氨法煙氣脫硫的原理和工藝流程

氨法煙氣脫硫的原理和工藝流程

1. 工藝原理
8 e" [4 R2 Y7 R- |4 t& }$ @0 n; @3 Q6 ]5 y以水溶液中的SO2和NH3的反應(yīng)為基礎(chǔ)：
1 N" M. l R6 c# n: N# c SO2＋H2O＋xNH3 = (NH4) xH2－XSO3 （1）
# w3 v) Z! [2 A$ {"得到亞硫酸銨中間產(chǎn)品，亞硫酸銨再進(jìn)行氧化： K3 g: i7 y! J/ e/ ?# q
0 @- A# \1 x3 k4 (NH4)XH2-XSO3+1/2O2 +(2-x)NH3=(NH4)2SO4 （2）1 Z1 E# I) \: B3 y
2. 工藝流程 G" [( w2 \2 c% v U9 C7 y7 s2 _
7 O- O& _5 E* J, a: N鍋爐引風(fēng)機(jī)（或脫硫增壓風(fēng)機(jī)）來(lái)的煙氣，經(jīng)換熱降溫至100℃左右進(jìn)入脫硫塔用氨化液循環(huán)吸收生產(chǎn)亞硫酸銨；脫硫后的煙氣經(jīng)除霧凈化入再熱器（可用蒸汽加熱器或氣氣換熱器）加熱至70℃左右后進(jìn)入煙囪排放。脫硫塔為噴淋吸收塔是專利設(shè)備，主要引用在濕式石灰石/石膏脫硫中常用的結(jié)構(gòu)，在反應(yīng)段、除霧段增加了相應(yīng)的構(gòu)件增大反應(yīng)接觸時(shí)間。吸收劑氨水（或液氨）與吸收液混合進(jìn)入吸收塔。吸收形成的亞硫酸銨在吸收塔底部氧化成硫酸銨溶液，再將硫酸銨溶液泵入過(guò)濾器，除去溶液中的煙塵送入蒸發(fā)結(jié)晶器。硫酸銨溶液在蒸發(fā)結(jié)晶器中蒸發(fā)結(jié)晶，生成的結(jié)晶漿液流入過(guò)濾離心機(jī)分離得到固體硫酸銨(含水量2～3%)，再進(jìn)入干燥器，干燥后的成品入料倉(cāng)進(jìn)行包裝，即可得到商品硫酸銨化肥。; A5 C- M$ F/ t# }
4 O! `+ O- M3 w+ G江南氨回收法脫硫技術(shù)特點(diǎn)

1）.完全資源化--變廢為寶、化害為利
* \/ Z8 s W9 u$江南氨回收法脫硫技術(shù)將回收的二氧化硫、氨全部轉(zhuǎn)化為硫酸銨化肥（也可根據(jù)電站當(dāng)?shù)氐?/span>條件副產(chǎn)其它產(chǎn)品），不產(chǎn)生任何廢水、廢液和廢渣二次污染，是一項(xiàng)真正意義上的將污染物全部資源化并且符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求的技術(shù)。" l( |8 A$ x) M" _6 `

