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1、氨法脫硫工藝(一)、工藝概述二氧化硫和氮氧化物是大氣污染物中影響較大的氣態(tài)污染物,對(duì)人體、環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)有極大危害。隨著環(huán)保要求的口益嚴(yán)格,S02排放的問題越來越受到關(guān)注。二氧化硫主耍源自于煤、石油等石化燃料的燃燒過程,以及礦石的焙燒、冶煉過程的煙氣排放。其中各種燃燒鍋爐特別是火電廠鍋爐排煙具有濃度低、煙氣量大、浮塵多等特點(diǎn)而難以治理。傳統(tǒng)技術(shù)中,排放煙氣中二氧化硫和氮氧化物凈化技術(shù)通常是將脫硫和脫硝分開進(jìn)行,這造成了排放煙氣凈化系統(tǒng)的復(fù)雜龐大、初始投資大、運(yùn)行費(fèi)用高等缺陷,嚴(yán)重制約了排放煙氣脫硫脫硝的實(shí)際實(shí)施。煙氣脫硫技術(shù)主要以冇灰石一石膏濕法、濕式氨法、旋轉(zhuǎn)噴霧半干
2、祛、爐內(nèi)噴鈣尾部增溫活化、海水脫硫、電子束脫硫、煙氣循環(huán)流化床脫硫等為主,其中石灰右法是現(xiàn)今世界上應(yīng)用最為廣泛的尾部煙氣脫硫技術(shù),其主耍問題在于吸收劑(石灰或石灰石)的溶解度小,利用率低,廢渣量大等。自2(X)2年,屮國(guó)在電力行業(yè)內(nèi)開展了大規(guī)模的SO2治理工程。隨著電廠脫硫治理的開始,一大批國(guó)外煙氣脫硫技術(shù)被不同的脫硫公司引進(jìn)到國(guó)內(nèi),這其中的絕大部分是石灰石■石膏法。隨著煙氣脫硫在國(guó)內(nèi)電力行業(yè)的大規(guī)模使用,其他煙氣脫硫方法也逐漸被使用、被認(rèn)識(shí),包括海水法、氨法、鎂法、雙堿法等,這其中,氨法正受到越來越廣泛的關(guān)注。氨法煙氣脫硫工藝是采用氨做吸收劑除去煙氣屮的SO2的工藝。
3、70年代初,Fl本與意大利等國(guó)開始研制氨法脫硫工藝并相繼獲得成功。但由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面的原因在世界上應(yīng)用較少。進(jìn)入90年代后,隨著技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)氨法脫硫觀念的轉(zhuǎn)變,氨基脫硫技術(shù)的應(yīng)用呈逐步上升的趨勢(shì)。1氨法FGD的主要特點(diǎn)1.1脫硫塔不易結(jié)垢由于氨具有更高的反應(yīng)活性,且硫酸錢具有極易溶解的化學(xué)特性,因此氨法脫硫系統(tǒng)不易產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。1.2氨法對(duì)煤屮硫含量適應(yīng)性廣氨法脫硫?qū)γ褐辛蚝康倪m應(yīng)性廣,低、中、高硫含量的煤種脫硫均能適應(yīng),特別適合于中高硫煤的脫硫。采用石灰石O石膏法時(shí),煤的含硫量越高,石灰石用量就越大,費(fèi)用也就越高;而采用氨法時(shí),特別是采用廢氨水作為脫硫吸收劑時(shí),
