量计

1.概述

金东纸业（江苏）股份有限公司位于江苏省镇江市大港镇，一期工程已1999年建成3台（1*250T/H+2*400T/H）CFB燃煤发电机组，三期工程安装1台400T/H CFB，于2005年建成投产。

为适应新的大气排放环保要求，增加锅炉烟气脱硫工程，采用氨法脱硫工艺，设四个吸收塔，按四炉四塔配置，处理1×250+3×400t/h锅炉的全部烟气，净化后烟气不经加热直接通过脱硫塔顶直排，脱硫效率≥ 98 %。

近几年来，氨法脱硫技术以其精简的流程、建设投资少、运行成本低等方面的优势，得到越来越多用户的青睐。在此种背景下，如何准确测量液氨（脱硫剂）的流量，显得尤为重要，本文就金东纸业氨法脱硫工程中的液氨流量计的选型设计进行分析。

2.金东纸业氨法脱硫工程特点

（1）本项目采用一炉一塔脱硫方案，4台脱硫塔同时运行。

（2）液氨储罐距离脱硫塔区距离长，至最近的4#脱硫塔距离约400米，至最远的1#脱硫塔距离约460米。

（3）液氨供应采用母管制，4台脱硫塔共用同一根自液氨罐区至脱硫塔区的液氨母管。

（4）脱硫剂采用液氨，顾名思义，是液化的氨气，它是一种无色液体，极易气化，有强烈刺激性气味，密度为0.617g/㎝3，沸点为-33.5℃，低于-77.7℃可变成具有臭味的无色晶体，自燃点为651.11℃；国标编号为 23003；CAS号为 7664-41-7；分子式为 NH3；分子量为 17.03；是一种无色有刺激性恶臭的气体；蒸汽压 506.62kPa（4.7℃）；熔点 -77.7℃；沸点-33.5℃；溶解性：易溶于水；危险标记 6（有毒气体）；液氨的电导率为1.3x10-7 S/cm。

（5）由于液氨是消耗品，关系到整个脱硫装置的运行成本，所以要求必须准确测量，并达到液氨计量的要求。

3.液氨流量计选择分析

流量测量方法和仪表的种类繁多，但是适合液氨流量测量的不多，归纳如下：

（1）液氨的电导率为1.3x10-7 S/cm，也就是0.13 us/cm，几乎不导电低，电磁流量计无法测量。

（2）液氨受压力、温度影响比较大，易气化，并且气化吸收大量的热，常规差压式孔板流量计无法准確测量。

（3）液氨长距离管道输送，管道内存在气-液两相流体，且有气泡存在，液氨密度不稳定，常规的超声波流量计、容积式流量计、涡街流量计都无法准确测量。

（4）科氏质量流量计：科氏质量流量计是一款价格十分昂贵号称能够适用于任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件的流量计，从原理上可以测量液氨流量，但由于本项目液氨管道内存在气-液两相流体，也存在测量效果不理想的风险。

（5）一体化智能型楔形流量计：流量传感器的检测件是一种楔形孔板，由于它是一块V形节流件，虽然原理和孔板一样简单，精度也没有科氏质量流量计高，但是如果把V形节流件水平方向安装，可以避免由管道内少量气相氨引起的干扰。

（6）分析比较及选定仪表

经过以上分析，首先排除了理论上都无法正常使用的电磁流量计、标准流量孔板、超声波流量计、容积式流量计、涡街流量计，只剩下质量流量计和一体化智能型楔形流量计待选，但是在这两款一表中无论选择哪款仪表，仍然都存在不确定因素，都不是非常理想的选择。

最后，经过从仪表性能方面、流体特性方面、安装条件方面、环境条件方面和经济因素方面综合考虑，选择了在4个脱硫塔的液氨支管上分别装一台ABB品牌科氏质量流量计的方案进行实施。

4.本工程科氏质量流量计的实际使用效果

在水联动实验阶段，科氏质量流量计表现的十分优秀，测量精度高，性能十分稳定。但是到了液氨投用以后不久，质量流量计就出现了测量不稳定，读数忽大忽小的情况，基本无法正常使用。

5.原因分析

经过在实际调试过程中对各影响因素的分析，最后确定是因为液氨管道内存在气-液两相流体，造成科氏质量流量计的测量管中含有大量气泡，致使流量计无法正常使用。

6.改进措施及结果

经过认真分析总结了在4个脱硫塔的液氨支管上分别装一台科氏质量流量计无法正常使用的经验教训以后，对方案进行了调整，改进方案如下：

在液氨储罐出口液氨母管上设置一台科氏质量流量计用于液氨的计量，由于液氨罐出口液氨压力、温度比较稳定，无气化现象，科氏质量流量计能够很好地发挥自身精度高的优势，使测量效果达到计量的要求。在每台脱硫塔的液氨支管上分别设置一台无锡苏博仪表有限公司生产的一体化楔形流量计，把V形节流件水平方向安装，避免了气相氨的干扰，稳定的测量支管内的液氨流量，同时为了减小由于气相氨引起的楔形流量计的测量值与支管内总氨量的偏差，在脱硫分散控制系统（DCS）上把加氨后脱硫浆液的PH值作为楔形流量计的修正参数，很好地保证了液氨加入量的准确、稳定。

液氨母管设置科氏质量流量计加液氨支管设置一体化楔形流量计的方案很好地解决了本脱硫项目中的液氨计量和控制加氨量的问题，而且在很大程度上节省了仪表购置费用。

7、结束语

从实现氨法烟气脱硫更高稳定性、高可靠性、低投资成本、低运行成本等目标出发，努力学习新知识，总结实际运行经验，合理选择高精度、高可靠性、高性价比的仪表设备对我国今后的脱硫环保项目中的仪表选型设计具有重要的指导意义。

参考文献：

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[2]《封闭管道中气体流量的测量 涡轮流量计》（GB/T 18940—2003）；

