⑴ 氨法脱硫工艺存在的问题及解决办法(什么是氨法脱硫工艺)
氨法脱硫是利用气氨或氨水做为吸收剂,气液在脱硫塔内逆流接触,脱除烟气中的SO2。
氨是一种良好的碱性吸收剂,从吸收化学机理上分析,二氧化硫的吸收是酸碱中和反应,吸收剂碱性越强,越有利于吸收,氨的碱性强于钙基吸收剂;而且从吸收物理机理分析,钙基吸收剂吸收二氧化硫是一种气固反应,反应速率慢,反应不完全,吸收剂利用率低,需要大量的设备和能耗进行磨细、雾化、循环等以提高吸收剂利用率,设备庞大、系统复杂、能耗高;氨吸收烟气中的二氧化硫是气液反应,反应速率快,反应完全、吸收剂利用效率高,可以做到很高的脱硫效率。同时相对于钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。
脱硫副产品硫酸铵是一种农用废料,销售收入能降低一部分成本。就吸收SO2而言,氨是一种比任何钙基吸收剂都理想的脱硫吸收剂,就技术流程可知,整个脱硫系统的脱硫原料是氨和水,脱硫产品是固体硫铵,过程不产生新的废气、废水和废渣,既回收了硫资源,又不产生二次污染。
1、氨蒸发系统
液氨由储罐出来经蒸发变为气氨,气氨进入储罐,供中和吸收系统使用。
2、吸收系统
烟气进入吸收塔,经过下部喷淋的含氨母液和浮化层含氨母液充分吸收,反应后,达标排放,母液循环使用,氨气通过控制加入,母液循环到一定浓度,部分移入高倍中和槽,循环槽补充低浓度母液或清水继续吸收。
3、中和系统
母液打入中和槽后,根据比重、母液温度情况决定何时通氨母液温度适合时通氨,通入氨后定时测PH值和中和温度。根据中和温度控制通氨量,达到终点后,待溶液温度降下后通知包装工离料出产品,并取样,交化验进行质量检定。
4、循环水系统
因为母液吸收和中和过程均有热量,为了移走热量,在循环槽内和中和槽内均加装冷却管束,用循环水移走多余热量,热水经冷却塔降温后循环使用。
氨法脱硫工艺主要由脱硫洗涤系统、浓缩系统、烟气系统、氨贮存系统、硫酸铵生产系统(若非氨-硫铵法则是于其工艺相对应的副产物制造系统)、电气自动控制系统等组成。
锅炉排出的烟气通过引风机增压后进入FGD系统,引风机用来克服整个FGD系统的压降。烟道上设有挡板系统,以便于FGD系统正常运行或旁路运行,不考虑增设脱硫增压风机。烟气通过引风机后,进入脱硫塔。
吸收塔分为三个区域:分别为吸收区、浆池区和除雾区,烟气向上通过脱硫塔,从脱硫塔内喷淋管组喷出的悬浮液滴向下降落,烟气与氨/硫酸铵浆液液滴逆流接触,发生传质与吸收反应,以脱除烟气中的SO2、SO3。脱硫后的烟气经除雾器去除烟气中夹带的液滴后,从顶部离开脱硫塔,通过原烟道进入烟囱排放。脱硫塔下部浆池中的氨/硫酸铵浆液由循环泵循环送至浆液喷雾系统的喷嘴,产生细小的液滴沿脱硫塔横截面均匀向下喷淋。SO2和SO3与浆液中的氨反应,生成亚硫酸铵和硫酸铵。
在脱硫塔浆池中鼓入空气,将生成的亚硫酸铵氧化成硫酸铵,由于充分利用了烟气中的热量,使得脱硫塔中的水蒸气过饱和而析出硫酸铵结晶,硫酸铵浆液经过旋流器的脱水提浓厚再进入离心机进一步脱水,最后经干燥后得到硫酸铵产品。
整个脱硫系统的脱硫原料是氨和水,脱硫产品是固体硫铵,过程不产生新的废气、废水和废渣。既回收了硫资源,又不产生二次污染。 其主要技术特点如下:
1)单塔设计,有效降低成本,节约空间;
2)空塔喷淋,降低系统压降,节约电能;
3)大循环量,增大液气比来弥补因浓度上升,脱硫效率下降的缺点,保证脱硫效率;
4)烟气喷淋降温技术,使烟气温度尽快达到氨法脱硫的最佳温度,增加脱硫效率,从而尽量降低塔本身的高度;
