氨法脱硫

氨法烟气脱硫技术介绍1、脱硫效率高≥98%；2、SO2排放浓度≤50mg/m3。3、氨逃逸低：小于8mg/Nm3。4、整套装置可利用率大于95%；5、脱硫塔不易结垢；6、适用于不同含硫量的燃料；7、无二次废渣、废水和废气污染；氨法烟气脱硫技术特点按脱硫产物的结晶类型可以分为两类：塔内饱和结晶；塔外蒸发结晶；按吸收塔的类型可以分为两类：两塔串联的双塔结构；多功能塔的单塔结构；根据吸收塔的材质可以分为三类：碳钢衬玻璃鳞片树脂；水泥衬PP板；玻璃钢塔烟气氨法脱硫工艺的分类塔内饱和结晶和塔外蒸发结晶工艺系统构成的比较塔外蒸发结晶工艺氨水供应及存储系统烟气系统SO2吸收系统蒸发结晶系统（多效蒸发器）硫酸铵脱水、干燥系统包装系统塔内饱和结晶工艺氨水供应及存储系统烟气系统SO2吸收系统硫酸铵脱水、干燥系统包装系统塔内饱和结晶和塔外蒸发结晶的比较比较项目塔内饱和结晶塔外蒸发结晶项目投资较小较大（多一套多效蒸发结晶设备）运行维护费用低较高设备操作维护简单复杂系统流程简单复杂蒸汽消耗低较多电耗低较多副产品质量颗粒较小（0.03~0.15mm）颗粒较大（0.1~0.2mm）占地面积较小较大双塔结构：预洗涤塔和吸收塔烟气首先进入预洗塔，利用喷淋浆液对烟气进行预洗涤，使烟气温度降至50℃～60℃。利用烟气的热量蒸发浆液中的水分，对浆液进行浓缩。降温后的烟气再进入脱硫塔。在吸收塔内，烟气与浆液充分接触反应，吸收掉绝大部分的SO2，最后经除雾器由烟囱排放。多功能单塔结构：吸收塔分为几段，每段用塔板分隔开。烟气可以穿过塔板，浆液不能穿过塔板落入下层浆池。多段塔实际上是把双塔的功能在一个塔内完成。单塔和双塔的比较双塔系统示意图多功能单塔示意图浓缩段喷淋层除雾器氧化空气管射流扰动层入口烟道浆液池吸收塔喷淋层清洗段喷淋层塔盘塔盘碳钢衬玻璃鳞片树脂特点：钢结构加工简单树脂防腐施工工艺成熟检测修补容易施工周期比较短寿命一般为8～12年水泥衬PP板特点：塔结构强度高防腐层与混凝土主体结合好碳钢防腐塔、水泥防腐塔和玻璃钢塔的比较防腐层防腐耐磨性能好施工周期比较长寿命长20～30年延展性好，能适应高温差特别适合北方地区玻璃钢塔特点：防腐防磨性能好现场加工整体性好温度升高时强度降低在温差较大时容易老化水泥衬PP板结构氨法脱硫工艺的关键因素1、氨水的净化；2、氨逃逸的控制；3、亚硫酸铵的氧化、结晶。氨水的净化氨水中杂质的危害在废氨水形成的过程中会产生焦油和酚类物质。油会在亚硫酸铵表面形成油膜，阻止亚硫酸铵的氧化；酚易氧化且具有油性特征，不仅与亚硫酸铵争夺氧气，而且极易在氧化反应界面的气液界面局部聚集，从而阻止亚硫酸铵与氧气的充分接触，致使亚硫酸铵很难完全氧化为硫酸铵，造成脱硫副产物氧化、结晶困难。为此，要对氨水进行净化，降低氨水中的油和酚的含量。氨水除油技术•我们与华北电力大学环境科学与工程学院合作，引进了高效的射流气浮除油技术。射流气浮除油技术是利用高压射流的方式增强氨水的溶气能力,促使微气泡均匀分布,从而提高除油效率。形成的微小气泡直径在0.2～0.5mm之间,比表面积大,吸附作用强,不仅能去除焦油,还可以去除其他悬浮物等杂质，有效地降低废水中COD和BOD的含量，为氨法脱硫创造条件。•射流气浮除油技术的除油效率可达84%左右,且运行费用少,易操作,并可实现自动化调节,保证后序工艺的生产稳定。氨水脱酚技术•对比、分析氨与酚的性质差别，根据实验室实验和工程经验，发现超高交联吸附树脂NDA-100对酚类的吸附效果最好。而且，树脂可以用1.5%的盐酸脱附再生，可以重复利用，不会因为抛弃而造成污染。•除油后的氨水进入除酚吸附器，当氨水的流速控制在12～14BV/h时，酚类的脱除率可以达到90%以上。