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氨法脱硫实验研究分析 篇4

目前世界各国研究开发的脱硫技术达200多种,这些技术按燃烧过程可分为3大类:燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫即烟气脱硫(FGD)。后一种脱硫技术是目前应用最广、效率最高的脱硫技术。烟气脱硫按工艺特点可分为干法,半干法和湿法3大类。湿法脱硫主要为石灰/石灰石法[2~3]、钠碱双碱法、钠盐循环法、碱式硫酸铝—石膏法等[4~8],其优点是脱硫率高、操作稳定且经验多,但存在着易造成二次污染,脱硫后的烟气需再加热,易造成腐蚀和结垢等问题。而氨法脱硫技术将回收的二氧化硫、氨全部转化为化肥,不产生任何废水、废液和废渣,没有二次污染,是一项真正意义上的将污染物全部资源化,符合循环经济要求的脱硫技术,具有高效、低能耗、防腐蚀以及运行可靠等优点。因此,本文针对氨法烟气脱硫的主要影响因素进行了模拟实验,研究其对脱硫效率的影响。

1 实验设计

为了研究氨法脱硫特性,搭建了一套实验系统,如图1所示。实验空气由风机供给,经缓冲箱后与SO2气体混合形成烟气,SO2由SO2钢瓶提供,用于调节烟气中的SO2至所需的浓度。SO2和烟气在混和室内充分混和后,进入脱硫塔。塔径为150mm,塔高1.5m,塔内装有3级旋流板,脱硫塔顶部装有高效除雾器。

额定烟气量150~300L·min-1,并用烟气分析仪(德国德图TESTO 350Pro烟气分析仪)测量烟气中SO2的浓度。其中脱硫液水中亚硫酸铵作为吸收液,大部分的SO2都会在脱硫塔中和氨水反应,从而被吸收。

2 氨法脱硫的原理

烟气与氨水在脱硫塔某一特定位置内混合发生脱硫反应,生成亚硫酸铵,亚硫酸铵溶液流入脱硫塔底部的氧化段,用氧化风机送入的空气进行强制氧化,将亚硫酸盐氧化成硫酸盐;氧化后的吸收液经泵送入脱硫塔浓缩段进行浓缩结晶,形成固含量5%~10%的硫酸铵浆液;硫酸铵浆液经硫铵泵送入硫酸铵系统。脱硫后的净烟气经除雾器除去烟气中携带的液沫和雾滴,再经塔顶烟囱直接排出。工艺水从塔顶补入,既冲洗除雾器又保持系统的水平衡。其化学反应原理为[9~10]:

3 实验结果分析

氨法脱硫工艺运行稳定阶段的脱硫剂是亚硫酸铵,这是脱硫工艺的主要部分。本文以亚硫酸铵为吸收剂进行实验和分析,讨论影响氨法脱硫效果的影响因素,主要考察气液比、吸收液p H值、吸收液浓度以及进口烟温对脱硫效率的影响。

3.1 气液比对脱硫效率的影响

亚硫酸铵吸收液的气液比对脱硫效率的影响如图2所示,其中烟气量为160m3·h-1,SO2浓度为2650mg·m-3,亚硫酸铵浓度为5%,气温为30℃。

由图2可知,氨法脱硫效率与气液比大致成线性关系,而且随着气液比的增大,脱硫效率逐渐降低。气液比高时,吸收液不够多,导致其与烟气中的SO2接触面积比较小,传热系数低,反应时间短,从而有比较大一部分SO2没有被吸收,所以导致SO2脱硫效率低。最低时,气液比为0.5L·m-3,脱硫效率只有53%,而当气液比达到0.2L·m-3时,脱硫效率可以上升到96%。

3.2 吸收液PH值与脱硫效率的关系

在烟气量为160m3·h-1,SO2浓度为2650mg·m-3,亚硫酸铵浓度为5%,气温为30℃,气液比为0.3L·m-3时,吸收液p H值与脱硫效率的关系曲线如图3所示。

实验中进行了21组工况测试,将测得的数据处理得到图3关系曲线,由图可知,脱硫效率随着吸收液pH值的增大而增大,pH值在4.5~5.4之间时脱硫效率随pH值上升得比较缓慢,之后上升速率加大,当pH值达到8.8时,脱硫效率上升到了96%。中间过程出现一个比较平稳的阶段,即p H值为6~7.5时,脱硫效率增加量不超过10%,属于比较平稳的阶段。

3.3 吸收液浓度与脱硫效率的关系

在研究吸收液浓度对脱硫效率的影响时,我们做了20组工况,选取其中14组得到图4关系曲线,实验工况为:烟气量为160m3·h-1,SO2浓度为2650mg·m-3,气温为30℃,气液比为0.3L·m-3。由图4可知脱硫效率随吸收液浓度增大出现先增大后减小的规律,在中间会有最大值出现,即会有一个最佳的吸收液浓度使得脱硫效率达到最好。这个最大值大概在吸收液浓度为5.5%时出现。

3.4 进口烟温与脱硫效率的关系

烟气温度会影响化学反应速度,为了研究其是否会对脱硫效率产生影响,我们设定了多个烟气温度,分别为25、30、45、50、60、70、80、90、100℃以及115℃。实验工况为:烟气量为160m3·h-1,SO2浓度为2650mg·m-3,亚硫酸铵浓度为5%,气液比为0.3L·m-3。实验结果见图5,由图可知,温度对氨法脱硫效率的影响比较小,温度从25~100℃变化过程中,脱硫效率基本不变,原因是亚硫酸铵吸收SO2的反应是传质控制的反应,并非反应控制。

从以上各因素对脱硫效率的影响,我们可以控制各个参量,使得脱硫效率最大化。首先考虑气液比,气液比在0.2~0.25时脱硫效率最大且比较平稳;pH值越大脱硫效果越好,但是pH值太高,氨气容易挥发,吸收液利用率不高,当pH值为6~7.5时,脱硫效率增加量不超过10%,比较稳定,选择此段p H值比较合适;吸收液浓度为5.5%左右时,脱硫效率达到最大;而温度对脱硫效率影响不大。