5)烟气直排工艺,彻底解决了原烟囱腐蚀的问题,降低了烟气加热的设备投资,运行成本和维修成本;
6)改进搅拌方式,降低成本,增强氨法脱硫技术的市场竞争力;
7)硫酸铵回收系统采用新工艺,根本上解决了传统硫酸铵回收;
8)整个过程中不产生废水、废气、废渣,无二次污染;
9)工艺与石灰石-石膏类似,但副产品是以硫酸铵的形式出现的,而硫酸铵是重要的化肥产品,它的工艺符合循环经济的原则。
1、氨逃逸
这里所述的氨逃逸专指气态氨随烟气排出脱硫装置的现象。在氨法脱硫工程中,通常造成氨逃逸的主要原因是脱硫循环液中游离氨含量高。氨是极易挥发的物质,常温常压下氨是气体。所以在氨法脱硫的工程中需要将氨的浓度和温度降到尽量低。脱硫所需要的氨是由脱除烟气中的二氧化硫的量所决定的,所以为了使吸收液中氨的浓度降低,只能加大吸收液的循环量,同时,吸收液温度降低。
另外,亚硫酸铵氧化率低也是造成氨逃逸严重的另一个原因。脱硫生成的亚硫酸铵是不稳定的化合物,如果不及时氧化成稳定的硫酸铵,容易分解成二氧化硫和氨,造成排放烟气中二氧化硫升高同时氨逃逸加剧。
2、气溶胶
在氨法脱硫方法中,所谓气溶胶是指气态酸性氧化物在一定条件下与气态氨反应,生成相应的极细的铵盐固体微粒,如同烟尘漂浮在气体中。根据生成气溶胶氧化物的酸性程度,可以分为弱酸性气溶胶和强酸性气溶胶,主要是亚硫酸铵和硫酸铵。
氨法脱硫的工程越来越多,规模越来越大,人们注意到所谓的“白烟”问题,主要是气溶胶的原因。在气态氨和水存在的条件下与烟气中的二氧化硫和三氧化硫反应生成了硫酸铵和亚硫酸铵固体微粒,不容易除去。
石灰石-石膏法脱硫工程中也出现了气溶胶问题,尤其是安装了脱硝装置的工程,会出现“蓝烟”、“黄烟”现象。不过这种气溶胶是硫酸酸雾,与硫酸铵气溶胶有区别。
1、选择合理的液气比
氨逃逸和气溶胶的形成与液气比关系密切,从抑制气溶胶的角度考虑,选择较大的液气比可以将液相游离氨含量控制的很低,也使气相氨的含量很低,这样就抑制了气溶胶的生成。美国Marsulex公司主张液气比在10以上,这是经过长期研究的结论,应该具有很高的参考价值。目前国内氨法脱硫液气比取5—10。
2、氨水浓度
避免脱硫过程中生成气溶胶的措施是将脱硫区域气态氨含量降低,由气液平衡得知,氨水的浓度降低可以有效的降低气态氨的浓度。一般工业上氨浓度控制在10%—20%。
3、设置氨回收段
在脱硫塔吸收段上方设置一个氨回收段,对于减少氨逃逸有一定效果。喷淋水会与上升的脱硫后烟气逆向接触,烟气中的氨被喷淋水吸收。脱硫塔吸收段与氨回收段之间由横断塔体的隔板隔开,隔板上装有升气帽。喷淋水清洗后下落到隔板上方,经管道流回喷淋罐。冲洗后的水可以作为脱硫塔补充水落入塔循环浆液,而喷淋水用新鲜水补充,以此降低氨浓度。
4、脱硫塔进口喷水
脱硫塔烟气进口区域或者进口烟道布置水喷淋设施,三氧化硫等强酸性氧化物都是极易溶于水的,喷水可以使这些氧化物迅速溶于水,从而避免气溶胶的产生。
5、脱硫塔出口高效除尘除雾装置
经过脱硫的烟气含有大量雾滴,雾滴由浆液液滴、凝结液滴和尘颗粒组成,当这部分烟气进入高效除尘除雾器,高效除尘除雾器筒内加设的气旋板使脱硫气旋转起来,在气旋器上方形成气液两相的剧烈旋转及扰动,从而使得烟气中的小液滴、粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物相互碰撞团聚凝聚成大液滴,其与气旋筒壁碰撞,并被气旋筒壁捕获吸收,捕获的液滴进入多级气旋设置的一个桶内,脱硫后的烟气可以达到国家标准直排。
⑵ 氨水法脱硫原理
