氨法脱硫技术（精选九篇）
氨法脱硫技术 篇1
关键词：氨法,脱硫,技术
近年来, 氨法脱硫技术以其特有的优势在我国得到了广泛的推广。接下来, 我们将对氨法脱硫技术进行简单地介绍, 并着重分析影响其效率的因素以及在我国推广的前景。
1 氨法脱硫技术简介
1.1 技术的原理
采用氨水液氨等作为脱硫剂, 烟气中的SO2与氨反应生成 (NH4) 2SO3, (NH4) 2SO3与空气进行氧化反应生成 (NH4) 2SO4, 吸收液经结晶、脱水、压滤后制得 (NH4) 2SO4。利用液氨作为脱硫剂, 与烟气中的二氧化硫以及氧气经过一系列化学反应, 最终生成 (NH4) 2SO4。
1.2 氨法烟气脱硫的工艺
烟气首先在除尘之后进去脱硫塔, 经过洗涤降温之后, 与氨化后的吸收液接触, 烟气中的二氧化硫与吸收液反应生成用硝酸铵, 之后, 烟气经过除雾以及再加热处理之后排入大气。目前常用工艺类型主要有Walther氨法工艺、GE氨法、NKK氨法、AMASOX氨法等等。
2 影响氨法脱硫效率的因素
2.1 喷嘴对氨法脱硫效率的影响
氨水的雾化效果对脱硫效率高低具有关键作用。雾化效果越好, 氨水与SO2的接触面积越大。当氨水和烟道中的SO2最大限度地接触才有可能提高脱硫效率。对于相同的烟气量, 气液接触面的增加不能简单地用增加氨水量来提高脱硫效率, 应通过喷雾技术质的提高来获得高的质量, 超微液滴和大的覆盖面使氨水在整个吸收器中最大限度地充满整个空间段, 使烟气在此段时和千千万万个氨水液滴接触, 达到高效率脱硫。超细液滴的喷雾质量可以大大节约用水量和氨。
2.2 温度对氨法脱硫效率的影响
大量实验证明, 温度对脱硫效率的影响很大。温度与脱硫效率的关系为:低温下, 脱硫效率很高, 随着温度的提升, 效率逐渐下降。当温度达到65~75℃时, 效率达到最低, 之后, 效率随温度提升逐渐提高。因此, 氨法脱硫过程中一般将温度控制在60℃以下或者80℃以上。
2.3 氨水浓度对氨法脱硫效率的影响
氨水的浓度对脱硫效率存在一定的影响, 浓度高, 脱硫效率高, 但氨水的消耗将变大;反之, 降低了氨水消耗, 脱硫效率将下降。因此, 在实际工程中, 应该综合考虑, 选定最经济的浓度。
2.4 水质对氨法脱硫效率的影响
水中所含有的Ca2+、Mg2+等离子的浓度因地区不同而存在一定的差异, Ca2+、Mg2+离子存在的主要危害就是结垢。研究表明, 当水质的温度持续保持在50℃以上的时候, 水中的Ca2+、Mg2+很容易在喷嘴管路位置结垢, 进而影响了喷入氨水的数量, 最终将低氨法脱硫的效率。以杭州江东富丽达热电有限公司氨法脱硫系统为例, 其喷灌的位置靠近反应器, 温度基本维持在120℃, 结垢现象十分明显。分析其原因发现, 该地水质中Ca2+、Mg2+离子的浓度较高, 通过改用软化水之后, 问题得到了解决。
3 氨法脱硫技术应用前景分析
3.1 吸收剂来源分析
近年来, 国家与企业在合成氨技术方面投入了大量的人力、物力, 取得了技术上的巨大进步, 直接的结果就是合成氨年产量急剧增加。据统计:2014年较2000年合成氨的年产量增加了2456.7万吨, 达到了世界总产量的近一半, 稳居世界首位。合成氨企业数量也在急剧提高, 截止2014年底, 这个数字达到了675, 观察其分布, 除了青海、西藏以及上海等少数地区之外, 全国各省市均有合成氨企业的分布。
伴随着行业竞争的加剧, 合成氨企业的发展趋势呈现除了大型化发展。其中, 年产8万吨以上的合成氨企业就有203家, 其产量占我国合成氨总产量的78.32%。以我国脱硫市场份额的10%为界限进行估算, 我国每年大约需要脱硫剂液氨200万吨, 其副产品——硫酸铵的产量大约有800万吨。我国目前存在的600多家合成氨企业广泛地分布在全国各个省市, 因此, 氨法脱硫在我国拥有了充足的脱硫剂液氨的供应。此外, 氨法脱硫为我国提供了硫元素的供给, 这将对我国农业土壤结构的改善起到极大的推动作用。
3.2 副产物的市场分析
硫酸铵在我国一直作为一种花费原料被广泛应用。近年来, 其应用领域有了新的突破。在非化肥领域, 诸如矿石浸取、粘胶纤维、食糖脱色、农药等等领域也出现了硫酸铵的身影。除此之外, 硫酸铵在复合肥方面应用同样广泛, 需求量近年来急剧增加。伴随着我国对外贸易的发展, 硫酸铵的出口迎来了春天, 近年来的统计发现, 硫酸铵仅仅在亚洲的贸易量就超过200万t/a。一方面是市场的巨大, 另一方面是供给的紧缺, 据统计, 2014年, 全国硫酸铵的产量仅仅有260万吨, 与巨大的市场相比, 这些产量远远不足。
3.3 燃煤硫分的适应性极强
氨法脱硫技术对燃煤中硫含量的要求比较广, 大致在0.4%~8%之间。通过大量的实验分析可知, 对于硫含量属于中、高等的燃煤而言, 氨法脱硫的效率往往比较高, 同时, 燃煤锅炉由于使用了中、高硫分的燃煤, 其运行成本有了很大的改观, 企业既获得了较好的经济效益, 同时也赢得了良好的环境效益。
4 结论
在经济可持续发展的背景下, 氨法脱硫技术符合循环经济发展要求, 有其突出的技术成本优势, 在大型燃煤电厂以及其他耗煤企业可以广泛推广。
参考文献
[1]葛能强, 邵永春.湿式氨法脱硫工业及应用[J].硫酸工业, 2011 (6) :10-15.
