㈠ 氨法脫硫工藝存在的問題及解決辦法(什麼是氨法脫硫工藝)
氨法脫硫是利用氣氨或氨水做為吸收劑,氣液在脫硫塔內逆流接觸,脫除煙氣中的SO2。
氨是一種良好的鹼性吸收劑,從吸收化學機理上分析,二氧化硫的吸收是酸鹼中和反應,吸收劑鹼性越強,越有利於吸收,氨的鹼性強於鈣基吸收劑;而且從吸收物理機理分析,鈣基吸收劑吸收二氧化硫是一種氣固反應,反應速率慢,反應不完全,吸收劑利用率低,需要大量的設備和能耗進行磨細、霧化、循環等以提高吸收劑利用率,設備龐大、系統復雜、能耗高;氨吸收煙氣中的二氧化硫是氣液反應,反應速率快,反應完全、吸收劑利用效率高,可以做到很高的脫硫效率。同時相對於鈣基脫硫工藝來說系統簡單、設備體積小、能耗低。
脫硫副產品硫酸銨是一種農用廢料,銷售收入能降低一部分成本。就吸收SO2而言,氨是一種比任何鈣基吸收劑都理想的脫硫吸收劑,就技術流程可知,整個脫硫系統的脫硫原料是氨和水,脫硫產品是固體硫銨,過程不產生新的廢氣、廢水和廢渣,既回收了硫資源,又不產生二次污染。
1、氨蒸發系統
液氨由儲罐出來經蒸發變為氣氨,氣氨進入儲罐,供中和吸收系統使用。
2、吸收系統
煙氣進入吸收塔,經過下部噴淋的含氨母液和浮化層含氨母液充分吸收,反應後,達標排放,母液循環使用,氨氣通過控制加入,母液循環到一定濃度,部分移入高倍中和槽,循環槽補充低濃度母液或清水繼續吸收。
3、中和系統
母液打入中和槽後,根據比重、母液溫度情況決定何時通氨母液溫度適合時通氨,通入氨後定時測PH值和中和溫度。根據中和溫度控制通氨量,達到終點後,待溶液溫度降下後通知包裝工離料出產品,並取樣,交化驗進行質量檢定。
4、循環水系統
因為母液吸收和中和過程均有熱量,為了移走熱量,在循環槽內和中和槽內均加裝冷卻管束,用循環水移走多餘熱量,熱水經冷卻塔降溫後循環使用。
氨法脫硫工藝主要由脫硫洗滌系統、濃縮系統、煙氣系統、氨貯存系統、硫酸銨生產系統(若非氨-硫銨法則是於其工藝相對應的副產物製造系統)、電氣自動控制系統等組成。
鍋爐排出的煙氣通過引風機增壓後進入FGD系統,引風機用來克服整個FGD系統的壓降。煙道上設有擋板系統,以便於FGD系統正常運行或旁路運行,不考慮增設脫硫增壓風機。煙氣通過引風機後,進入脫硫塔。
吸收塔分為三個區域:分別為吸收區、漿池區和除霧區,煙氣向上通過脫硫塔,從脫硫塔內噴淋管組噴出的懸浮液滴向下降落,煙氣與氨/硫酸銨漿液液滴逆流接觸,發生傳質與吸收反應,以脫除煙氣中的SO2、SO3。脫硫後的煙氣經除霧器去除煙氣中夾帶的液滴後,從頂部離開脫硫塔,通過原煙道進入煙囪排放。脫硫塔下部漿池中的氨/硫酸銨漿液由循環泵循環送至漿液噴霧系統的噴嘴,產生細小的液滴沿脫硫塔橫截面均勻向下噴淋。SO2和SO3與漿液中的氨反應,生成亞硫酸銨和硫酸銨。
在脫硫塔漿池中鼓入空氣,將生成的亞硫酸銨氧化成硫酸銨,由於充分利用了煙氣中的熱量,使得脫硫塔中的水蒸氣過飽和而析出硫酸銨結晶,硫酸銨漿液經過旋流器的脫水提濃厚再進入離心機進一步脫水,最後經乾燥後得到硫酸銨產品。
整個脫硫系統的脫硫原料是氨和水,脫硫產品是固體硫銨,過程不產生新的廢氣、廢水和廢渣。既回收了硫資源,又不產生二次污染。 其主要技術特點如下:
1)單塔設計,有效降低成本,節約空間;
2)空塔噴淋,降低系統壓降,節約電能;
3)大循環量,增大液氣比來彌補因濃度上升,脫硫效率下降的缺點,保證脫硫效率;
4)煙氣噴淋降溫技術,使煙氣溫度盡快達到氨法脫硫的最佳溫度,增加脫硫效率,從而盡量降低塔本身的高度;
5)煙氣直排工藝,徹底解決了原煙囪腐蝕的問題,降低了煙氣加熱的設備投資,運行成本和維修成本;
6)改進攪拌方式,降低成本,增強氨法脫硫技術的市場競爭力;
7)硫酸銨回收系統採用新工藝,根本上解決了傳統硫酸銨回收;
8)整個過程中不產生廢水、廢氣、廢渣,無二次污染;
9)工藝與石灰石-石膏類似,但副產品是以硫酸銨的形式出現的,而硫酸銨是重要的化肥產品,它的工藝符合循環經濟的原則。
1、氨逃逸
這里所述的氨逃逸專指氣態氨隨煙氣排出脫硫裝置的現象。在氨法脫硫工程中,通常造成氨逃逸的主要原因是脫硫循環液中游離氨含量高。氨是極易揮發的物質,常溫常壓下氨是氣體。所以在氨法脫硫的工程中需要將氨的濃度和溫度降到盡量低。脫硫所需要的氨是由脫除煙氣中的二氧化硫的量所決定的,所以為了使吸收液中氨的濃度降低,只能加大吸收液的循環量,同時,吸收液溫度降低。
另外,亞硫酸銨氧化率低也是造成氨逃逸嚴重的另一個原因。脫硫生成的亞硫酸銨是不穩定的化合物,如果不及時氧化成穩定的硫酸銨,容易分解成二氧化硫和氨,造成排放煙氣中二氧化硫升高同時氨逃逸加劇。
2、氣溶膠
在氨法脫硫方法中,所謂氣溶膠是指氣態酸性氧化物在一定條件下與氣態氨反應,生成相應的極細的銨鹽固體微粒,如同煙塵漂浮在氣體中。根據生成氣溶膠氧化物的酸性程度,可以分為弱酸性氣溶膠和強酸性氣溶膠,主要是亞硫酸銨和硫酸銨。
氨法脫硫的工程越來越多,規模越來越大,人們注意到所謂的「白煙」問題,主要是氣溶膠的原因。在氣態氨和水存在的條件下與煙氣中的二氧化硫和三氧化硫反應生成了硫酸銨和亞硫酸銨固體微粒,不容易除去。
石灰石-石膏法脫硫工程中也出現了氣溶膠問題,尤其是安裝了脫硝裝置的工程,會出現「藍煙」、「黃煙」現象。不過這種氣溶膠是硫酸酸霧,與硫酸銨氣溶膠有區別。
1、選擇合理的液氣比
氨逃逸和氣溶膠的形成與液氣比關系密切,從抑制氣溶膠的角度考慮,選擇較大的液氣比可以將液相游離氨含量控制的很低,也使氣相氨的含量很低,這樣就抑制了氣溶膠的生成。美國Marsulex公司主張液氣比在10以上,這是經過長期研究的結論,應該具有很高的參考價值。目前國內氨法脫硫液氣比取5—10。
2、氨水濃度
避免脫硫過程中生成氣溶膠的措施是將脫硫區域氣態氨含量降低,由氣液平衡得知,氨水的濃度降低可以有效的降低氣態氨的濃度。一般工業上氨濃度控制在10%—20%。
3、設置氨回收段
在脫硫塔吸收段上方設置一個氨回收段,對於減少氨逃逸有一定效果。噴淋水會與上升的脫硫後煙氣逆向接觸,煙氣中的氨被噴淋水吸收。脫硫塔吸收段與氨回收段之間由橫斷塔體的隔板隔開,隔板上裝有升氣帽。噴淋水清洗後下落到隔板上方,經管道流回噴淋罐。沖洗後的水可以作為脫硫塔補充水落入塔循環漿液,而噴淋水用新鮮水補充,以此降低氨濃度。