氨法脱硫即用氨水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)
上述反应中,在送入氨量较少时,则发生(1)式反应;在送入氨量较多时,则发生(2)式反应;而式(3)表示的是氨法脱硫吸收反应的主反应式;因吸收过程中所生成的酸式盐NH4HSO3对SO2不具有吸收能力,吸收液中NH4HSO3数量增多时对SO2吸收能力下降,操作中需向吸收液中补充氨,使部分NH4HSO3转变为(NH4)2SO3,这就发生(4)式反应,以保持吸收液对SO2的吸收能力。
在烟气吸收过程中形成的(NH4)2SO3,需氧化为(NH4)2SO4才是期望的副产品。反应在专门设计的氧化器中进行,反应式如下:
2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4
⑶ 氨水脱硫废水需要处理吗
需要处理。原因如下:
1、氨法脱硫废水中除了含有大量的氯离子,还含有大量的氨氮。这种废水绝不允许不做处理直接排放。
2、废水不做处理,其内部高浓度的氯离子,会对脱硫系统运行,对硫酸铵的出料有较大影响。
⑷ 氨法脱硫是什么
1 脱硫塔不易结垢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。
2 氨法对煤中硫含量适应性广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。
3 无二次污染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。因此, 氨法与钙法具有明显的区别。氨法属于回收法, 钙法属于抛弃法。抛弃法的缺点是消耗新的自然资源、产生新的废弃物和污染污, 具有明显的二次环境问题。
4 系统简单、设备体积小、能耗低氨是一种良好的碱性吸收剂, 从吸收化学机理上分析, SO2 的吸收是酸碱中和反应, 吸收剂碱性越强, 越利于吸收, 氨的碱性强于钙基吸收剂; 而且从吸收物理机理上分析,钙基吸收剂吸收SO 2 是一种气- 固反应, 反应速率慢、反应不完全、吸收剂利用率低, 需要大量的设备和能耗进行磨细、雾化、循环等以提高吸收剂利用率, 往往设备庞大、系统复杂能耗高; 而氨吸收烟气的SO 2 是气- 液反应, 反应速度快、反应完全, 吸收剂利用率高; 可以做到很高的脱硫效率, 同时相对钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。另外, 其脱硫副产品硫酸铵是一种农用肥料, 硫酸铵的销售收入能冲抵吸收剂的成本, 甚至是整个运行成本, 特别是对于自身副产液氨或有废氨水的企业来说,可以利用液氨或废氨水作为脱硫吸收剂, 达到用废水治理废气的目的, 副产品的销售收入还可以给脱硫装置带来一定的经济效益。
⑸ 氨法脱硫氨过量会使二氧化硫为零吗
可以。
因为氨及其水合物是一种强碱,能够迅速的与酸性气体二氧化硫发生吸收、反应。特别是当脱硫塔浆液密度较小或者是刚开机不久,如果氨加入的过量,很容易造成出口二氧化硫测不出。用氨作为脱硫剂,运行时需要的能量较少,如浆液的循环量没必要很大,等等。
但氨法脱硫有它的弊端:
一、是氨逃逸。如果加入的氨水过量,氨逃逸会增加,造成浪费,所以从这一点,不建议为了增加脱硫效率,而长期过量的使用氨。
二、废水难以处理,处理费用高。由于氨氮对水环境的污染很严重,现在已经禁止随意排放氨氮,但由于氯离子浓度的问题,系统又不得不外排,所以造成了矛盾。
⑹ 氨法脱硫的技术特点
1、完全资源化--变废为宝、化害为利
