氨法烟气脱硫的原理和工艺流程

2016-5-1
玻璃钢脱硫塔,酸雾净化塔,玻璃钢烟囱,玻璃钢阳极管

氨法烟气脱硫的原理和工艺流程

1. 工艺原理
8 e" [4 R2 Y7 R- |4 t& }$ @0 n; @3 Q6 ]5 y
以水溶液中的SO2和NH3的反应为基础:
1 N" M. l R6 c# n: N# c SO2+H2O+xNH3 = (NH4) xH2-XSO3 (1)
# w3 v) Z! [2 A$ {"得到亚硫酸铵中间产品,亚硫酸铵再进行氧化: 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.
工艺流程 G" [( w2 \2 c% v U9 C7 y7 s2 _
7 O- O& _5 E* J, a: N锅炉风机(或脱硫增压风机)来的烟气,经换热降温至100℃左右进入脱硫塔用氨化液循环吸收生产亚硫酸铵;脱硫后的烟气经除雾净化入再热器(可用蒸汽加热器或气气换热器)加热至70℃左右后进入烟囱排放。脱硫塔为喷淋吸收塔是专利设备,主要引用在湿式石灰石/石膏脱硫中常用的结构,在反应段、除雾段增加了相应的构件增大反应接触时间。吸收剂氨水(或液氨)与吸收液混合进入吸收塔。吸收形成的亚硫酸铵在吸收塔底部氧化成硫酸铵溶液,再将硫酸铵溶液泵入过滤器,除去溶液中的烟尘送入蒸发结晶器。硫酸铵溶液在蒸发结晶器中蒸发结晶,生成的结晶浆液流入过滤离心机分离得到固体硫酸铵(含水量2~3%),再进入干燥器,干燥后的成品入料仓进行包装,即可得到商品硫酸铵化肥。; A5 C- M$ F/ t# }
4 O! `+ O- M3 w+ G
江南氨回收法脱硫技术特点

1).完全资源化--变废为宝、化害为利
* \/ Z8 s W9 u$江南氨回收法脱硫技术将回收的二氧化硫、氨全部转化为硫酸铵化肥(也可根据电站当地的条件副产其它产品),不产生任何废水、废液和废渣二次污染,是一项真正意义上的将污染物全部资源化并且符合循环经济要求的技术。" l( |8 A$ x) M" _6 `