4、脫硫塔進口噴水
脫硫塔煙氣進口區域或者進口煙道布置水噴淋設施,三氧化硫等強酸性氧化物都是極易溶於水的,噴水可以使這些氧化物迅速溶於水,從而避免氣溶膠的產生。
5、脫硫塔出口高效除塵除霧裝置
經過脫硫的煙氣含有大量霧滴,霧滴由漿液液滴、凝結液滴和塵顆粒組成,當這部分煙氣進入高效除塵除霧器,高效除塵除霧器筒內加設的氣旋板使脫硫氣旋轉起來,在氣旋器上方形成氣液兩相的劇烈旋轉及擾動,從而使得煙氣中的小液滴、粉塵顆粒、氣溶膠等微小顆粒物相互碰撞團聚凝聚成大液滴,其與氣旋筒壁碰撞,並被氣旋筒壁捕獲吸收,捕獲的液滴進入多級氣旋設置的一個桶內,脫硫後的煙氣可以達到國家標準直排。
㈡ 什麼是氨法脫硫技術
氨回收法符合世界FGD發展趨勢
氨法脫硫技術在化學工業領域應用普遍,用氨吸收硫酸生產尾氣中的SO2, 生產亞硫銨和硫銨。
80-90年代,在我國硫酸和磷肥廠,具有氨法脫硫裝置高達100餘套。
美國和德國的脫硫石膏已成為一個突出的環境問題,正著力研究轉化為硫銨的技術。
據不完全統計,全世界目前使用氨法脫硫的機組大約在10000MW
· 專家論點
美國Ellison 咨詢公司:採用硫銨過程,煙氣脫硫可以實現自負盈虧。
美國John Brown工程師和建築師有限公司:通過大量、高價值的副產品生產,煙氣脫硫可以獲得卓越的投資效益。
美國GE公司:氨法煙氣脫硫時代已經到來了。
Krupp公司:經過二十多年一步一步地漫長的發展,如今,氨法已進入工業化應用階段。
·氨法特點
氨法是高效、低耗能的濕法。 氨法是氣液相反應,反應速率快,吸收劑利用率高,能保持脫硫效率95—99%。 氨在水中的溶解度超過20%。
氨法具有豐富的原料。氨法以氨為原料,其形式可以是液氨、氨水和碳銨。目前我國火電廠年排放二氧化硫約1000萬噸,即使全部採用氨法脫硫,用氨量不超過500萬噸/年,供應完全有保證。
氨法的最大特點是 SO2的可資源化,可將污染物SO2回收成為高附加值的商品化產品。副產品硫銨是一種性能優良的氮肥,在我國具有很好的市場前景。
江南氨回收法是濕式氨法的一種。1995年氨法技術作為國家重點科技攻關項目列入「十五」863計劃;1998年公司成立了專門的環保研究所進行技術攻關;2000年我們研製的第1台簡易氨法脫硫裝置通過江蘇省科技成果鑒定。此後公司通過與多家科研院校的密切合作,在簡易氨法的基礎上逐步發展成現在的氨回收法,並在天津鹼廠、雲南解化、亞能天元等項目上成功運行1年以上,各項指標均達到了預期效果。
· 技術特點
1、完全資源化--變廢為寶、化害為利
江南氨回收法技術將回收的二氧化硫、氨全部轉化為化肥,不產生任何廢水、廢液和廢渣,沒有二次污染,是一項真正意義上的將污染物全部資源化,符合循環經濟要求的脫硫技術。
2、脫硫副產物價值高
江南氨回收法脫硫裝置的運行過程即是硫酸銨的生產過程,每吸收1噸液氨可脫除2噸二氧化硫,生產4噸硫酸銨,按照常規價格液氨2000元/噸、硫酸銨700元/噸,則煙氣中每噸二氧化硫體現了約400元的價值。因此相對運行費用小,並且煤中含硫量愈高,運行費用愈低。企業可利用價格低廉的高硫煤,同時大幅度降低燃料成本和脫硫費用,一舉兩得。