氨回收法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。
2、脱硫副产物价值高
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吨液氨可脱除2吨二氧化硫,生产4吨硫酸铵,按照常规价格液氨2000元/吨、硫酸铵700元/吨,则烟气中每吨二氧化硫体现了约400元的价值。因此相对运行费用小,并且煤中含硫量愈高,运行费用愈低。企业可利用价格低廉的高硫煤,同时大幅度降低燃料成本和脱硫费用,一举两得。
3、装置阻力小,节省运行电耗
利用氨法脱硫的高活性,使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只有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。另外,循环泵的功耗降低了近70%。
4、防腐先进、运行可靠
氨回收法采用国外先进的重防腐技术,并选用可靠的材料和设备,装置可靠性达98.5%。脱硫剂及脱硫产物都是易溶性物质,装置内脱硫液为澄清溶液,无积垢无磨损,更容易实现PLC、DCS等自动控制,操作控制简单易行。
5、装置设备占地小,便于老锅炉改造
氨回收法脱硫装置无需原料预处理工序,副产物的生产过程也相对简单,总配置的设备在30台套左右,且处理量较少,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。
6、既脱硫又脱硝--适应环保更高要求
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,天津碱厂环保实测数据氮氧化物去除率为22.3% 。
7、自主知识产权技术,适合长远推广
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。目前应用较多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,而且常常是多家国内脱硫公司引进同一种技术,造成资源浪费。
氨法技术本身已经通过专家及工程实践证明是成熟可靠的,如果企业采用合成氨生产过程中产生废氨水作脱硫剂,将更符合循环经济和节能要求,可以申报国家发改委专项资金奖励。脱硫副产的亚硫铵溶液既可以通过后续装置干燥结晶制成硫铵化肥出售,也可以不用干燥,将亚硫铵溶液直接运去氮肥厂做复合肥原料,进一步降低能耗,成本低廉。
⑺ 关于燃烧前煤脱硫技术
脱硫,泛指燃烧前脱去燃料中的硫分以及烟道气排放前的去硫过程。是防治大气污染的重要技术措施之一。一般有燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硫等三种。随着工业的发展和人们生活水平的提高,对能源的渴求也不断增加,燃煤烟气中的二氧化硫已经成为大气污染的主要原因。
减少二氧化硫污染已成为当今大气环境治理的当务之急。不少烟气脱硫工艺已经在工业中广泛应用,其对各类锅炉和焚烧炉尾气的治理也具有重要的现实意义。
(7)氨法脱硫废水扩展阅读
燃烧前煤脱硫的注意事项:
对于一些对煤气中的硫化氢比较敏感的行业,可以结合干法脱硫与湿法脱硫技术的优点,将两种脱硫方法结合起来应用,利用湿法脱硫先将煤气中的大部分硫化氢脱除,然后,再利用干法脱硫对煤气中的硫化氢进行精脱,从而,达到较高的脱硫净度。
这样既利用了湿法脱硫可以在线调整的优点,又利用了干法脱硫脱硫效率高的优点,并克服了由于干法脱硫脱硫剂硫容因素造成的脱硫剂失效过快的问题。