[2]龚立贤.德国克虏伯伍德公司氨法脱硫、脱氮氧化物技术[J].热机技术, 2009 (3) :37-41.
氨法脱硫技术 篇2
湿式氨法脱硫技术在燃煤电厂中的应用
摘要：本文主要介绍凯迪电力公司采用湿式氨法脱硫技术对燃煤机组进行的`工程应用,阐述了采用湿式氨法脱硫工艺过程及特点,给出了该设计条件、参数以及调试结果,并介绍了在设计和调试过程中应该注意的问题.作 者：韩旭 余福胜 刘敏 于永和 作者单位：武汉凯迪电力环保有限公司,湖北,武汉,430223期 刊：中国科技成果 Journal：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY ACHIEVEMENTS年，卷(期)：,11(5)分类号：X7关键词：氨法脱硫 氨逃逸 防腐
氨法脱硫技术在石化行业的应用 篇3
氨法FGD工艺是采用氨(NH3)作为吸收剂除去烟气中的SO2的工艺,是一个具有很长历史的方法。早期的氨法脱硫主要是用在化工行业的硫铁矿制硫酸工艺中,作为该装置尾气脱硫使用。目前国内大多数钢铁厂的冶炼尾气的治理均采用氨法脱硫工艺。氨法FGD应用于电厂烟气脱硫领域发展比较缓慢,国内外均如此。20世纪70年代初,日本与意大利开始研制氨法FGD工艺并相继获得成功,但是由于种种方面的原因在世界上应用较少。进入90年代后,随着技术的进步和对氨法脱硫观念的转变,氨法脱硫技术的应用呈上升的趋势[1]。
1 工程概况
中国石油乌鲁木齐石化公司化肥厂(以下简称“乌石化化肥厂”)位于乌鲁木齐市北部的米东新区,距离市区约25 km,厂内建有2台210 t/h燃煤锅炉。
乌石化化肥厂烟气脱硫工程于2007年4月破土动工,同年12月投入试运行,该装置是目前国内能够正常运行的规模较大、最为完整、采用混凝土衬PP塔型的氨法脱硫装置。利用乌石化炼油厂污水汽提装置产生的废氨水作为脱硫剂,对含有SO2的燃煤锅炉烟气进行脱硫处理,同时具有除尘和脱氮效果,二氧化硫去除效率在95%以上,烟尘和氮氧化物的去除效率分别可达50%和20%以上。在脱硫的同时得到副产品硫酸铵,硫酸铵的品质达到GB535-1995合格品的指标,做到了以废治废,化废为肥。它的投运标志着氨法脱硫在石化行业的应用实现了重大突破。
2 工程设计基础及原理
2.1 煤质特性
2.2 烟气参数
2.3 脱硫岛设计参数
2.4 吸收反应原理
氨法脱硫的主要反应方程式如下:
SO2+H2O→H2SO3 (1)
H2SO3+(NH4)2SO4→NH4HSO4+NH4HSO3 (2)
H2SO3+(NH4)2SO3→2NH4HSO3 (3)
亚硫酸铵对SO2有更好的吸收能力,它是氨法中真正的吸收剂。氨法脱硫实质上是以循环的(NH4)2SO3、NH4HSO3水溶液吸收SO2的过程。随着亚硫酸氢铵比例的增大,吸收能力降低,须补充氨将亚硫酸氢铵转化成亚硫酸铵。
氨导入吸收系统,发生下列反应:
H2SO3+NH3→NH4HSO3 (4)
NH4HSO3+NH3→(NH4)2SO3 (5)
NH4HSO4+NH3→(NH4)2SO4 (6)
NH3+NH4HSO3→(NH4)2SO3 (7)
通过在吸收塔浆池中注入氧化空气将亚硫酸铵氧化为硫酸铵:
(NH4)2SO3+1/2O2→(NH4)2SO4
氨法脱硫在脱出二氧化硫的同时,对氮氧化物也有一定的脱除效果,其反应原理如下:
烟气中氮氧化物(NOx)主要以NO(占NOx的90%)形式存在,其次是NO2、N2O5等。在一定温度下,NO在空气中部分氧化成NO2,建立如下平衡:
NO+1/2O2=NO2
在一定温度的水溶液中,亚硫酸铵(NH4)2SO3与水中溶解的NO2反应生成(NH4)2SO4与N2,建立如下平衡:
2(NH4)2SO3+NO2 =2(NH4)2SO4+1/2N2↑
亚硫酸铵(NH4)2SO3与水中溶解的NO反应生成(NH4)2SO4与N2,建立如下平衡:
(NH4)2SO3+NO=(NH4)2SO4+1/2N2↑
亚硫酸氢铵NH4HSO3与水中溶解的NO2反应生成NH4HSO4与N2,建立如下平衡:
4NH4HSO3+2NO2→4NH4HSO4+N2↑
2.5 工艺原理
烟气从预洗涤塔的上部进入,向下通过洗涤塔,预洗涤塔喷淋管内的浆液向下喷淋,烟气与该浆液液滴顺流接触,达到降温增湿的目的,同时洗涤去除烟气中的大部分烟尘。经过降温增湿后的烟气从吸收塔的中部进入吸收塔。