3、裝置阻力小,節省運行電耗
利用氨法脫硫的高活性,使液氣比較常規濕法脫硫技術降低。脫硫塔的阻力僅為850Pa左右,無加熱裝置時包括煙道等阻力脫硫島總阻力在1000Pa左右;配蒸汽加熱器時脫硫島的總設計阻力也只有1250Pa左右。因此,氨法脫硫裝置可以利用原鍋爐引風機的潛力,大多無需新配增壓風機;即便原風機無潛力,也可適當進行風機改造或增加小壓頭的風機即可。系統阻力較常規脫硫技術節電50%以上。另外,循環泵的功耗降低了近70%。
4、防腐先進、運行可靠
江南氨回收法採用國外先進的重防腐技術,並選用可靠的材料和設備,裝置可靠性達98.5%。脫硫劑及脫硫產物都是易溶性物質,裝置內脫硫液為澄清溶液,無積垢無磨損,更容易實現PLC、DCS等自動控制,操作控制簡單易行。
5、裝置設備佔地小,便於老鍋爐改造
江南氨回收法脫硫裝置無需原料預處理工序,副產物的生產過程也相對簡單,總配置的設備在30台套左右,且處理量較少,設備選型無需太大。脫硫部分的設備佔地與鍋爐的規模相關,75t/h-1000t/h的鍋爐佔地在150m2-500m2左右;脫硫液處理即硫銨工序佔地與鍋爐的含硫量有關,但相關系數不大,整個硫銨工序正常佔地在500m2內。
6、既脫硫又脫硝--適應環保更高要求
氨對NOX同樣有吸收作用。另外脫硫過程中形成的亞硫銨對NOX還具有還原作用,所以氨法脫硫的同時也可實現脫硝的目的,天津鹼廠環保實測數據氮氧化物去除率為22.3% 。
7、自主知識產權技術,適合長遠推廣
江南氨回收法煙氣脫硫技術是擁有我國自主知識產權的脫硫技術,因此投資更少、從長遠角度更有利於在我國長期和全面推廣。目前應用較多的鈣法基本上都是從國外引進,不但要支付較高的先期技術轉讓費和項目實施時的技術使用費,而且常常是多家國內脫硫公司引進同一種技術,造成資源浪費。
氨法技術本身已經通過專家及工程實踐證明是成熟可靠的,如果企業採用合成氨生產過程中產生廢氨水作脫硫劑,將更符合循環經濟和節能要求,可以申報國家發改委專項資金獎勵。脫硫副產的亞硫銨溶液既可以通過後續裝置乾燥結晶製成硫銨化肥出售,也可以不用乾燥,將亞硫銨溶液直接運去氮肥廠做復合肥原料,進一步降低能耗,成本低廉。
㈢ 氨水法脫硫原理
氨法脫硫即用氨水通過噴淋與煙氣接觸,吸收煙氣中的二氧化硫,最終生成亞硫酸銨,反應式如下:
SO2+NH3+H2O=NH4HSO3 (1)
SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3 (2)
SO2+(NH4)2SO3+H2O=2NH4HSO3 (3)
NH3+ NH4HSO3=(NH4)2SO3 (4)
上述反應中,在送入氨量較少時,則發生(1)式反應;在送入氨量較多時,則發生(2)式反應;而式(3)表示的是氨法脫硫吸收反應的主反應式;因吸收過程中所生成的酸式鹽NH4HSO3對SO2不具有吸收能力,吸收液中NH4HSO3數量增多時對SO2吸收能力下降,操作中需向吸收液中補充氨,使部分NH4HSO3轉變為(NH4)2SO3,這就發生(4)式反應,以保持吸收液對SO2的吸收能力。