4、由于脫硫副產(chǎn)物的價(jià)值較高,煤中含硫量越咼,脫硫副產(chǎn)品硫酸鞍的產(chǎn)量越大,也就越經(jīng)濟(jì)。1?3無二次污染氨是生產(chǎn)化肥的原料。以氨為原料,實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫,生產(chǎn)化肥,不消耗新的自然資源,不產(chǎn)生新的廢棄物和污染物,變廢為寶,化害為利,為綠色牛產(chǎn)技術(shù),將產(chǎn)生明顯的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因此,氨法與鈣法具有明顯的區(qū)別。氨法屬于冋收法,鈣法屬于拋棄法。拋棄法的缺點(diǎn)是消耗新的自然資源、產(chǎn)生新的廢弄物和污染污,具有明顯的二次環(huán)境問題。1.4系統(tǒng)簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小、能耗低氨是一種良好的堿性吸收劑,從吸收化學(xué)機(jī)理上分析,SO2的吸收是酸堿中和反應(yīng),吸收劑堿性越強(qiáng),越利丁吸收,氨的堿性強(qiáng)于鈣基吸收劑;
5、而且從吸收物理機(jī)理上分析,鈣基吸收劑吸收SO2是一種氣.固反應(yīng),反應(yīng)速率慢、反應(yīng)不完全、吸收劑利用率低,需要大量的設(shè)備和能耗進(jìn)行磨細(xì)、霧化、循環(huán)等以提高吸收劑利用率,往往設(shè)備龐大、系統(tǒng)復(fù)雜能耗高;而氨吸收煙氣的SO2是氣■液反應(yīng),反應(yīng)速度快、反應(yīng)完全,吸收劑利用率高;可以做到很高的脫硫效率,同時(shí)相對(duì)鈣基脫硫工藝來說系統(tǒng)簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小、能耗低。另外,其脫硫副產(chǎn)品硫酸錢是一種農(nóng)用肥料,硫酸錢的銷售收入能沖抵吸收劑的成本,甚至是整個(gè)運(yùn)行成本,特別是對(duì)于自身副產(chǎn)液氨或有廢氨水的企業(yè)來說,可以利用液氨或廢氨水作為脫硫吸收劑,達(dá)到用廢水治理廢氣的目的,副產(chǎn)品的銷售收入還可以給脫硫
6、裝置帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。2氨法FGD的原理煙氣脫硫是一個(gè)十分典型的化工過程,氨法脫硫以水溶液中的SO2和NH3的反應(yīng)為基礎(chǔ):吸收:SO2+H20+XNH3=(NH4)XH2?XSO3(亞硫鞍)氧化:(NH4)XH2-XSO3+16202+(2-X)NH3=(NH4)2S04(硫鞍)這是回收法,其明顯特點(diǎn)是:無二次廢渣、廢水和廢氣污染;回收SO2,生產(chǎn)硫鞍,實(shí)現(xiàn)SO2冋收價(jià)值的最大化。3氨法FGD工藝流程簡(jiǎn)述排出的煙氣通過引風(fēng)機(jī)增壓后進(jìn)入FGD系統(tǒng),引風(fēng)機(jī)用來克服整個(gè)FGD系統(tǒng)的壓降。煙道上設(shè)有扌當(dāng)板系統(tǒng),以便于FGD系統(tǒng)正常運(yùn)行或旁路運(yùn)行,不考慮增設(shè)脫硫增壓風(fēng)機(jī)。煙氣通
7、過引風(fēng)機(jī)后,進(jìn)入脫硫塔。吸收塔分為三個(gè)區(qū)域:分別為吸收區(qū)、漿池區(qū)及除霧區(qū),煙氣向上通過脫硫塔,從脫硫塔內(nèi)噴淋管組噴出的懸浮液滴向下降落,煙氣與氨0硫酸鞍漿液液滴逆流接觸,發(fā)牛傳質(zhì)與吸收反應(yīng),以脫除煙氣中的SO2、SO3o脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器去除煙氣中夾帶的液滴后,從頂部離開脫硫塔,通過原煙道進(jìn)入煙囪排放。脫硫塔下部漿池中的氨6硫酸鞍漿液由循環(huán)泵循環(huán)送至漿液噴霧系統(tǒng)的噴嘴,產(chǎn)生細(xì)小的液滴沿脫硫塔橫截面均勻向下噴淋oSO2和SO3與漿液中的氨反應(yīng),生成亞硫酸鞍和硫酸鞍。在脫硫塔漿池中鼓入空氣將牛:成的亞硫酸鞍氧化成硫酸鞍,由于充分利用了煙氣中