烟气进入吸收塔反应区,逆流而上,经过三层浆液喷淋层,从吸收塔内喷淋管组喷出的悬浮液滴向下降,烟气与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。脱硫后的烟气经除雾器去除烟气中夹带的液滴后,通过吸收塔顶部的湿烟囱直接排放到大气中。
在吸收塔浆池的适当位置补加氨水,保持吸收溶液的pH值在合理的控制范围之内。通过向浆池内鼓入足量的氧气,将亚硫酸铵氧化为硫酸铵。预洗涤塔与吸收塔内的循环浆液保持着不同的浓度,低浓度的循环浆液在吸收塔内达到一定的密度后,通过脱硫输送泵送至预洗涤塔,经过预洗涤塔提浓后,硫酸铵溶液取出,送后处理蒸发结晶系统,生产出硫铵晶体。
3 系统组成与介绍
3.1 烟气系统
整个FGD烟气系统的阻力由FGD系统上游的锅炉引风机提供,使整个FGD系统为正压操作,同时避免引风机可能受到的低温烟气的腐蚀,保证引风机及整个FGD系统长期安全运行。
为了将FGD系统与锅炉分离出来,在整个烟气系统中设置有带电动执行机构的烟气挡板门,并在吸收塔顶部设置1台湿烟囱。当脱硫系统正常运行时,旁路烟道挡板门关闭,原烟气挡板门开启,原烟气经过原烟气挡板进入预洗涤塔,烟气经降温除尘后进入吸收塔进行脱硫反应后经吸收塔顶部的湿烟囱直接排入大气。
3.2 脱硫吸收系统
SO2吸收系统是脱硫装置的核心,采用了高效紧凑的预洗涤塔和吸收塔相结合的双塔结构,根据工艺过程要求,对吸收系统的pH值分段控制,通过合理的吸收剂注入方式,控制吸收液中游离氨接近零,有效降低气相中游离氨的浓度,避免了气溶胶的现成,降低了氨逃逸,吸收剂利用率高。
SO2吸收系统主要包括预洗涤塔、吸收塔、喷淋装置、除雾器、脱硫循环泵、侧向搅拌器、氧化风机、取出液泵、脱硫输送泵等设备。
高温烟气从预洗涤塔的顶部进入,与硫酸铵溶液并流接触,高温烟气经过除尘、增湿后,温度下降至60 ℃左右,通过利用高温烟气的热焓将硫酸铵溶液进行蒸发、浓缩,当硫酸铵溶液达到合适的浓度后,输送至后处理系统。
从预洗涤塔出来的湿烟气在吸收塔内与循环浆液逆流接触,脱除SO2,脱硫后的净烟气经除雾器除雾后,使烟气中雾滴含量<75 mg/Nm3(干基),净烟气由安装在吸收塔顶部的湿烟囱直接排放。
在预洗涤塔和吸收塔底的循环浆液池中均设置侧进式搅拌器,氧化空气经氧化喷枪注入到循环浆液中,确保亚硫酸盐的氧化率达到95%以上。
预洗涤塔采用碳钢内衬高温鳞片,预洗涤塔循环池与吸收塔均采用钢筋混凝土结构,内衬一定厚度的PP板进行防腐。PP板的耐腐蚀性和耐磨损性极佳,塔壁光滑、不易结垢,容易清洗。
PP板的一侧每平方焊接有一定数量的锥形脚,这些锥形脚最后埋入灌浇的混凝土中,镶嵌于混凝土内起到固定的作用,见图2和图3。
PP板与混凝土的黏结牢固,能承受0.1 MPa的背压、超过1 000 kN/m2的剪切力和超过500 kN/m2的拉力。接管与筒体壁的接口处采用加强圈补强;接管采用PP与FRP的复合材料,法兰采用活套法兰;焊缝质量的检验采用特殊的电火花进行检测。
乌石化化肥厂烟气脱硫工程中采用了新型的钢筋混凝土塔体替代钢制塔体,不仅保温性能好,而且内衬PP材料可以承受低pH值条件下氯离子的化学侵蚀。施工时钢筋混凝土和内衬PP板同时进行。在该项目投运半年后,通过对吸收塔内壁进行了一次彻底检查,塔内壁面光洁如初,无磨损现象,实践证明该防腐方式的可靠性。
3.3 氨水制备及供应系统
吸收剂采用来自乌石化炼油厂污水汽提装置的废氨,通过在化肥厂脱硫装置附近新建的一套氨水配制系统,按比例调配成20%浓度的氨水。主要有氨水罐、液氨进料泵、氨水输送泵等设备。
3.4 硫酸铵后处理系统
硫酸铵后处理系统由除灰、两效减压蒸发、旋流及离心脱水、干燥及包装等装置组成。
接近饱和浓度的硫酸铵溶液由预洗涤塔取出送至除灰装置,除去由烟气带入浆液的烟尘。洁净的硫铵浆液进入两效减压蒸发装置,蒸发热源为0.5～0.7 MPa的饱和蒸汽;Ⅰ效加热器产生的二次蒸汽作为Ⅱ效加热器的热源。Ⅰ、Ⅱ效加热器蒸汽冷凝水通过冷凝水罐进行收集,作为脱硫系统的补充水使用。
由二效排出的浓缩浆液含固量为10%～15%,进入旋流器进行固液分离底流的固含量增加到40%～60%,经过离心机脱水后得到含水率3%左右的晶粒状硫酸铵,经过干燥机烘干后得到含水率小于1%的硫铵,包装外销。
由于硫铵溶液中氯离子含量达40 g/L以上,腐蚀性非常强;且固含量高,对设备的磨损大,一效、二效加热器宜采用耐蚀金属/非金属材料或,旋流器宜采用聚氨酯或钢衬碳化硅材料,离心机和干燥机采用316 L不锈钢,物料输送泵选用双相合金钢/合金制作。