4 结论

通过实验研究了氨法脱硫中脱硫效率的相关影响因素,对气液比、吸收液p H值、吸收液浓度以及进口烟温和脱硫效率的关系进行了深入的分析和研究,得到如下结果:

(1)气液比越小,脱硫效率越高;吸收液p H值越大,脱硫效果越好;脱硫效率随吸收液浓度增大,先增加后减小,中间存在最大值;温度对脱硫效果的影响不大。

(2)通过对影响因素的分析,得到使脱硫效果比较好的参数控制范围,即在烟气量为160m3·h-1,SO2浓度为2650mg·m-3下,气液比选择在0.2~0.25L·m-3范围内,pH值选择为6~7.5,吸收液浓度为5.5%左右时,实验表明脱硫效果最好,这一结果对实际工程应用有一定指导意义。

参考文献

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氨法脱硫废液回用技术研究与应用 篇5

1.1 氨法脱硫技术发展历程

(1)国外氨法脱硫技术进展。二十世纪七十年代初，氨法脱硫工艺得到研制并相继获得成功，主要的研究企业有美国的GE、Marsulex等，德国的Krupp Koppers、Lentjes Bischoff，以及日本的千代田、NKK、荏原、住友、三菱、IHI等等。进入20世纪90年代后，由于合成氨工业的发展壮大以及厂家对氨法脱硫工艺的不断改进与完善，氨法脱硫工艺逐渐得到应用。然而，到了二十世纪末，脱硫市场受到西方燃煤电厂规模减少的冲击而迅速萎缩，大部分研究氨法脱硫的公司迫于市场形势大都中止了相关研究，刚刚起步的氨法脱硫也未得到进一步的深入研究。因此，长期存在于氨法脱硫技术的气溶胶、氨损、副产品稳定性、能耗、以及系统稳定性等问题也就未能得到很好地解决。

(2)国内氨法脱硫技术进展。“九五”期间，应环保形势发展的要求，我国国家相关部门开始对各类脱硫技术进行技术研发、攻关和引进。氨法脱硫技术由华东理工大学进行攻关，并于1999年9月17日通过了专家鉴定和验收;2001年，江南公司与华东理工大学课题攻关组利用天津碱厂260t/h锅炉进行氨回收法脱硫示范工程进行合作，于2004年4月份投产运行、2004年9月份通过天津环保局的验收，氨法脱硫技术在我国的应用也就此拉开了序幕。目前，国内淮钢集团、太钢集团、莱钢集团先后采用“烟道气处理焦化剩余氨水或全部焦化废水”技术，将焦化废水处理与烟道气脱硫一体化，既利用烟道气热量处理掉焦化废水，又利用焦化富氨水中的氨等碱性物质脱除烟道气中的SO2，达到以废治废的目的，平均除尘效率为99.6%，平均脱硫效率大于60%。

1.2 氨法脱硫技术优点

(1)氨法脱硫技术脱硫效率高，可达到90%，能适应任何煤种，可满足国内任何地方的环保要求。

(2)工艺流程结构简单，系统阻力小，电耗低，可利用原烟气系统风机，设备数量少，占地面积小，节省投资。

(3)其脱硫副产品硫酸铵可作为农用高效肥料，市场价值较高，经济效益好。

(4)氨水法脱硫不产生二次污染，整个系统不产生废水或废渣，能耗低，不增加二氧化碳，对改善环境有重要意义。

1.3 氨法脱硫技术难点

现有的氨法脱硫工艺，以氨为碱源，运行时产生大量脱硫废液，其中含有高浓度的NH4CNS、(NH4)2S2O3以及(NH4)2SO4，长期运行严重影响脱硫系统的正常工作。为了降低副盐浓度，保证脱硫效果的稳定性，原有的处理措施为向炼焦用配合煤中喷洒一定量的脱硫液，同时为保持系统内水量平衡定期向系统内补充新水。

这种作法的缺点是：一方面严重污染环境，腐蚀焦炉设备，造成副盐浪费，另一方面增加炼焦耗热量，而且随着脱硫系统的连续运行，脱硫废液不断产生，最终将无法处理导致脱硫系统暂停。

2 案例分析

本文以山东石横特钢集团为例，系统阐述脱硫废液回用技术的运行流程以及其采用废液提盐技术后产生的巨大经济社会效益。

2.1 主体思路

从外排脱硫液中提取回收NH4CNS、(NH4)2S2O3以及(NH4)2SO4这些副盐产品，是处理外排脱硫液、保证脱硫系统连续运行的最根本方法。

2.2 副盐提取工艺流程

鉴于硫代硫酸铵和硫氰酸铵都极易溶解于水，溶解度相差极小，利用溶解度不同来进行分离是不可能的，因此从脱硫废液中提取副盐技术的核心是分步结晶。根据的主要原理是硫氰酸铵-硫代硫酸铵-水的三元相图，利用硫氰酸铵与硫代硫酸铵的溶解度差进行分步结晶。除去悬浮硫的脱硫废液首先进入脱色釜中用活性炭进行吸附脱色，再送入蒸发釜中减压蒸发至一定温度后送入结晶机中进行两次结晶分离，分别得硫氰酸铵和硫代硫酸铵产品。

脱硫废液经活性炭去掉其中的有色物质、少量的可挥发物、悬浮物等后，其主要成分为硫氰酸铵、硫代硫酸铵、硫酸铵和水。硫氰酸铵和硫代硫酸铵在各温度下的饱和度都比硫酸铵要大。0～10℃时，硫代硫酸铵的溶解度要大于硫氰酸铵，大于25℃时，硫氰酸铵的溶解度随温度的升高而明显增大;而温度升高对硫酸铵的溶解度来说相对增量要少得多，它的溶解度也小得多。这就为硫氰酸铵与硫代硫酸铵的分离提供了可能。因此，可以在温度较高时分离出硫代硫酸铵，在低温下析出硫氰酸铵。但溶质的溶解度规律不完全代表多溶质的溶解度规律，多元体系有时会伴随着复杂的物理化学现象。但在脱硫液中阳离子只有NH4+，可视为无化学反应行为。硫酸铵-硫代硫酸铵-硫氰酸铵-水体系中并无复盐区存在，试验中也未发现。

