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(yīng)，反應(yīng)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，即使全部采用氨法脫硫，用氨量也不超過500萬噸/年，供應(yīng)完全有保證。
氨法的最大特點(diǎn)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(chǎn)品。副產(chǎn)品硫銨是一種性能優(yōu)良的氮肥，在我國具有很好的市場前景。
工作原理
氨法脫硫，是控制二氧化硫排放的技術(shù)，除塵器不僅能脫除煙氣中的二氧化硫，并能生產(chǎn)出高附加值的硫酸氨化肥產(chǎn)品。該鍋爐除塵設(shè)備利用一定濃度(此處以28%為例)的氨水作為脫硫劑，生成的硫酸氨漿液，輸送到化肥廠處理系統(tǒng)。氨法脫硫中使用的氨水需要量，由預(yù)設(shè)PH控制閥來自動(dòng)調(diào)節(jié)，并由流量計(jì)進(jìn)行測定。硫酸氨結(jié)晶體在脫硫除塵器中被飽和的硫酸氨漿液結(jié)晶出來，生成35%重量比左右的懸浮粒子。這些漿液被子泵送到處理場，經(jīng)過初級和二級脫水，然后，再送到化肥廠進(jìn)行進(jìn)一步脫水、干燥、冷凝和存儲，通過鍋爐除塵設(shè)備對煙氣脫硫的同時(shí)，鍋爐除塵器還生成了可觀的副產(chǎn)品，達(dá)到一定的經(jīng)濟(jì)效益。
反應(yīng)原理
1、 反應(yīng)方程式
脫硫塔是煙氣脫硫和產(chǎn)生硫酸氨鹽的中間裝置。煙氣中的SO2在脫硫塔中被除去，脫硫塔中是PH值控制為5.05.9的飽和硫酸氨/亞硫酸氨溶液，與SO2的反應(yīng)，按照下列反應(yīng)生成亞硫酸氫氨/硫酸氫鹽：
1) SO2+ H2OH2SO3
2) H2SO3+(NH4)2 SO4NH4HSO4+ NH4HSO3
3) H2SO3+(NH4)2 S O32NH4HSO3
在反應(yīng)(1)中，煙氣中的溶于水中生成亞硫酸。在反應(yīng)(2)和(3)中，亞硫酸與該溶解的硫酸氨/亞硫酸鹽反應(yīng)。噴射到反應(yīng)池底部的氨水，按如下方式中和酸性物：
4) H2SO3+ NH3NH4SO3
5) NH4HSO3+ NH3NH4HSO4+ NH4HSO3
6) H2SO3+ NH3(NH4)2 SO4
噴射到脫硫塔底部的氧化空氣，會(huì)按照如下方式將亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽：(NH4)2 SO3+1/2 O2(NH4)2 SO4
至此，鍋爐脫硫除塵器的脫硫塔中生成了大量的硫酸氨，硫酸按溶液飽和后，使硫酸氨從溶液中以結(jié)晶形狀沉淀出來。
汽化熱由煙氣的殘余熱量按照如下方式提供：
(NH4)2 SO4(液態(tài))+汽化熱>(NH4)2 SO4(固體)脫硫塔中的鹽要么以離子形式溶于溶液中，要么以結(jié)晶形狀沉淀出來。產(chǎn)品漿液與正在進(jìn)行化合的系統(tǒng)中的主要成分、結(jié)晶的硫酸氨鹽一起充分地氧化。
運(yùn)作流程
鍋爐除塵器的煙氣運(yùn)行路徑：煙氣從現(xiàn)有的靜電除塵器和鼓風(fēng)機(jī)通過煙道系統(tǒng);流過一個(gè)100%軸流增壓風(fēng)機(jī)，進(jìn)入脫硫塔。煙氣進(jìn)入脫硫塔后，與包含氨水漿液的逆流噴漿接觸，其中的SO2由氨水漿液吸收。漿液同時(shí)使氣體飽和，并將其從入口的135℃溫度冷卻到50℃，緊接著氣體穿過脫硫塔頂部兩個(gè)波紋型除霧器，兩層高效的除霧器安裝于脫硫塔的上部，以便去除(煙氣中)附帶的液滴。運(yùn)行的噴霧塔中的氣體，離開脫硫塔，再次通過鍋爐，以重新加熱氣體，并以80℃的溫度、按設(shè)計(jì)的操作條件進(jìn)入現(xiàn)有的煙囪裝置。
鍋爐脫硫除塵器的脫硫塔液體路徑：脫硫塔中漿液的PH值維持在5.05.9范圍內(nèi)，該P(yáng)H值優(yōu)化了SO2的去除效率和亞硫酸氨的氧化速度。硫酸氨極易溶解，在常規(guī)條件下，可達(dá)40%重量的溶解度，而在脫硫塔運(yùn)行條件下，該比例可達(dá)48.5%。脫硫塔在含有3-5%重量的懸浮結(jié)晶顆粒控制狀況于運(yùn)行。脫硫塔輸送泵將漿液送到第一級脫水旋流器中。旋流器的溢流漿液被送回脫硫塔中，而旋流器下部，含有1317%重量濃度的濃縮漿液送入旋流器儲罐。一個(gè)漿液泵將該儲罐中的濃縮漿液送到化肥廠內(nèi)的第二級脫水旋流器做進(jìn)一步脫水處理。一臺濾液返回泵將化肥廠中被離心脫水機(jī)脫出的稀液送回脫硫塔。