3.5 工艺水系统
工艺水系统满足FGD装置正常运行和事故工况下脱硫工艺系统的用水需求。将工艺水引接至脱硫工艺水箱,为脱硫工艺系统提供工艺用水。其主要用水点为除雾器冲洗用水、工艺设备的冷却水及密封水、吸收塔补给水及系统的冲洗水。
4 工艺布置
根据乌石化化肥厂厂区设备、厂房的布置情况,及脱硫设施的预留场地,脱硫系统主设备及相关的辅助系统设备布置在化肥厂锅炉装置后70 m×80 m的空地上。
5 运行情况
6 技术经济分析
7 结 语
中石油乌鲁木齐石化公司化肥厂2×210 t/h锅炉氨法烟气脱硫装置是目前国内能够正常运行的最大规模的氨法脱硫装置。该装置于2008年1月正式投入运行,至今已经稳定运行3年多,生产硫酸铵化肥数万吨,在改善周围环境的同时,取得了良好的经济效益。
通过运行证明,双塔结构的脱硫工艺完全可以满足燃煤锅炉烟气脱硫、除尘的需要。不仅脱硫率可达到95%以上,而且脱硫电除尘器出口粉尘排放也能满足50 mg/Nm3的环保要求。同时该脱硫工艺可以满足高硫煤的脱硫需要,为我国高硫煤地区的脱硫工艺选择增加一种技术、经济性良好的比选工艺。
摘要：对氨法脱硫技术在中国石油乌鲁木齐石化公司化肥厂2×210 t/h燃煤锅炉烟气脱硫工程中的应用情况进行总结,包括工艺流程、系统组成、工程设计参数、运行情况及技术经济指标,特别介绍了双塔结构的混凝土内衬PP防腐材料脱硫塔的使用情况,彻底解决了氨法脱硫的装置防腐问题。
关键词：氨法脱硫,脱硫塔,混凝土衬PP,防腐
参考文献
氨法脱硫反应特性的化学动力学分析 篇4
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
氨法脱硫技术 篇5
1 氨法烟气脱硫技术的环保优势
1.1 废渣排放的环保优势
相比较于其他脱硫技术来说, 氨法烟气脱硫装置在实际运行过程中, 所产生的废渣非常少。其所产生的废渣, 主要是在净化脱硫液体的时候, 自螺旋沉降离心机中分离出来的少部分灰泥, 与此同时, 这些灰泥也是对烟气进行脱硫处理的时候脱除的烟尘所凝结而成的, 二氧化硅是这些烟灰的主要成分, 可以将其与锅炉排出的煤渣给予共同处理。
1.2 资源循环利用的环保优势
硫资源在我国工业、农业等领域中有着十分广阔的应用范围, 但是, 我国的硫资源却非常紧缺, 较为依赖于进口。这样的背景下, 应用氨法烟气脱硫技术, 实现对硫资源的循环利用, 自给自足, 从而不仅有利于实现节能、减排, 也有利于减少成本。在化肥工业中有效应用氨法烟气脱硫技术, 对硫、氨等进行资源化利用, 生产复合肥、硫基氮肥等产品用于农业, 这充分符合我国可持续发展战略、循环经济的要求[2]。
1.3 碳排放的环保优势
氨法烟气脱硫技术的原理是, 将氨水当作脱硫剂, 对烟气中的二氧化硫气体进行洗涤与吸收。在这个过程中, 二氧化硫、氨水之间进行化学反应, 从而生成了亚硫酸铵, 亚硫酸铵再进行进一步氧化, 最终就可以生成硫酸铵。在整个化学反应过程中, 不会产生二氧化碳气体, 因此, 其符合低碳环保理念的要求。
1.4 产品价值优势
上文中提到, 硫酸铵是氨法烟气脱硫技术的主要副产品, 硫酸铵俗称肥田粉, 其总氮含量在18%至21%左右, 是一种常见的优质氮肥, 可作为基肥、种肥或者追肥使用, 在一般作物、土壤中均较为适用, 优势十分明显。硫酸铵中所含的硫, 是一种重要的营养元素, 能够有效改善现阶段我国种植土壤普遍存在的缺硫现象, 与此同时, 还可以直接为农作物提供充分的硫营养, 尤其适用于大蒜、韭菜、洋葱喜硫蔬菜以及菜豆、花生、甘蔗、油菜等缺硫相对来说较为敏感的作物[3]。除此之外, 硫酸铵也可以被应用于皮革、医药、化工以及染织等制造业领域。
2 氨法烟气脱硫技术的环保风险
2.1 氨逃逸风险
氨逃逸指的是, 烟气中的二氧化硫、氨水中的NH3反应不完全, 从而导致少量NH3自脱硫溶液、氨水中逸出, 从烟囱中排出的问题。出现氨逃逸的时候, 烟囱顶上会冒出蓝烟或者是白烟, 且久久不散, 这是氨逃逸的显著特点。为得到良好脱硫效果而添加过多的氨水或者是废水中的二氧化硫质量浓度在50毫克每立方米以下的时候, 极易出现较严重的氨逃逸现象。氨逃逸现象越严重, 对大气环境所造成的污染也就越严重。
2.2 氨水泄漏风险