. q ?1 w b/ A$ a9 J%2).脱硫副产物价值高
# x4 S9 {: U4 o! ?0 h3 s D4 ~5 m. S% h4 O) J- b5 r4 \
因为江南氨法脱硫是回收法,副产高附加值的产品,可使氨增值,所以氨法脱硫的
运行费用小,煤中含硫量愈高,运行费用愈低。故电厂可利用价格低廉的高硫煤,既大幅度降低发电成本,又降低了脱硫费用,一举两得。原料来自于化肥产品又回到化肥,既不影响化肥的总量供应又改善了国内化肥品种的结构。依托我国庞大的化肥工业、化害为利,同时促进了我国煤炭、电力和化肥工业的长期发展。江南氨回收法脱硫装置的运行过程即是硫酸铵的生产过程,每吸收1吨二氧化硫需消耗0.5吨氨并可生产2吨硫酸铵,按照常规价格液氨2000元/吨、硫酸铵700元/吨,则烟气中的二氧化硫体现了约400元/吨的价值。
6 G) W" k+ r7 ? U# m. {; n
6 X" ~9 C4 l2 ~0 T$ Z" X/ ?9 l" W. 3).装置阻力小--方便锅炉系统配置,节省运行电耗
+ t1 ]- q1 C8 `) j) l-利用氨法脱硫的高活性,液气比较常规湿法脱硫技术降低,脱硫塔的阻力仅为850Pa左右,无加热装置时包括烟道等阻力脱硫岛总阻力在1000Pa左右;配蒸汽加热器时脱硫岛的总设计阻力也仅在1250Pa左右。因此,氨法脱硫装置可以利用原锅炉引风机的潜力,大多无需新配增压风机;即便原风机无潜力,也可适当进行风机改造或增加小压头的风机即可。系统阻力较常规脱硫技术节电50%以上。另,循环泵的功耗降低了近70%。# {" S! ^: q* S1 d5 E
& l5 C" ]& }3 M% 4).脱硫装置可靠--运行方便、高效、脱硫效率高1 V4 k* l) R& [6 |% F
" f, r. ]1 _% v# w" e# b5 W# y
氨法为气液两相反应,反应物活性强,具有较大的化学反应速率,脱硫剂及脱硫产物皆为易溶性的物质,装置内脱硫液皆为澄清的溶液无积垢无磨损。所以,氨法更容易实现PLC、DCS等自动控制,操作控制简单易行;脱硫效率可稳定在90%以上(有特别要求时可稳定在95%以上)。其次,氨法采用了先进的重防腐技术,并选用可靠的材料和设备,使装置可靠性高达98.5%,日常维护量少,且节约维修费用。# x9 I" f9 `5 Z7 R, L
8 T$ u2 f2 h2 R6 y1 Z. R) 5).装置设备占地小--便于老锅炉改造
) \2 K$ G8 I: O2 Q2 M: h0 [0 Y& v9 a
氨法脱硫装置无需原料预处理工序,脱硫副产物的生产过程相对也较简单,装置总配置的设备在30台套左右;且处理量较少(每吸收1吨二氧化硫产生2吨的硫酸铵),设备
选型无需太大。脱硫部分的设备占地与锅炉的规模相关,75t/h-1000t/h的锅炉占地在150m2-500m2左右;脱硫液处理即硫铵工序占地与锅炉的含硫量有关,但相关系数不大,整个硫铵工序正常占地在500m2内。与钙法脱硫技术比较,占地节省50%以上。
7 {- U0 { s1 v6 e1 n4 A4 i6 K* ]5 w- d7 F$ U, c 6
).既脱硫又
脱硝--适应环保更高要求/ a+ j V; [2 R6 w( Y4 x) N
5 a5 ^5 l8 t5 z( Y5 q$ J氨法脱硫的吸收剂为氨,氨对NOX同样有吸收作用。另外脱硫过程中形成的亚硫铵对NOX还具有还原作用,所以氨法脱硫的同时也可实现脱硝的目的,减轻温室效应。钙法每处理1吨二氧化硫要排放0.7吨二氧化碳,天津碱厂环保实测数据氮氧化物去除率为22.3% 。
7 T0 w" p5 h7 a& F1 u3 Y. ^5 w. a8 F& | 7
).自主知识产权技术—符合国情、适合全面推广
" Q1 ]2 `) r4 R" s+ O- N& i5 W
9 r& r# t) v, @) a2 i江南氨回收法烟气脱硫技术是拥有我国自主知识产权的脱硫技术,因此投资更少、从长远角度更有利于在我国长期和全面推广。目前在我国脱硫领域普遍使用的钙法基本上都是从国外引进,不但要支付较高的先期技术转让费和项目实施时的技术使用费,而且目前常常是多家国内脱硫公司引进同一种技术,这种状态严重影响我国可持续发展战略的顺利实施。在2004年底国家环保局、国家发改委和中国环保产业协会共同主办的第三届全国脱硫工程技术研讨会上把"缺乏拥有自主知识产权的烟气脱硫工艺技术和设备制造技术"列为脱硫行业发展中存在的首要问题。

氨法脱硫存在的技术问题

1、氨的挥发1 g F: y2 j* x6 H
氨法脱硫的脱硫剂在常温常压下是气体,是易挥发的,而后者是固体,是不挥发的。因此,氨法脱硫需要解决氨的挥发问题,防止氨随脱硫尾气溢出损失,需要防止形成二次污染。+ `0 F2 @5 c;
2
、亚硫酸铵氧化困难。2 p* h, Z, P9 f( M" B) e* O
向亚硫酸铵水溶液中鼓入空气直接氧化,便可得到硫酸铵。但亚硫酸铵氧化和其他亚硫酸盐相比明显不同,NH4+对氧化过程有阻尼作用。NH4+显著阻碍O2在水溶液中的溶解。当盐浓度小于0.5mo1/L(约5%(wt))时,亚硫铵氧化速率随其浓度增加而增加,而当超过这个极限值时,氧化速率随浓度增加而降低。; @5 ]+ f$ W$ T& [- A% ~" x7 z/ E
3
、硫铵结晶存在的问题9 D/ _. P W4 K
硫铵在水溶液中的饱和溶解度随温度变化不大,结晶析出硫铵的方法一般采用蒸发结晶,消耗额外蒸汽。因此,如何控制过程的工艺条件使硫铵饱和结晶从而降低能耗是该方法的第三个技术关键。