鍋爐脫硫除塵器的反應(yīng)劑供給系統(tǒng)：氨水反應(yīng)劑供給系統(tǒng)包括了7天儲存量的儲罐和輸送泵。28%濃度的氨水通過脫硫塔底部的氧化用分配器與氧化空氣和冷卻水混合在一起送入脫硫塔。一個(gè)預(yù)設(shè)PH值的控制閥控制了氨水的流量。
應(yīng)用條件：氨法脫硫的鍋爐除塵不但除害而且變害為益，還可以產(chǎn)生出對人類有益的副產(chǎn)品，鍋爐除塵設(shè)備把損害土地、農(nóng)作物的酸雨變成農(nóng)民種地的化肥。氨法脫硫工藝類似常見的石灰石石膏工藝，但生成的副產(chǎn)品不一樣。
技術(shù)特點(diǎn)
1、完全資源化--變廢為寶、化害為利
氨回收法技術(shù)將回收的二氧化硫、氨全部轉(zhuǎn)化為化肥，不產(chǎn)生任何廢水、廢液和廢渣，沒有二次污染，是一項(xiàng)真正意義上的將污染物全部資源化，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求的脫硫技術(shù)。
2、脫硫副產(chǎn)物價(jià)值高
氨回收法脫硫裝置的運(yùn)行過程即是硫酸銨的生產(chǎn)過程，每吸收1噸液氨可脫除2噸二氧化硫，生產(chǎn)4噸硫酸銨，按照常規(guī)價(jià)格液氨2000元/噸、硫酸銨700元/噸，則煙氣中每噸二氧化硫體現(xiàn)了約400元的價(jià)值。因此相對運(yùn)行費(fèi)用小，并且煤中含硫量愈高，運(yùn)行費(fèi)用愈低。企業(yè)可利用價(jià)格低廉的高硫煤，同時(shí)大幅度降低燃料成本和脫硫費(fèi)用，一舉兩得。
3、裝置阻力小，節(jié)省運(yùn)行電耗
利用氨法脫硫的高活性，使液氣比較常規(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)阻力也只有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，大多無需新配增壓風(fēng)機(jī);即便原風(fēng)機(jī)無潛力，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。另外，循環(huán)泵的功耗降低了近70%。
4、防腐先進(jìn)、運(yùn)行可靠
氨回收法采用國外先進(jìn)的重防腐技術(shù)，并選用可靠的材料和設(shè)備，裝置可靠性達(dá)98.5%。脫硫劑及脫硫產(chǎn)物都是易溶性物質(zhì)，裝置內(nèi)脫硫液為澄清溶液，無積垢無磨損，更容易實(shí)現(xiàn)PLC/" target="_blank">PLC、DCS等自動(dòng)控制，操作控制簡單易行。
5、裝置設(shè)備占地小，便于老鍋爐改造
氨回收法脫硫裝置無需原料預(yù)處理工序，副產(chǎn)物的生產(chǎn)過程也相對簡單，總配置的設(shè)備在30臺套左右，且處理量較少，設(shè)備選型無需太大。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)。
6、既脫硫又脫硝--適應(yīng)環(huán)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(shí)也可實(shí)現(xiàn)脫硝的目的，天津堿廠環(huán)保實(shí)測數(shù)據(jù)氮氧化物去除率為22.3% 。
7、自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)，適合長遠(yuǎn)推廣
氨回收法煙氣脫硫技術(shù)是擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的脫硫技術(shù)，因此投資更少、從長遠(yuǎn)角度更有利于在我國長期和全面推廣。目前應(yīng)用較多的鈣法基本上都是從國外引進(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)，而且常常是多家國內(nèi)脫硫公司引進(jìn)同一種技術(shù)，造成資源浪費(fèi)。
氨法技術(shù)本身已經(jīng)通過專家及工程實(shí)踐證明是成熟可靠的，如果企業(yè)采用合成氨生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢氨水作脫硫劑，將更符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能要求，可以申報(bào)國家發(fā)改委專項(xiàng)資金獎(jiǎng)勵(lì)。脫硫副產(chǎn)的亞硫銨溶液既可以通過后續(xù)裝置干燥結(jié)晶制成硫銨化肥出售，也可以不用干燥，將亞硫銨溶液直接運(yùn)去氮肥廠做復(fù)合肥原料，進(jìn)一步降低能耗，成本低廉。
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