液氨发生泄漏之后, 不仅会给大气环境、作业环境造成严重的污染, 也会给动植物、人体健康带来一定的危害。出现氨水泄漏之后, 如果经过污水站处理再排放, 由于氨、氮含量较高, 无法完全降解其中的活性污泥, 就会导致出水氨、氮含量超标;如果直接将其排放出去, 就会造成外排水p H值、氨氮含量超标。
3 对策
3.1 氨逃逸的对策
(1) 选择使用高效的除雾器、脱硫塔, 通过增加除雾层数、喷淋层数, 就可以实现对氨逃逸风险的有效控制; (2) 可设立尿素装置, 利用低温度方式进行解析废液, 并将其制备成氨水, 不仅能够实现对废水的回收利用, 也可以实现对氨逃逸风险的有效控制; (3) 调整烟囱出口的二氧化硫含量的时候, 尽量做到超前调整, 在使用氨水的时候, 小幅度加减用量, 可选择使用多点加入氨水的手段, 以有效减少甚至避免氨逃逸现象的出现; (4) 选用大直径洗涤塔、脱硫塔, 有效控制反应段的气流速度, 使其保持在每秒3米以下, 来提高对NH3的吸收效率, 以有效减少氨逃逸。
3.2 氨水泄漏的对策
(1) 加强定期检验工作、设备维护工作, 及时进行消漏、堵漏, 以减少因液氨泄漏而导致的爆炸、火灾; (2) 一旦出现液氨泄漏问题, 必须立即切断阀门, 并及时进行洗消、用水喷淋吸收, 采取相应的措施, 及时消除漏点; (3) 氨水泄漏后, 严禁直接外排或排入污水处理站, 而是应当立即进行收集, 将其排放至专门的污水回收池, 并引至脱硫塔进行回收利用。
4 结语
综上所述, 随着能源短缺问题与环境污染问题的日益加剧, 节能减排环保、资源循环利用受到了越来越多的关注与重视。氨法烟气脱硫技术有着非常多的环保优势, 相信在未来, 氨法烟气脱硫技术会得到更好地应用。
参考文献
[1]刘旭霞, 赵新合, 段付岗.氨法烟气脱硫技术的环保优势和风险分析及对策[J].硫磷设计与粉体工程, 2016, 03:1-4.
[2]段付岗.石灰石法烟气脱硫技术的环保风险分析及对策建议[J].硫磷设计与粉体工程, 2015, 06:8-11+51.
氨法烟气脱硫装置运行总结 篇6
1 湿式氨法——硫酸铵脱硫工艺流程
1.1 湿式氨法——硫酸铵脱硫工艺流程
湿式氨法——硫酸铵脱硫工艺流程示意见图1。
锅炉排出的烟气通过引风机增压后进入脱硫塔系统, 引风机用来克服整个脱硫塔系统的压降。烟道上设有挡板系统, 以便于脱硫塔系统正常运行或旁路运行。
烟气从脱硫塔的中部进入脱硫塔, 脱硫塔中部有三层浆液喷淋层 (其中有一层作为备用) , 烟气与浆液液滴逆流接触, 发生传质与吸收反应, 以脱除烟气中的SO2。同时洗涤去除烟气中的大部分烟尘、脱除烟气中的SO2、SO3及HCl、HF。已除去SO2的烟气自下而上依次通过一层积液盘及两层除雾器, 除雾器去除烟气中夹带的液滴。经净化和洗涤的烟气通过湿烟囱排放。
吸收塔下部浆池中的浆液由循环泵循环送至浆液喷雾系统的喷嘴, 产生细小的液滴沿吸收塔横截面均匀向下喷淋。脱硫塔装置浆液循环系统设四台循环泵, 其中的三台对应与三层浆液喷淋层、一台作为下部浆池中的脉冲泵。
脱硫塔的浆液喷淋层及除雾器之间特设了一层水洗层, 水洗层由一层水喷淋层及积液盘组成, 通过利用大量清水对净烟气进行洗涤, 以进一步降低净烟气中夹带的硫酸铵量和脱硫过程中形成的气溶胶。
SO2和SO3与浆液中氨反应, 生成亚硫酸铵和硫酸铵。在吸收塔浆池中用罗茨风机鼓入空气将生成的亚硫酸铵氧化成硫酸铵。浆液固液比达到5%-8%时由排出泵排至后处理系统生产硫酸铵。
1.2 湿式氨法——硫酸铵脱硫后处理工艺流程
湿式氨法——硫酸铵脱硫后处理流程示意见图2。
塔内经过排出泵排至后处理楼3楼的一级旋流器进行固液分离, 此时的固液分离后含固高的进入一级底流箱内, 含固液低的进入硫酸铵溶液槽内, 一级底流箱内的含固量一般15%-20%, 再有一级底流箱泵打入二级旋流器进入离心机分离, 湿的硫酸铵即原料进入振动流化床干燥机得到成品。
2 主要设备及参数
2.1 湿式氨法——硫酸铵脱硫塔装置主要设备及参数见表1
湿式氨法——硫酸铵脱硫装置结构及配套工艺特点:采用单塔吸收锅炉烟气, 结构的紧凑使得空间上更好合理布置设备, 取消了石灰石粉碎的场地。大大节约了厂区土地, 同时避免了粉碎石灰石和煤配比时产生的扬尘, 改善厂区的环境卫生, 减少环境卫生资金的投入, 工艺调整上:取消石灰石吸热锅炉热效率低提高了锅炉热效率及减少锅炉床层温度的控制不稳的因素, 同时避免因煤和石灰石的配比不均匀导致二氧化硫的不合格排放, 减少了石灰石的浪费和锅炉排渣量多的二次污染。