3 效益核算

3.1 经济效益

按30吨/天脱硫液量(每天大约生产5吨硫氰酸铵和3吨纯度不高的硫代硫酸铵)计算，运行消耗如下：

(1)化工料：活性炭，0.9吨/天。颗粒状脱色品种，大约5000元/吨。

(2)水耗：结晶冷却水和冷凝器冷凝用水，400吨/天(循环使用);晶体洗涤脱盐水，1吨/天。

(3)电：总装机容量大约为160 KW。

(4)蒸汽：脱色釜加热、真空蒸发浓缩、蒸发结晶用，15吨/天。

(5)其它消耗：人员安排，每天9人，工艺操作和设备维护，每人工作8小时。

硫氰酸铵按销售价5500元/吨计算(市场低价，虽然硫代硫酸铵含杂质较多，但还可以带来一定的收入，售价大约为2000元/吨)，除去运行消耗、设备折旧、人员工资等，日经济效益在1.5万元以上，年效益达450多万元，两年不到即可收回所有投资。

3.2 社会环境效益

本方案实施后，解决了异常状况下放散氨气引起的环境污染，带来很大的环境效益，同时避免了因氨气放散引起的人身伤害，真正做到了保护环境，实现了清洁生产的目的;同时增加企业经济收益，而且对因氨气量大引起的脱硫系统碱度高，副盐增长快，脱硫液外排量大的情况有明显改善，减少了腐蚀性的冷却水对脱硫废水回收系统造成的腐蚀，保障了整个脱硫系统的安全经济运行。

4 结论

据世界卫生组织和联合国环境规划署统计，目前每年含硫燃料燃烧排放到大气中的二氧化硫超过2亿吨，已成为大气环境的首要污染物。我国是燃煤大国，随着燃煤量的增加，二氧化硫的排放量也不断增加。消减二氧化硫的排放量，防治大气二氧化硫污染已迫在眉睫，成为我国现在及未来相当长时间内的主要社会问题之一。

总之，在低碳、循环经济、绿色环保政策的激励下，燃煤烟气氨法脱硫技术必然得到国内外的大力推广，市场前景可观。在这种情况下，以上所述设备改造和技术创新在保证脱硫运行稳定持续方面显得尤为重要，能够保证企业在“十二五”期间脱硫系统设备稳定可靠，二氧化硫排放指标达标，为国家节能减排做出贡献。

参考文献

[1]王海风,张春霞,齐渊洪.氨法脱硫研究进展[J].环境工程,2010,28(6):58.

[2]范伯云.焦化厂化产生产问答(第二版)[M].北京:冶金工业出版社,2004.

[3]苏宜春.炼焦工艺学[M].北京:冶金工业出版社,1994.

氨法脱硫 篇6

我公司有3台UG-260/9.8-M煤粉锅炉, 为尿素生产工艺过程提供动力和蒸汽, 在尿素生产过程中因具有大量的低浓度废氨水, 在脱硫剂来源方面有着极大的优势, 氨法脱硫属回收工艺, 其脱硫副产物硫酸铵又是一种极好的氮肥, 所以我公司烟气脱硫采用氨法脱硫技术进行烟气脱硫。装置的脱硫效率能保持脱硫效率在95%~99%, SO2排放浓度小于45mg/m3 (标) , 氨在水中的溶解度超过20%。脱硫效率高, 低能耗, 反应速率快, 吸收剂利用率高。

1 技术原理

湿式氨法脱硫工艺原理:在脱硫过程中, 烟气经过吸收塔, 用氨 (NH3) 作为吸收液吸收SO2并生成亚硫酸铵与亚硫酸氢铵, 其主要反应方程式为:

实际上真正吸收SO2的反应是 (NH4) 2SO3与NH4HSO3之间的不断循环。过程中需要不断补充NH3以使NH4HSO3转变为 (NH4) 2SO3, 从而保持对SO2的吸收能力:

对于含高浓度亚硫酸铵的溶液, 则可排出系统, 再通过下列反应获得副产品硫酸铵。

2 工艺流程

锅炉除尘器出口烟气经引风机送入脱硫设施, 烟气通过预洗涤塔后进入脱硫塔, 在脱硫塔内与含新鲜氨水 (12%~20%) 的循环浆液逆流充分接触反应, 烟气中的SO2与氨水中的氨进行反应, 脱除SO2。氨法脱硫系统中氨的加入量由p H控制阀来自动调节, 并由流量计进行测定。吸收液吸收二氧化硫后回流到氧化段, 与氧化空气接触, 使吸收液中的亚硫酸氢铵和亚硫酸铵得到充分的氧化。

3 氨法脱硫工艺和主要设备

3.1 选择氨法脱硫工艺的原因

采用氨法脱硫工艺的前提条件是附近必须有氨源。我公司氨水的主要来源是化肥厂提供的浓度在6%的废氨水 (16m3/h) , 因此采用氨法脱硫工艺比其他工艺要有利。

3.2 主要设备介绍

预洗涤塔主要用途是降低原延期的温度及除去烟气中携带的大部分灰尘, 并且对浆液进行初步的浓缩, 以达到后处理系统要求的浆液浓度。预洗涤塔采用顺流布置, 烟气自上而下穿过预洗涤塔的喷淋层, 浆液中的水分被大量蒸发, 使高温烟气迅速的冷却, 从而能够顺利的进入脱硫塔。预洗涤塔上部由碳钢制作, 喷淋高温区域的防腐采用1.4529金属内衬, 低温区域采用玻璃鳞片进行防腐, 下部采用混凝土内衬PP材料进行防腐。

4 控制指标

表1为烟气脱硫出口污染物控制指标

5 湿式氨法脱硫的优缺点

湿式烟气脱硫的优点是有很高的脱硫效率, 可达到97%以上;设备小、投资少、操作容易、稳定且占地面积小;吸收剂氨水来源于废氨水, 做到“以废治污, 再回收利用”的目的;无工业废水、废渣排放, 避免了二次污染现象的发生;具有较长的使用寿命。缺点是洗涤后烟气的温度较低 (一般低于60℃) , 不利于烟囱排气的扩散, 易产生“白烟”, 结垢及堵塞严重等。

6 结束语

氮肥行业因具有大量的低浓度废氨水, 在脱硫剂来源方面有着极大的优势, 其脱硫副产物硫酸铵又是一种极好的氮肥, 在整个脱硫过程中, 既减少了SO2和废氨水的污染, 又变废为宝, 实现资源循环利用。企业在环保项目的运行中要改变思想观念, 在关键设备的选择上要舍得投入, 确保设备的长周期稳定运行。为环保事业做贡献。

参考文献

[1]杨学远.氨回收法烟气脱硫技术的分析[J].石油化工应用, 2009, (9) :98-100.