6 G) W" k+ r7 ? U# m. {; n6 X" ~9 C4 l2 ~0 T$ Z" X/ ?9 l" W. 3）.裝置阻力小--方便鍋爐系統(tǒng)配置，節(jié)省運(yùn)行電耗
+ t1 ]- q1 C8 `) j) l-利用氨法脫硫的高活性，液氣比較常規(guī)濕法脫硫技術(shù)降低，脫硫塔的阻力僅為850Pa左右，無(wú)加熱裝置時(shí)包括煙道等阻力脫硫島總阻力在1000Pa左右；配蒸汽加熱器時(shí)脫硫島的總設(shè)計(jì)阻力也僅在1250Pa左右。因此，氨法脫硫裝置可以利用原鍋爐引風(fēng)機(jī)的潛力，大多無(wú)需新配增壓風(fēng)機(jī)；即便原風(fēng)機(jī)無(wú)潛力，也可適當(dāng)進(jìn)行風(fēng)機(jī)改造或增加小壓頭的風(fēng)機(jī)即可。系統(tǒng)阻力較常規(guī)脫硫技術(shù)節(jié)電50%以上。另，循環(huán)泵的功耗降低了近70%。# {" S! ^: q* S1 d5 E
& l5 C" ]& }3 M% 4）.脫硫裝置可靠--運(yùn)行方便、高效、脫硫效率高1 V4 k* l) R& [6 |% F
" f, r. ]1 _% v# w" e# b5 W# y
氨法為氣液兩相反應(yīng)，反應(yīng)物活性強(qiáng)，具有較大的化學(xué)反應(yīng)速率，脫硫劑及脫硫產(chǎn)物皆為易溶性的物質(zhì)，裝置內(nèi)脫硫液皆為澄清的溶液無(wú)積垢無(wú)磨損。所以，氨法更容易實(shí)現(xiàn)PLC、DCS等自動(dòng)控制，操作控制簡(jiǎn)單易行；脫硫效率可穩(wěn)定在90%以上（有特別要求時(shí)可穩(wěn)定在95%以上）。其次，氨法采用了先進(jìn)的重防腐技術(shù)，并選用可靠的材料和設(shè)備，使裝置可靠性高達(dá)98.5%，日常維護(hù)量少，且節(jié)約維修費(fèi)用。# x9 I" f9 `5 Z7 R, L
8 T$ u2 f2 h2 R6 y1 Z. R) 5）.裝置設(shè)備占地小--便于老鍋爐改造
) \2 K$ G8 I: O2 Q2 M: h0 [0 Y& v9 a氨法脫硫裝置無(wú)需原料預(yù)處理工序，脫硫副產(chǎn)物的生產(chǎn)過(guò)程相對(duì)也較簡(jiǎn)單，裝置總配置的設(shè)備在30臺(tái)套左右；且處理量較少（每吸收1噸二氧化硫產(chǎn)生2噸的硫酸銨），設(shè)備選型無(wú)需太大。脫硫部分的設(shè)備占地與鍋爐的規(guī)模相關(guān)，75t/h-1000t/h的鍋爐占地在150m2-500m2左右；脫硫液處理即硫銨工序占地與鍋爐的含硫量有關(guān)，但相關(guān)系數(shù)不大，整個(gè)硫銨工序正常占地在500m2內(nèi)。與鈣法脫硫技術(shù)比較，占地節(jié)省50%以上。
7 {- U0 { s1 v6 e1 n4 A4 i6 K* ]5 w- d7 F$ U, c 6）.既脫硫又脫硝--適應(yīng)環(huán)保更高要求/ a+ j V; [2 R6 w( Y4 x) N
5 a5 ^5 l8 t5 z( Y5 q$ J氨法脫硫的吸收劑為氨，氨對(duì)NOX同樣有吸收作用。另外脫硫過(guò)程中形成的亞硫銨對(duì)NOX還具有還原作用，所以氨法脫硫的同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)脫硝的目的，減輕溫室效應(yīng)。鈣法每處理1噸二氧化硫要排放0．7噸二氧化碳，天津堿廠環(huán)保實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)氮氧化物去除率為22.3% 。
7 T0 w" p5 h7 a& F1 u3 Y. ^5 w. a8 F& | 7）.自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)—符合國(guó)情、適合全面推廣
" Q1 ]2 `) r4 R" s+ O- N& i5 W9 r& r# t) v, @) a2 i江南氨回收法煙氣脫硫技術(shù)是擁有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的脫硫技術(shù)，因此投資更少、從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度更有利于在我國(guó)長(zhǎng)期和全面推廣。目前在我國(guó)脫硫領(lǐng)域普遍使用的鈣法基本上都是從國(guó)外引進(jìn)，不但要支付較高的先期技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)和項(xiàng)目實(shí)施時(shí)的技術(shù)使用費(fèi)，而且目前常常是多家國(guó)內(nèi)脫硫公司引進(jìn)同一種技術(shù)，這種狀態(tài)嚴(yán)重影響我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的順利實(shí)施。在2004年底國(guó)家環(huán)保局、國(guó)家發(fā)改委和中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)共同主辦的第三屆全國(guó)脫硫工程技術(shù)研討會(huì)上把"缺乏擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煙氣脫硫工藝技術(shù)和設(shè)備制造技術(shù)"列為脫硫行業(yè)發(fā)展中存在的首要問題。

氨法脫硫存在的技術(shù)問題

1、氨的揮發(fā)1 g F: y2 j* x6 H
氨法脫硫的脫硫劑在常溫常壓下是氣體，是易揮發(fā)的，而后者是固體，是不揮發(fā)的。因此，氨法脫硫需要解決氨的揮發(fā)問題，防止氨隨脫硫尾氣溢出損失，需要防止形成二次污染。+ `0 F2 @5 c;
2、亞硫酸銨氧化困難。2 p* h, Z, P9 f( M" B) e* O
向亞硫酸銨水溶液中鼓入空氣直接氧化，便可得到硫酸銨。但亞硫酸銨氧化和其他亞硫酸鹽相比明顯不同，NH4+對(duì)氧化過(guò)程有阻尼作用。NH4+顯著阻礙O2在水溶液中的溶解。當(dāng)鹽濃度小于0.5mo1/L（約5%(wt)）時(shí)，亞硫銨氧化速率隨其濃度增加而增加，而當(dāng)超過(guò)這個(gè)極限值時(shí)，氧化速率隨濃度增加而降低。; @5 ]+ f$ W$ T& [- A% ~" x7 z/ E
3、硫銨結(jié)晶存在的問題9 D/ _. P W4 K
硫銨在水溶液中的飽和溶解度隨溫度變化不大，結(jié)晶析出硫銨的方法一般采用蒸發(fā)結(jié)晶，消耗額外蒸汽。因此，如何控制過(guò)程的工藝條件使硫銨飽和結(jié)晶從而降低能耗是該方法的第三個(gè)技術(shù)關(guān)鍵。