2.2 湿式氨法——硫酸铵脱硫后处理装置主要设备及参数见表2
湿式氨法——硫酸铵脱硫后处理装置及工艺特点:空间上采用自上而下立体式结构, 硫酸铵固液通过泵直接打入二级旋流器内, 通过旋流后再进一步的分离固液, 此时含固量40%以上介质进入离心机分离, 分离后的湿硫酸铵在离心机的推力和自然重力的作用下进入流化床干燥器内干燥后, 经一级旋流器和二级旋流器分离的液体再由泵打入至脱硫塔内充当母液及补充烟气带走的水分。控制干燥的温度有重大意义, 温度控制高了干燥效果好硫酸铵含水率低, 但是硫酸铵在280℃以上分解, 同时温度控制高了也会浪费蒸汽, 不经济。当然温度控制低了硫酸铵含水率就比较高, 干燥器还容易发生料堵死不出。一般控制在210℃左右比较经济。
3 运行效果
主要设计参数与运行数据对比见表3。
4 干法石灰石与湿式氨法——硫酸铵脱硫运行效果比较
干法石灰石与湿式氨法——硫酸铵脱硫运行数据对比见表4。
通过对上述数据的分析, 我们可以清晰的得到的结果:干法石灰石脱硫随着时间推移将不能达到环保要求, 而湿式氨法——硫酸铵脱硫经得起环保的考验, 同时湿式氨法——硫酸铵脱硫对氮氧化物也能脱除一部分。干法石灰石脱硫将逐步地推出历史的舞台, 湿式氨法——硫酸铵脱硫将替代干法石灰石脱硫的角色完成锅炉脱硫环保使命。
5 存在的问题
昊源公司锅炉湿式氨法——硫酸铵脱硫装置运行达到了设计要求, 操作简单, 运行平稳, 但仍有问题需要进一步完善。
1) 在这套装置中有地沟贯穿在其中, 在地沟的终端有蓄水池, 因脱硫装置为耗水项目, 为更好地利用水资源, 没有向外界排水功能, 在暴雨恶劣天气时蓄水池不能容纳太多的水。
2) 本脱硫项目为塔内硫酸铵结晶法, 在密度不能达到一定程度时不能进行后处理工序, 当密度高时就会影响循环泵的运行, 高密度的固液对泵的涡壳及叶轮磨损比较严重, 设备的使用寿命大大减少。
3) 浆液中杂质对硫酸铵结晶影响很大, 特别是金属离子、锅炉静电除尘灰等。这些物质使浆液的密度到达很高才结晶, 同时灰尘也影响硫酸铵成品出售。
6 结束语
昊源公司新建的两炉一塔湿式氨法——硫酸铵脱硫经过一段时间的运行, 达到了预期的效果, 脱硫效率达到99.5%以上, 简化了以前石灰石脱硫的工艺, 实现了简单的工艺操作方法。湿式氨法——硫酸铵脱硫比干法石灰石脱硫更具有优越性, 它能在锅炉同等条件下更好的脱硫, 对锅炉脱硝也有一定的意义, 更好地做好环保工作。同时这套装置的运行生产的副产物硫酸铵减少了环保的资金投入。
摘要：采用湿式氨法脱硫代替原炉内石灰石干法脱硫, 简化了锅炉烟气脱硫的工艺流程、操作、设备、减少了煤燃烧热量的损失, 可副产硫酸铵化肥, 实现了锅炉烟气二氧化硫减排。
氨法脱硫技术 篇7
一、石灰石-石膏法脱硫特点分析
石灰石–石膏法脱硫是指以石灰石为原料, 粉碎、制浆后用作吸收剂。这种脱硫方法适合大型装置的烟气脱硫, 如大型火力发电机组脱硫。该方法工艺成熟可靠, 控制简便, 脱硫效率高, 稳定性高。但是仍存在一些不足, 具体如下。
1.副产品脱硫石膏经济市场急度缩小, 目前已大多作为固体废弃物堆存处理, 成为二次污染源;同时, 堆存场地的寻找和成本也成为经济负担, 很多堆场往往成为永久性的废固堆放场。
2.该脱硫法每脱除1 t二氧化硫约增加0.7 t二氧化碳排放量, 环保负效应较高。
3.作为吸收剂的石灰石, 其供应成本越来越高, 品质要求也越来越高。
4.要满足新的排放标准, 老装置改造比较困难。高硫煤要想达到97%的脱硫效率, 改造困难;脱硫装置因硫份的增加需要大量增加喷淋量, 从而需要增加大量的脱硫设备, 如循环泵;同时还需要增大设备容量, 如风机、补给水泵流量等;造成场地紧张, 能耗增加。
二、氨法脱硫特点分析
氨法脱硫是以碱性强 (氨的碱性强于钙基吸收剂) 、活性高、生产容易、市场化高的液氨 (或氨水) 作吸收剂, 吸收烟气中的二氧化硫, 最终转化为硫酸铵化肥。和石灰石–石膏法脱硫相比, 氨法脱硫具有如下特点。
1.脱硫工艺简单。氨法脱硫工艺系统简单, 不需要钙法脱硫庞大的制浆系统;没有固废排放, 副产物为市场容量大、可利用的硫酸铵化肥, 可以作为商品直接销售给农户使用;吸收剂不含碳, 不额外增加二氧化碳排放, 符合循环经济和低碳经济的发展要求。