氨法脱硫 篇7

当前, 人们的观念已经有了极大的改变, 不再是只重视经济发展而忽略环境污染的时代了, 为了获得更好的生活体验, 人们开始注重身边的生活环境, 国家的政策导向也偏向了这个方向。氨法烟气技术的产生也随之应用而生, 它主要应用于火电行业, 比如燃煤电厂等, 通过使用氨法烟气技术, 可以有效减少这些企业带来的环境污染, 减少SO2和NOx化合物的排放, 降低其排放量, 真正实现脱硫脱硝的功效, 使得这些物质的排放达到国家的标准, 给人们带来舒适生活的同时, 保证人们在美好的环境中能够健康的生活和成长, 实现可持续发展。

2 氨法烟气同时脱硫脱硝技术的应用

2.1 氨法烟气同时脱硫脱硝技术之电子束法

电子束法是氨法烟气技术之一, 它可以做到同时脱硫脱硝的功效, 这种方法的效率高, 作用大, 其工作原理是通过使用物理和化学的方法, 由于在电子束的照射下, 氮氧化合物和二氧化硫会从低价转化为高价, 高价的氮氧化合物和硫化物遇到水后, 就会生成硝酸和硫酸, 与氮氢化合物作用后, 可以生成硫酸铵和硝酸铵, 可以作为肥料被二次利用。对于这种技术的发展现状, 它源自日本, 德国开始最初研究关于其脱硫脱硝的工艺, 但是, 在三十年后, 才真正从试验阶段推向实际的市场应用, 并获得了广泛的好评和使用率。由于, 通过电子束法的脱硫脱硝工艺的脱硫率和脱硝率很高, 成本低, 而且还没有废物产生, 因此, 有很大的发展潜力。其工艺特点为通过物理方法, 转变化合物的价态, 实现原理简单、清晰、不复杂, 并能实现其相应的应用效果, 副产物的产生没有危害, 并能实现氮硫资源的综合利用, 成本低, 适用于含硫量较高的燃煤发电企业, 在现代科学技术的推动下, 该项技术将会发挥自身特点, 实现数分钟内根据实际情况调整工作状态, 满足脱硫脱硝工作需求, 尽最大可能减少氮硫化合物的排放。

2.2 氨法烟气同时脱硫脱硝技术之脉冲电晕法

脉冲电晕法是氨法烟气的技术之一, 它可以做到同时脱硫脱销的功效。它的英文名称是PPCP, 这种方法主要是利用脉冲电源的高压, 在反应容器中将烟气在高压的环境下, 变为等离子体, 等离子体的性质是具有高的能量, 其实质就是进行了能量的转换, 这样, 在反应容器中, 一部分粒子由于失去电子带正电, 一部分粒子由于得到电子带负电, 于是, 就形成了电场, 在电场中, 这些等离子体的状态很不稳定, 形成了离子和自由基, 在此作用下, 烟气就会和其产生化学反应, 即氧化还原反应, 经过氧化还原反应的烟气生成的物质, 大部分是液体或者是固体, 比较容易被收集, 实现脱硫脱硝的效果。这种方法的脱硫脱硝的效果和电子束法的类似, 其实现效果显著。在实现工艺上, 其设备简单, 不需要繁琐的电子加速器过程, 成本低, 仅仅需要通过加热来使分子的运动速度加快, 产生的氮硫化合物可以二次利用, 而且对环境无污染、无危害, 能实现较好的脱硫脱硝效果。这种工艺发展比较早, 相对比较成熟, 但是, 仍然需要不断的探索和创新, 增强该工艺的水平, 保证该工艺的脱硫和脱硝率的效果更加显著, 不仅符合国家标准的同时, 使得生产资源能够重复利用, 从而赢得更好的经济效益。

2.3 氨法烟气同时脱硫脱硝技术之活性炭吸附法

活性炭吸附法也是氨法烟气的技术之一, 它也能实现脱硫脱硝的效果和工艺。它是一种物理方法的实现, 与上述两种方法不同的是, 它的实现不需要化学方法, 也不会产生化学物质的副产物, 实现起来也比较容易和简单。这种技术的研发主要是日本和德国先提出来的, 将烟气经过水并将相应的氮氧化合物和氮硫化合物溶解于水中, 利用活性炭的吸附功能吸附相应的物质, 实现脱硫脱硝的作用。当然, 吸附在活性炭中的物质也可以经过相应的处理, 利用化学反应, 将氮氧化合物经过氧化还原反应转变为氮气, 将硫化合物经过氧化还原反应转变为固体硫, 活性炭吸附的物质经过处理取出后, 还可以再次使用, 减少了金钱和资源的浪费, 而且操作简单, 设备不复杂, 活性炭资源丰富, 投资低, 效果大, 还能节能, 不需要很多安全性问题和设备造价的问题, 在燃煤企业获得广泛的应用和好评, 其已经普遍获得国际和国家燃煤企业的认可, 并仍然在继续进行着相关的研究, 保证活性炭的氨法烟气工艺摒除其不良性能, 比如运行效率不稳定, 脉冲电源性能不好的问题, 争取实现其效果的最优化。