因为氨水在利用气浮除油时鼓入了空气，酚类被氧化了，氨水的颜色会加深。经过除酚吸附器后，氨水的颜色变成浅色或无色。氨逃逸的控制氨逃逸的原因氨法脱硫工艺中造成氨逃逸的原因有两个：一是气态的NH3、SO2、H2O生成NH4HSO3的气溶胶造成的氨逃逸•NH3(g)+SO2(g)+H2O(g)=NH4HSO3(s)•即在气相状态下形成亚硫酸氢氨的固体，即气相沉淀。最初形成的固体呈现为超细粉末，在微米级别，称为气溶胶。由于在脱硫过程中，热烟气与水溶液接触，在液体表面，饱和水蒸汽向气相传递，超细的固体颗粒会成为水蒸汽冷凝结露的核心或晶种。二是烟气中携带的硫酸铵和亚硫酸铵液滴造成的氨逃逸。氨逃逸的控制要解决氨逃逸就要从气溶胶和烟气携带两个方面去处理。相应的方法如下：1、要防止气溶胶的产生，就要破坏气溶胶形成的条件。为此，我们在氨的加入位置和工艺PH值和浆液浓度控制上作了优化。通过尽量减小溶液表面氨的蒸汽分压，减少氨气逃逸的可能，来控制气溶胶的产生。2、采用分段塔技术。利用不同浓度的浆液进行喷淋，充分吸收烟气中的硫酸铵和亚硫酸铵液滴，以减少烟气携带液滴造成的氨逃逸。亚硫酸铵的氧化、结晶影响亚硫酸铵氧化结晶的因素1、烟气带入的飞灰。2、氨水带入的杂质。3、浆液的浓度。4、浆液的PH值。影响亚硫酸铵氧化结晶的机理与解决办法1、烟气粉煤灰的影响：粉煤灰的主要成分是Si02和AL2O3，是以复杂的硅铝酸盐的形式存在。硅铝酸盐在水中发生水化反应，形成复杂的立体结构，阻碍了亚硫酸盐的氧化。解决办法：为了减少浆液中的粉煤灰的含量，在浆液处理系统里加一台卧式螺旋离心机。利用离心机把非饱和的硫酸铵溶液里的粉煤灰分离出来，使粉煤灰的含量保持在合理的水平。影响亚硫酸铵氧化结晶的机理与解决办法2、氨水带入的油和酚类杂质：油会在亚硫酸铵晶体上形成油膜，阻止亚硫酸铵的氧化，硫酸铵表面的油膜会阻碍晶体的长大。酚易氧化与亚硫酸铵争夺氧气，且易在氧化反应的气液界面局部聚集，从而阻止亚硫酸铵与氧气的充分接触，造成脱硫副产物氧化、结晶困难。解决办法：（１）利用射流气浮除油技术除去氨水中的油滴。（２）利用超高交联吸附树脂吸附器去除氨水中的酚类。影响亚硫酸铵氧化结晶的机理与解决办法３、浆液的浓度和PH值在反应过程中，浆液的浓度和PH值对亚硫酸铵氧化的影响也比较大，当浓度和PH值在一定区间时，亚硫酸铵的氧化反应速度比较快，当反应参数不在这个区间时，反应的速度就会降低。所以，要根据经验，把浓度和PH值控制在最佳的反应区间内。吸收塔扰动系统设计优化射流扰动系统氧化空气浆液排放吸收剂去喷淋层（一）射流搅拌示意图：射流扰动系统（二）射流搅拌布置图：射流扰动系统（三）射流搅拌布置图：射流扰动系统（四）射流搅拌布置图：存在问题：搅拌器叶片腐蚀磨损严重；轴封易泄漏检修时必须将FGD停运；FGD停运时搅拌器不能停；搅拌器磨损后，容易形成死区。射流扰动系统（五）射流搅拌系统的特点：塔内没有转动部件，避免了在塔内的机械故障；通过塔内均布的射流搅拌喷嘴使搅拌更加均匀；塔内没有搅拌死区。结合氧化空气布气管结构，氧化空气的分布更加均匀。塔外扰动泵为一运一备，维修时不用停运FGD系统。当扰动泵出现短期停运时，不用把塔内的浆液排到事故浆池。降低能耗。吸收塔脱硝效果1.在有氧气存在的情况下，NO会与氧反应生成NO2，NO2再与O2和H2O反应生成硝酸。硝酸与氨反应生成硝酸铵。所以，氨法脱硫工艺具有一定的脱硝效果。2NO+O2=2NO24NO2+O2+2H2O=4HNO3HNO3+NH3=NH4NO3氨法脱硫与脱硝使用相同的氨类反应剂，通过氨储运系统公用，实现节约土地、节省投资、方便控制和管理；通过脱硫脱硝的合理配置，调节脱硫脱硝各自氨喷射量，实现系统整体氨逃逸和氨回收的最优设计;氨法脱硫工艺流程图