氨法脱硫工艺的那些事

2018年03月22日 09:51技术专利来源:http://www.hb114.cc

氨法脱硫工艺是采用氨作为吸收剂除去烟气中的SO2的工艺,该工艺过程一般分成三大步骤:硫吸收、中间产品处理、副产品制造;根据过程和副产物的不同,又可分为氨-硫铵肥法、氨-磷铵肥法、氨-酸法、氨-亚硫酸铵法等;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。

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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,脱硫副产物硫酸铵的产量越大,也就越经济。

工艺流程:

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。

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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。

反应过程:

烟气中的SO2从烟气主体进入吸收液的过程是物理吸收和化学反应的过程,通过这个过程,使SO2从气相进入液相而被捕获。

该过程可分为如下几个化学步骤:

烟气中SO2溶解于水形成H2SO3。

氨吸收剂溶解于水形成NH3˙H2O。

溶解于水形成的NH3˙H2O与溶解于水形成的H2SO3进行化学反应形成(NH4)2SO3。

形成的(NH4)2SO3在氧化空气的作用下氧化形成(NH4)2SO4

氨法脱硫过程的总化学反应式可以综合表示为:

SO2+H2O+XNH3→(NH4)xH2-xSO3

(NH4)xH2-xSO3+1/2O2+(2-x)NH3→(NH4)2SO4

虽然上述综合反应式中列出了主要的反应物和生成物,但整个反应过程非常复杂,可以通过以下的一系列反应过程表示:

A:脱硫塔中SO2的吸收

烟气中的二氧化硫(SO2)溶于水并生成亚硫酸。

SO2+H2O→H2SO3(1)

B:亚硫酸同溶于水中的硫酸铵和亚硫酸铵起反应

H2SO3+(NH4)2SO4→NH4HSO4+NH4HSO3(2)

H2SO3+(NH4)2SO3→2NH4HSO3(3)

C:吸收剂氨的溶解

NH3+H2O→NH4OH→NH4++OH-(4)

由于反应(4)的进行,可以不断提供中和用的碱度及反应用的铵离子。氨同溶于水中的亚硫酸、硫酸氢铵和亚硫酸氢铵起反应。

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