3 氨法烟气同时脱硫脱硝技术的发展趋势

只要存在火电厂, 就会产生氮氧化合物和硫氧化合物, 因此, 火电企业必须致力于发展氨法烟气技术, 保证企业的脱硫脱硝的效率和氮氧化合物与硫氧化合物的排放符合国家标准。对于脱硫脱硝技术, 上述只是简单的阐述了现在火电企业中使用的基本方法, 当然, 在未来, 还会有更多先进的方法和工艺, 提升脱硫脱硝技术的水平和效率。通过上述三种方法的讲述, 不能看出, 脱硫脱硝技术使用了物理方法和化学方法, 它是涉及多学科多领域的一门综合性技术。氨法烟气同时脱硫脱硝的技术的发展趋势是在设备上, 更加简洁, 造价低和安全性更高, 在实现脱硫脱硝的同时, 还可以将生成的副产物进行二次利用, 比如配置一定浓度的硫酸, 为一些需要的企业服务, 转变为化肥, 为农业生产做贡献。在火电厂实现经济效益的同时, 也保护了我们身边生存的环境。

结语

氨法烟气同时脱硫脱硝的技术的应用仍然需要进一步的研究和探索, 需要根据不同火电厂的情况和实际环境, 进行综合考量, 采用何种技术进行脱硫脱硝, 注重理论研究的同时, 也要具体情况具体分析, 最大程度的扩大其工艺水平和脱硫脱硝的效率。

摘要：本文简述的氨法烟气就是一种用来减少由于工业燃料引起的污染的技术手段和方法, 工业化石燃料在燃烧之后, 会产生大量的氮氧化合物和SO2, 这些物质给环境造成了严重的污染和危害, 因此, 为了减少这些物质给环境带来的危害和影响, 通过采用氨法烟气的方法, 过滤工业燃料的排放物。本文在重点说明氨法烟气同时脱硫脱硝技术的应用, 顺便阐述相关氨法烟气技术的工艺特点和发展现状。

关键词：氨法烟气,脱硫脱硝,技术,应用,分析和研究

参考文献

[1]于丽新, 杜杨.氨法烟气同时脱硫脱硝技术应用与展望[J].东北电力技术, 2011, 12 (11) :84-86.

[2]姜雨泽, 宋荣杰.半干式电晕放电烟气脱硫脱硝技术研究[J].环境科学与技术, 2008, 5 (09) :44-46.

氨法脱硫 篇8

从现有技术来看, 湿式电除尘器是目前为止保证烟尘超净排放最有效、最可靠的技术手段。湿式电除尘器的原理与传统干式电除尘器相似, 依靠的都是静电力, 所不同的是湿式电除尘器处理的是脱硫后的湿烟气, 采用的是水膜清灰, 无二次扬尘。

湿式电除尘技术已在多个电厂成功应用, 但对应的脱硫一般为石灰石-石膏法脱硫工艺, 湿式电除尘器能否有效解决氨法脱硫后铵盐携带和氨逃逸是目前业主仍然担心的问题。

1 氨法脱硫工艺的特点

氨法烟气脱硫工艺是采用氨做吸收剂除去烟气中的SO2的工艺。

由于氨具有更高的反应活性, 且硫酸铵具有极易溶解的化学特性, 因此氨法脱硫系统不易产生结垢现象。

氨法脱硫对煤中硫含量的适应性广, 低、中、高硫含量的煤种脱硫均能适应, 特别适合于中高硫煤的脱硫。采用石灰石/石膏法时, 煤的含硫量越高, 石灰石用量就越大, 费用也就越高;而采用氨法时, 特别是采用废氨水作为脱硫吸收剂时, 由于脱硫副产物的价值较高, 煤中含硫量越高, 脱硫副产品硫酸铵的产量越大, 也就越经济[1]。

氨是生产化肥的原料。以氨为原料, 实现烟气脱硫, 生产化肥, 不消耗新的自然资源, 不产生新的废弃物和污染物, 变废为宝, 化害为利, 为绿色生产技术, 将产生明显的环境、经济和社会效益。

此外, 氨法脱硫工艺系统简单、设备体积小、能耗低。

虽然相关标准对NH3逃逸浓度有严格的要求 (氨逃逸浓度≯10mg/Nm3, 氨回收率率≮96.5%) , 但是由于氨法脱硫工艺自身的特点, 氨的易挥发性, NH3逃逸浓度很难达到排放标准, 随“脱硫”尾气一起流动, 一部分逃逸的NH3与部分未被脱除的SO2或SO3反应生成铵盐。另外, 循环液对烟气进行喷淋洗涤时, 部分循环液会被烟气携带, 而循环液中含有生成的铵盐, 从而含入烟气中。因此氨法脱硫工艺普遍存在着氨逃逸和铵盐携带的问题[2], 由此造成的成本升高及二次污染的问题也成为阻碍氨法脱硫工艺在燃煤烟气处理领域发展的绊脚石。

2 山东神华关于湿式电除尘器应用于氨法脱硫系统的研究与案例

继湿式电除尘器应用于石灰石-石膏法脱硫工艺研发成功之后, 山东山大能源环境有限公司 (现更名为“山东神华山大能源环境有限公司”, 简称“山东神华”) 又对湿式电除尘器应用于氨法脱硫工艺进行了机理研究和实验室研究, 并于2010年在某化工厂的氨法脱硫系统中进行了中试试验。

中试试验从实际项目的氨法脱硫后净烟气烟道中引出一部分脱硫后烟气至试验装置, 通过对电流密度、烟气流速、停留时间、比集尘面积、烟气性质等参数的不断调整组合, 最终摸索出来了一组合理的数据区间, 取得了成功。

2013年某化工厂自备电厂建设了氨法脱硫系统, 同步设置了湿式电除尘器, 本项目建有3台130t/h的锅炉, 脱硫三炉一塔设置, 脱硫系统设有预洗塔和吸收塔, 湿式电除尘器布置在吸收塔的顶部, 与吸收塔一体化设置, 吸收塔出口烟气量为562687 Nm3/h (湿标) , 湿除入口含尘量<68mg/Nm3, 铵盐含量<200mg/Nm3, 要求实现出口颗粒物浓度<30mg/Nm3。项目投运后, 烟囱入口烟气中颗粒物可以达标排放。