2.脱硫效率高, 煤种适应性强。氨吸收烟气中的二氧化硫属于气–气或气–液反应过程, 反应速率快, 反应完全, 吸收剂利用率高;对高含硫煤种, 脱硫效率超过98%, 脱硫效果稳定, 适应性广。由于吸收剂活性强, 液气比相对较小, 配套的设备可以以较低选型参数参加到较大的脱硫装置中;设备体积小, 占地少, 更利于老系统改造。
3.节能减排, 经济效益好。所需设备少、设备参数小, 装置用电率低, 耗电量少, 间接降低了碳排放。
4.副产品可以增值, 1 t液氨吸收剂大约可产3.8 t副产品硫酸铵。
5.无废水排放。相比石灰石法, 氨法脱硫系统中的滤液最终成为硫铵结晶体, 无废液排放。
6.系统具有同步脱硝功能。氨法脱硫的同时具有一定的脱硝效果, 目前很多技术机构都在积极研究氨法脱硫的同时脱销的工艺;随着工艺的改进, 其脱硝功能将会越来越强。
7.流程短, 设备少, 易维护。与石灰石–石膏法相比, 氨法无制粉、制浆工序, 无废水处理工序;设备检修量小。目前, 国内先进氨法脱硫装置的各项指标均处于世界领先水平, 脱硫效率超过98%, 净化后的烟气中氨的浓度不超过8 mg/Nm3, 净化后的烟气中雾滴的浓度不大于75 mg/Nm3, 氨利用率在97%以上, 装置可利用率查过95%, 副产品硫酸铵达到国家GB535–1995一等品标准。本文, 笔者以某2×300 MW机组热电脱硫项目为例, 对其采用不同脱硫方法经济效益进行分析。氨法脱硫和石灰石–石膏法脱硫的具体效益对比见表1。
由表1可知, 氨法脱硫在一般经济性上较石灰石–石膏法脱硫有较大优势。
三、结论
湍冲式氨法脱硫工艺的应用 篇8
关键词：湍冲吸收塔,尾气吸收,净化,脱酸贫液
宣钢焦化厂第一净化车间硫酸系统含硫酸性尾气, 虽然经原有棒式过滤器及酸雾过滤器进行了处理吸收, 但经检测其排放尾气仍不能达标。大气污染严重, 影响大气环境。我厂积极相应国家节能减排的号召, 严格按照国家环保要求, 结合自身实际, 安装了智能湍冲式尾气吸收净化装置, 该工艺简单实用, 操作维护方便有效, 采用含氨水18-22g/l的脱酸贫液为吸收液, 间歇进液, 循环使用, 最终产生浓度为15%左右的硫酸铵溶液和一定浓度的硫酸溶液, 进入焦化厂硫氨系统作为母液补充, 无二次污染物产生。
1吸收原理
本系统采用脱酸贫液脱硫, 基本原理:采用脱酸贫液作为脱硫剂, 在反应塔与硫酸尾气接触混合, 尾气中SO2与氨水反应, 生成亚硫酸铵, 再与空气进行氧化反应, 生成硫酸氨溶液, 直接进入硫氨系统, 最终得到硫酸氨产品 (见图1) 。
反应原理及反应过程
氧化过程:
2湍冲塔与传统吸收塔优缺点
废气吸收按吸收剂是否与废气反应, 分为物理吸收和化学吸收。废气与吸收液反应就是属于后者。原先化学吸收一直采用填料吸收塔和板式吸收塔, 而这两种吸收形式存在着一些先天的缺陷, 板式吸收塔适应范围烟气浓度范围小, 而填料塔填料多采用PVC环、陶瓷环等填料, 时间一长, 填料容易破碎、氧化, 极易把循环泵堵塞, 加大了操作人员的工作强度。且由于吸收液为碱性液体, 时间一长, 结晶极易堵塞填料, 进而造成风机抽风不畅, 增加了停机维护次数。而更换填料, 加大了整套系统的运行成本。
湍冲吸收塔则完全避免了以上缺点, 与上述两种吸收方式相比, 湍冲吸收塔有以下优点:
a.喷头口径较大, 不易堵塞。
b.喷头由四氟碳纤维组成, 耐磨耐温。
c.动力波喷头采用特殊设计, 保证泡沫区的形成。
d.吸收塔采用空塔设计, 无填料区, 避免了由于填料破碎堵塞泵的现象, 减少维护费用。
3本工艺技术特点
3.1本系统采用含氨18-22g/l的脱酸贫液为吸收液, 间歇进液, 循环使用, 最终产生浓度为5%左右的硫酸铵溶液和一定浓度的硫酸溶液, 进入硫铵系统作为母液补充, 实现了生产过程的闭路循环。
3.2外型尺寸小、占地少、收尘率高。可脱除亚微级粒子的效率高达90%以上, 烟气量变化的适应性较强, 烟气量可在50~100%间变化, 而不降低吸收效率。
3.3该装置应与目前处理系统串联使用, 采用风机系统后置, 在系统中增设风机2台 (一用一备) , 并在管路上设调节阀门, 通过风机的运行及阀门的有效调节, 使新系统在运行过程中保持原有系统的运行压力, 使整个运行工况保持不变。尾气经风机引入塔内, 整套系统为负压运行, 吸收效率高, 并且完全避免了系统的运行过程泄漏。