在煙氣吸收過程中形成的(NH4)2SO3,需氧化為(NH4)2SO4才是期望的副產品。反應在專門設計的氧化器中進行,反應式如下:
2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4
㈣ 氨法脫硫
氨法脫硫是一種高效、低耗能的濕法脫硫方式,脫硫過程是氣液相反應,反應速率快,吸收劑利用率高,能保持脫硫效率95—99%。
氨在水中的溶解度超過20%。氨法具有豐富的原料。氨法以氨為原料,其形式可以是液氨、氨水和碳銨。目前我國火電廠年排放二氧化硫約1000萬噸,即使全部採用氨法脫硫,用氨量也不超過500萬噸/年,供應完全有保證。氨法的最大特點是
SO2的可資源化,可將污染物SO2回收成為高附加值的商品化產品。副產品硫銨是一種性能優良的氮肥,在我國具有很好的市場前景。
㈤ 氨法脫硫反應化學方程式
(1)依據流程圖分析,吸收塔中發生反應是二氧化硫、一水合氧氣反應生成硫酸銨和水,反應的化學方程式為:4NH 3 ∙H 2 O+2SO 2 +O 2 ═2(NH 4 ) 2 SO 4 +2H 2 O;
故答案為:4NH 3 ∙H 2 O+2SO 2 +O 2 ═2(NH 4 ) 2 SO 4 +2H 2 O;
(2)吸收塔中溶液的pH在5.5~6.0之間,生產效率較高.氨氣溶於水顯鹼性,控制氨氣的量來控制溶液的酸鹼性,所以當控制一定流量的尾氣時,調節溶液的pH的方法是,調節氨水的流量,
故答案為:調節氨水的流量;
㈥ 氨法脫硫的技術特點
1、完全資源化--變廢為寶、化害為利
氨回收法技術將回收的二氧化硫、氨全部轉化為化肥,不產生任何廢水、廢液和廢渣,沒有二次污染,是一項真正意義上的將污染物全部資源化,符合循環經濟要求的脫硫技術。
2、脫硫副產物價值高
氨回收法脫硫裝置的運行過程即是硫酸銨的生產過程,每吸收1噸液氨可脫除2噸二氧化硫,生產4噸硫酸銨,按照常規價格液氨2000元/噸、硫酸銨700元/噸,則煙氣中每噸二氧化硫體現了約400元的價值。因此相對運行費用小,並且煤中含硫量愈高,運行費用愈低。企業可利用價格低廉的高硫煤,同時大幅度降低燃料成本和脫硫費用,一舉兩得。
3、裝置阻力小,節省運行電耗
利用氨法脫硫的高活性,使液氣比較常規濕法脫硫技術降低。脫硫塔的阻力僅為850Pa左右,無加熱裝置時包括煙道等阻力脫硫島總阻力在1000Pa左右;配蒸汽加熱器時脫硫島的總設計阻力也只有1250Pa左右。因此,氨法脫硫裝置可以利用原鍋爐引風機的潛力,大多無需新配增壓風機;即便原風機無潛力,也可適當進行風機改造或增加小壓頭的風機即可。系統阻力較常規脫硫技術節電50%以上。另外,循環泵的功耗降低了近70%。
4、防腐先進、運行可靠
氨回收法採用國外先進的重防腐技術,並選用可靠的材料和設備,裝置可靠性達98.5%。脫硫劑及脫硫產物都是易溶性物質,裝置內脫硫液為澄清溶液,無積垢無磨損,更容易實現PLC、DCS等自動控制,操作控制簡單易行。
5、裝置設備佔地小,便於老鍋爐改造