3 结语

烟气中铵盐的含量与脱硫运行工况、氨水的加入量、液气比、循环液的浓度等因素有关。烟气中所含的烟尘与脱硫前除尘设备的性能有关。

NH3气溶胶及铵盐气溶胶粒径多分布在[0, 40] μ m区间内, 而湿式电除尘器利用静电除尘原理, 不仅对大粒径气溶胶颗粒具有近100%的捕集效率, 最主要的是对亚微米级颗粒的具有较高的捕获率。设计的效率与装置入口烟气中NH3和铵盐的浓度有关, 不同的设计参数下, 氨气溶胶和铵盐气溶胶的有效去除率为70-90 %。

由于氨法脱硫后烟气性质与石灰石-石膏法不同, 因此将湿式电除尘器应用于氨法脱硫工艺的超净排放项目中 (烟气中所含颗粒物小于5 mg/Nm3) , 必须着重注意烟气的性质对其性能的影响, 同时需将湿除入口烟气中所含颗粒物控制在25mg/Nm3以下。

参考文献

[1]王晓宇, 王彦.氨法烟气脱硫技术及适用性分析[J].化工生产与技术, 2008, (2) .

氨法脱硫 篇9

1 氨法脱硫基础方案的确定

鉴于国内几家专业的氨法脱硫专业公司工艺方案各有千秋, 具有各自的技术特点和优势, 又有技术缺陷和不足, 为选择性价比适合公司需求的基础工艺方案及专业厂家, 兖矿集团公司邀请了10余家氨法脱硫公司, 组织进行了EPC总承包招标。通过综合评标和集团公司招标领导小组研究, 确定由洛阳市天誉环保工程有限公司总承包华聚能源3座小型煤泥综合利用电厂烟气脱硫工程。

基础工艺方案确定后, 借鉴国内外氨法脱硫技术, 取长补短, 针对华聚能源煤泥资源综合利用电厂具体特点, 组织进行了全面的技术工艺优化研究。

2 工艺方案优化意见

2.1 明晰脱硫塔内各功能区

明确划分脱硫塔内各功能区, 充分发挥各区专有的作用, 更有效地实现稳定高效脱硫、高效率地回收高品质的硫酸铵。

(1) 增加浓缩降温段, 使高温烟气进入脱硫塔后首先被降温, 以适合脱硫的温度进入脱硫吸收段。

(2) 保持吸收脱硫段温度。维持吸收脱硫段温度稳定低温, 可以保证脱硫效果, 同时防止亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的分解引起氨的逃逸, 保证较高的氨水利用率和硫酸铵回收率。

(3) 优化洗涤段布置。选择合适的液气比, 加大循环液的喷淋密度, 将烟气中可能带出的残余的氨洗掉, 流入塔底集液池内, 继续循环喷淋利用;净化后的烟气中残余少量雾沫在洗涤层做最后的清洗。

(4) 烟气在脱硫塔内以低气速上升, 减少烟气雾沫夹带情况的发生, 同时破坏了气溶胶形成的条件。

(5) 优化补给水系统, 最大限度地发挥每级循环系统中补给液的作用, 增强烟气中残余雾沫的清洗, 除雾/除沫器和塔顶除雾板层层阻挡氨及气溶胶逃逸。

2.2 优化氨水加入方式, 减少氨挥发

氨水分子结构不稳定、易挥发, 如与烟气接触后极易随着净烟气排放, 造成新的污染。本工艺研究改进了技术方案中向一级文丘里预脱硫段喷入一定浓度的欠量氨水进行中和反应, 生成亚硫酸铵进行脱硫的工艺, 采用独特的氨水补入方式, 将氨水直接加入亚氨罐中, 避免氨水进入雾化喷淋系统, 减少了其与烟气直接接触的机会, 此举能够大大减少脱硫剂氨的损耗, 提高脱硫剂的利用率。

2.3 将预脱硫部分优化为浓缩降温段

进入浓缩段的稀硫酸铵溶液需在脱硫塔浓缩段蒸发浓缩至40%含量, 其目的:一是为刚进入系统的热烟气降温, 以保护塔体及改善脱硫段脱硫效果;二是充分利用热烟气的热量, 让高含量的硫酸铵溶液进入蒸发系统, 以节约蒸发系统的蒸汽。

流程为:硫酸铵液由浓缩循环泵自塔底抽出, 分别进入热烟气进口喷淋管和脱硫塔浓缩段喷淋管, 溶液喷淋后在热烟气的加热下蒸发出大量水分, 一方面降低了烟气温度, 一方面浓缩了溶液。两路喷淋的溶液均落入塔底, 通过增浓泵由塔底抽出送至脱硫塔浓缩段喷淋管喷淋, 不断循环, 直至浓度合格为止。

2.4 系统防腐

针对不同的工作介质, 选定相应的系统、设备材质。

就氨回收法脱硫工艺和脱硫塔采用的塔体材质而言, 氯离子不会对本系统造成大的负面影响。用氨水脱除二氧化硫的同时, 富裕的氨水可以和氯离子达到一定的浓度积的时候, 氯离子将以氯化铵晶体的形式随着硫酸铵晶体脱离本系统。系统内部主要设备脱硫塔的材质均为特种玻璃钢, 氯离子不会对该材质造成腐蚀, 有氯离子存在的管道、阀门、泵等, 均采用衬塑工艺, 防止氯离子腐蚀。对于硫酸铵蒸发结晶系统, 氯离子的富集会对不锈钢受热面产生严重腐蚀, 因而建议蒸发器受热面管材由不锈钢更改为钛材。

2.5 pH值的控制

基础方案中要求脱硫塔底部积液池利用pH值控制仪, 将其pH值控制在弱碱性 (pH>7) 。本研究认为pH值>7能够克服酸性条件对脱硫塔本体和管网的酸性腐蚀, 同时SO2的平衡分压甚小, 即吸收效率较高, 但此时NH3的平衡分压大, 即NH3的排空损失大。所以吸收液的组成, 必须兼顾两个分压。建议pH值控制在5.5～6.6之间。