3.4吸收液与废气中的有害气体发生化学反应, 会产生放热现象。酸性高温气体对塔的材质会有严重影响, 同时循环液吸收过程中产生强腐蚀性物质, 因此对换热器的材质提出了很高的要求。本装置采用石墨改性聚丙烯列管换热器。换热器外接冷却循环水, 用量Q=30m3/hH=0.2m Pa温度≤25℃。冷却水调节阀采用自动控制, 当温度≤25℃自动关闭冷却水调节阀, 当温度≥25℃自动打开冷却水调节阀。
3.5循环泵可自动切换, 循环泵设置自动倒泵时间, 可在设定时间下自动倒为备用泵, 同时也可在运行泵停止运转后, 及时启动备用泵, 保持吸收过程不中断;可根据SO2排放浓度变频调速控制循环泵流量来调节喷头的喷淋量, 保证系统的正常运行外还能经济运行, 节能降耗。
3.6湍冲塔补液是以逐级补液的方式进行补液, 补液过程全自动控制。当吸收塔中氨水消耗至一定浓度后 (PH≈6.5, 硫酸铵浓度接近5%左右) , 需进行排废液、补原液操作。调整泵的转速及阀门的开闭状态, 进行排废液, 而喷头则照常喷液, 进行吸收降温。超声波液位显示至下限液位时, 切换阀门, 自动从储氨槽中抽取脱酸贫液对吸收液槽补液, 补液及排液时反应吸收仍在进行, 保证了吸收的连续性, 为达标排放提供保证。
浅析电厂氨法脱硫系统泵类选型 篇9
华聚能源公司济二矿电厂装机容量3×12MW, 配备3台75t/h循环硫化床锅炉, 以低热值的煤泥煤矸石为燃料, 其灰份常年在38%-50%之间, 灰份大, 加之静电除尘老化, 效果不佳, 导致部分烟尘被脱硫塔吸收, 增加了脱硫系统的负担, 加重脱硫系统泵类的磨损, 造成各泵类运行周期短, 故障频繁, 严重影响安全生产, 因此选一种适应系统运行的泵已经势在必行。
2 选型要点
为了适应现存脱硫系统的具有针对性的要求, 在选配新型泵的时候应从以下几个方面考虑。
2.1 抗腐蚀耐磨
脱硫系统中介质主要包括氨水、硫酸氢铵、硫酸铵和灰沙, 这些介质具有很强的腐蚀性, 尤其对一般金属。所以, 在选配泵时一定要注意抗腐蚀耐磨, 特别对泵壳、叶轮的要求非常高, 最好选用不锈钢材料, 这种材料的造价较高, 但运行周期长, 另外也可考虑金属外壳内衬聚全氟乙丙烯 (F46) , 泵盖、叶轮和轴套均用金属嵌件外包氟塑料整体烧结压制成型, 此外进出口均采用铸钢体加固。
2.2 密封性
泵的密封不好, 就会发生跑、冒、滴、漏的现象。这样一来, 一方面会给生产清洁带来负面影响, 另一方面泄漏会使泵的能力下降, 加速轴的磨损。一般轴的密封主要有盘根密封、机械密封和无水轴封盘根泥密封。
(1) 盘根密封:它是将绳状的密封材料一圈一圈的缠绕在泵轴或轴套上已到达密封的效果, 因为这类密封方式是盘根材料直接与泵轴接触, 所以对泵轴和轴套的磨损最大, 破坏性强。虽然盘根密封价格便宜, 使用方便, 但对于高速旋转的部件不宜采用, 往往这种密封效果不佳, 所以在选泵的时候是盘根密封的可以排除。
(2) 机械密封:机械密封是比较常见的泵轴密封方式, 这类密封的显著特点是它有一对或一对以上的动、静环。机械密封对于清液介质效果较好, 但对于浊液就不大理想, 一旦镜面破坏, 机械密封就会顷刻崩溃, 另外机械密封的安装精度要求较高, 不利于检修和维护, 使用过程中必须通大量清水进行冷却, 造成浪费。氨水泵和循环水泵可以选择。
(3) 无水轴封盘根泥密封:无水轴封盘根泥它是一种新型的密封材料, 这类盘根泥主要有以下特点, 外表呈湿棉花状, 是一种具有伸缩性的纤维密封元件, 能平整的环绕在轴的周围, 能消除泵轴的轴向和径向压力, 可以自润滑以及自冷却和具有零泄露的特点, 而且适用领域广, 脱硫泵、增浓泵、过滤泵可以选择试用。
2.3 转速
现有的泵转速大都是2900转/秒, 这么高的转速另外介质中又包含大量的泥沙, 对泵体和叶轮的冲刷是非常大的, 倘若在满足出力的许可下, 采用低速运行的泵对使用寿命的延长是非常有益的, 目前比较常见的有转速1470转/秒, 可以选购使用。
2.4 扬程
由于脱硫系统中的相对高度较大, 管道的弯折较多, 所以扬程也是对泵非常重要的技术指标, 水泵的扬程是指水泵能够扬水的高度, 通常用H表示, 单位是m。离心泵的扬程以叶轮中心线为基准, 分由两部分组成。从水泵叶轮中心线至水源水面的垂直高度, 即水泵能把水吸上来的高度, 叫做吸水扬程, 简称吸程;从水泵叶轮中心线至出水池水面的垂直高度, 即水泵能把水压上去的高度, 叫做压水扬程, 简称压程。即水泵扬程=吸水扬程+压水扬程。应当指出, 铭牌上标示的扬程是指水泵本身所能产生的扬程, 它不含管道水流受摩擦阻力而引起的损失扬程, 在选用水泵时, 注意不可忽略。
3 结论