氨回收法脫硫裝置無需原料預處理工序,副產物的生產過程也相對簡單,總配置的設備在30台套左右,且處理量較少,設備選型無需太大。脫硫部分的設備佔地與鍋爐的規模相關,75t/h-1000t/h的鍋爐佔地在150m2-500m2左右;脫硫液處理即硫銨工序佔地與鍋爐的含硫量有關,但相關系數不大,整個硫銨工序正常佔地在500m2內。
6、既脫硫又脫硝--適應環保更高要求
氨對NOX同樣有吸收作用。另外脫硫過程中形成的亞硫銨對NOX還具有還原作用,所以氨法脫硫的同時也可實現脫硝的目的,天津鹼廠環保實測數據氮氧化物去除率為22.3% 。
7、自主知識產權技術,適合長遠推廣
氨回收法煙氣脫硫技術是擁有我國自主知識產權的脫硫技術,因此投資更少、從長遠角度更有利於在我國長期和全面推廣。目前應用較多的鈣法基本上都是從國外引進,不但要支付較高的先期技術轉讓費和項目實施時的技術使用費,而且常常是多家國內脫硫公司引進同一種技術,造成資源浪費。
氨法技術本身已經通過專家及工程實踐證明是成熟可靠的,如果企業採用合成氨生產過程中產生廢氨水作脫硫劑,將更符合循環經濟和節能要求,可以申報國家發改委專項資金獎勵。脫硫副產的亞硫銨溶液既可以通過後續裝置乾燥結晶製成硫銨化肥出售,也可以不用乾燥,將亞硫銨溶液直接運去氮肥廠做復合肥原料,進一步降低能耗,成本低廉。
㈦ 氨法脫硫氨過量會使二氧化硫為零嗎
可以。
因為氨及其水合物是一種強鹼,能夠迅速的與酸性氣體二氧化硫發生吸收、反應。特別是當脫硫塔漿液密度較小或者是剛開機不久,如果氨加入的過量,很容易造成出口二氧化硫測不出。用氨作為脫硫劑,運行時需要的能量較少,如漿液的循環量沒必要很大,等等。
但氨法脫硫有它的弊端:
一、是氨逃逸。如果加入的氨水過量,氨逃逸會增加,造成浪費,所以從這一點,不建議為了增加脫硫效率,而長期過量的使用氨。
二、廢水難以處理,處理費用高。由於氨氮對水環境的污染很嚴重,現在已經禁止隨意排放氨氮,但由於氯離子濃度的問題,系統又不得不外排,所以造成了矛盾。
㈧ 氨水脫硫廢水需要處理嗎
需要處理。原因如下:
1、氨法脫硫廢水中除了含有大量的氯離子,還含有大量的氨氮。這種廢水絕不允許不做處理直接排放。
2、廢水不做處理,其內部高濃度的氯離子,會對脫硫系統運行,對硫酸銨的出料有較大影響。
㈨ 氨法脫硫的流程是什麼樣的
煙氣脫硫是一個十分典型的化工過程, 它基於鹼性脫硫劑與酸性SO 2之間的化學反應。鹼性脫硫劑包括石灰石(石灰)、純鹼(燒鹼)、氧化鎂和氨, 分別可稱為鈣法、鈉法、鎂法和氨法。任何FGD 過程都包括兩個基本的化學反應過程: ①吸收: SO 2吸收生成為亞硫酸鹽; ②氧化: 亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽。氨法脫硫以水溶液中的SO 2和NH3 的反應為基礎:
吸收:SO2+H2O+ x NH3=(NH4)xH2-xSO3 (亞硫銨)
氧化: (NH4)xH2-xSO3 +1/2 O2+(2-x)NH3=(NH4) 2 SO4 (硫銨)
這是回收法, 其明顯特點是: 無二次廢渣、廢水和廢氣污染; 回收SO 2, 生產硫銨, 實現SO 2回收價值的最大化。