2.6 湿式除尘

优化脱硫液中粉尘的处理系统, 使系统内的灰尘及时被带出系统, 而又能保证硫酸铵质量。

脱硫液中的粉尘来自于烟气中除尘器未除尽的亚微米煤灰, 经过湿法脱硫后必然有一部分粉尘进入到脱硫液中, 长期运行后形成富集可能会对液体管路形成阻塞。粉尘混入到硫酸铵母液中也会影响硫酸铵产品的成色及含氮量。

采用的方法就是灰的湿式分离。采用脱水机对硫酸铵溶液进行除灰, 系统设有回料管, 可以实现循环除灰;同时在增浓循环系统中设有旁路管, 在脱硫塔底部加装激励喷嘴, 可以定期或根据需要喷射搅动, 激起塔底沉积的灰尘, 通过分离进行脱除。

2.7 硫酸铵生产系统

将3座电厂氨法脱硫产物硫酸铵溶液进行集中, 在东滩矿电厂建设一套蒸馏装置, 处理硫酸铵溶液, 生产硫酸铵化肥。一系列的改进和完善, 优化了系统配置, 提升了脱硫系统的技术水平, 进一步提高了系统的可靠性、稳定性和脱硫效率。

3 技术分析

(1) 由于东滩矿电厂、济二矿电厂、兴隆庄矿电厂所使用的燃料是煤泥, 这使得燃烧过后的烟气更加难处理。本研究围绕着如何解决氨的易挥发性, 防止氨随脱硫尾气溢出损失, 将脱硫剂氨水全部由亚硫酸铵罐加入, 与亚硫酸氢铵反映生成亚硫酸铵, 亚硫酸铵作为脱硫剂在脱硫塔内与二氧化硫反应, 氨水不直接参与脱硫反映;同时控制脱硫循环溶液处于较低的浓度;并明确划分脱硫塔内部各功能区, 将脱硫界区的温度控制在60℃左右, 最大限度地促进亚硫酸铵的合成, 减少其分解, 从而控制氨的溢出损失。

(2) 在塔底进行射流激励, 利用循环系统将淤泥带出塔底, 采用分离技术进行湿式除尘, 对硫酸铵母液进行净化, 大大提高了回收的硫酸铵副产品的品质, 同时也清除了进入系统的电除尘器未除尽的粉煤灰, 使得脱硫系统得以长期安全稳定运行。

(3) 硫酸铵生产采用的烟气浓缩蒸发加三效蒸发系统, 是降低能耗、节约能源的先进技术。脱硫产物硫酸铵母液在脱硫塔增浓段与热烟气混合, 在降低烟气温度的同时, 溶液被浓缩接近饱和, 排出脱硫塔后进行湿式除尘, 分离出灰尘, 得到较纯净的硫酸铵母液。然后使用蒸汽, 采用三效蒸发+结晶器 (密闭) 工艺, 大大降低了蒸汽消耗, 降低了运行成本, 提高了硫酸铵产品质量。

(4) 在亚硫酸铵氧化方面采用塔外引射抽气氧化技术, 可以确保氧化率大于99%以上, 并降低脱硫塔的循环液气比, 大大降低系统的运行电耗, 同时可以提高NOx的氧化率, 更多的脱除NOx。

脱硫浆液通过氧化循环系统吸入空气中的氧气, 高效、强力混合, 使亚硫酸铵迅速氧化为硫酸铵, 主要化学反应为:

烟气中除含有SO2外, 还有氮氧化合物, 而氮氧化合物中90%以上是以NO形式存在, 其他NOx则很少。NO是一种不活泼气体, 但是在湿环境中遇到空气则极易氧化成为NO2, 而NO2又是一种强氧化剂, 而亚铵盐则是一种还原剂, 放在空气中就很快变成硫酸铵盐。所以在脱硫反应的同时, 还发生如下副反应:

上述反应促进了亚硫酸铵的氧化反应。同时, 还存在下列反应:

所以只要添加充分的空气进入氧化系统, 并与脱硫浆液高效、强力扰动、混合, 脱硫装置在完成脱硫的同时还能完成部分脱氮的目的, 从而达到脱硫又脱氮的综合效果, 本项目在3家电厂的脱硫工程设计中, 采用塔外引射抽气氧化技术, 已经有意识地强化了以上反应。当然根据脱硫工艺的发展, 还可以进一步优化, 从而成为完善的脱硫脱氮一体化的环保设备。

(5) 保持亚硫酸铵罐溶液较低的浓度及pH值, 有效控制氨的溢出损失。工艺研究及方案制定阶段, 确定pH值控制在5.5～6.6之间。这样既能将脱硫率控制在95%以上, 又能将NH3逃逸减小到最低程度。在试运行过程中, 经反复试验研究, 确定了恰当的pH值, 控制SO2、NH3的平衡分压, 使得NH3逃逸减小到最低程度, 同时脱硫效率处于可控状态。

(6) 在华聚能源公司3个电厂采用分别建设脱硫装置, 在东滩矿电厂集中进行硫酸铵副产品的提取回收的技术方案也是一个大胆的创新, 既节省项目的投资和占地面积, 减少运行检修人员及工作量, 降低运行成本, 提高效率, 又实现3个电厂的资源共享, 提升了综合效益。

4 应用情况

山东华聚能源股份有限公司下属的东滩矿电厂、济二矿电厂、兴隆庄矿电厂脱硫装置均采用3炉1塔设计, 3家电厂的脱硫装置投入运行后效果良好。

经地方环境保护监测站监测, 东滩矿电厂烟尘、氮氧化物、二氧化硫浓度分别为42.1、170、38mg/Nm3;济二矿电厂烟尘、氮氧化物、二氧化硫浓度分别为42.2、166、75mg/Nm3;兴隆庄矿电厂烟尘、氮氧化物、二氧化硫浓度分别为47.8、165、76mg/Nm3。