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目录
一、概述 (2)
1.氨法烟气脱硫 (2)
2.氨法脱硫原理 (2)
3.氨法脱硫方法及特点 (3)
二、确定工艺流程 (5)
1.方框流程图 (5)
2.工艺流程说明 (5)
三、物料衡算和热量衡算 (6)
1、工艺参数 (6)
2、技术指标 (6)
3、物料衡算 (6)
4、热量衡算 (7)
四、设备选型 (10)
1、脱硫塔 (10)
2、循环泵和氧化风机 (11)
3、旋流器 (12)
4、离心机 (12)
5、干燥机 (12)
6、包装机 (12)
参考文献 (13)
致谢 (13)
附图 (13)
一、概述
1.氨法烟气脱硫
烟气脱硫（FGD）是指从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物(SO2和SO3)。在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法：以CaCO3（石灰石）为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。这里，主要介绍氨法烟气脱硫技术。氨法脱硫即是根据氨与SO2、水反应成脱硫产物的基本机理而进行的，是控制SO2排放的技术。
2.氨法脱硫原理
任何FGD过程都包括两个基本的化学反应过程:①吸收:SO2吸收生成为亚硫酸盐；②氧化:亚硫酸盐氧化为硫酸盐。氨法脱硫以水溶液中SO2和NH3的反应为基础。脱硫塔是烟气脱硫和产生硫酸氨盐的中间装置。烟气中的SO2在脱硫塔中被除去，脱硫塔中是PH值控制为 5.0～5.9的饱和硫酸氨／亚硫酸氨溶液，与SO2的反应，按照下列反应生成亚硫酸氢氨／硫酸氢盐：
（1）SO2 ＋ H2O = H2SO3
（2）H2SO3 ＋（NH4)2SO4 = NH4HSO4 ＋ NH4HSO3
（3）H2SO3 ＋（NH4)2SO3 = 2NH4HSO3
在反应（1）中，烟气中的SO2溶于水中，生成亚硫酸。在反应（2）和（3）中，亚硫酸与该溶液中溶解的硫酸氨／亚硫酸盐反应。喷射到反应池底部的氨水，按如下方式中和酸性物：
（4）H2SO3 ＋ NH3 =（NH4)2SO3
（5）NH4HSO3 ＋ NH3 =（NH4)2SO3
（6）NH4HSO4 ＋ NH3 =（NH4)2SO4
喷射到脱硫塔底部的氧化空气，会按照如下方式将亚硫酸盐氧化为硫酸盐：（7）（NH4)2SO3 + 1/2O2 = (NH4)2SO4
至此，脱硫塔中生成了大量的硫酸氨，硫酸氨溶液饱和后，使硫酸氨从溶液中以结晶形式析出。
3.氨法脱硫方法及特点
工业上氨法脱硫的方法很多，目前应用较广泛的有湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等。各种方法都有一些共同的特点，具体如下：（1）脱硫塔不易结垢
由于氨具有更高的反应活性,且硫酸铵具有极易溶解的化学特性,因此氨法脱硫系统不易产生结垢现象。
（2）氨法对煤中硫含量适应性广
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。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,脱硫副产品硫酸铵的产量越大,也就越经济。
（3）无二次污染
氨是生产化肥的原料。以氨为原料,实现烟气脱硫,生产化肥,不消耗新的自然资源,不产生新的废弃物和污染物,变废为宝,化害为利,为绿色生产技术,将产生明显的环境、经济和社会效益。因此,氨法与钙法具有明显的区别。氨法属于回收法,钙法属于抛弃法。抛弃法的缺点是消耗新的自然资源、产生新的废弃物和污染污,具有明显的二次环境问题。
（4）系统简单、设备体积小、能耗低
氨是一种良好的碱性吸收剂,从吸收化学机理上分析,SO2的吸收是酸碱中和反应,吸收剂碱性越强,越利于吸收,氨的碱性强于钙基吸收剂;而且从吸收物理机理上分析,钙基吸收剂吸收SO2是一种气-固反应,反应速率慢、反应不完全、吸收剂利用率低,需要大量的设备和能耗进行磨细、雾化、循环等以提高吸收剂利用率,往往设备庞大、系统复杂能耗高;而氨吸收烟气的SO2是气-液反应,反应速度快、反应完全,吸收剂利用率高;可以做到很高的脱硫效率,同时相对钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。
（5）氨法具有丰富的原料
氨法以氨为原料，其形式可以是液氨、氨水和碳铵。目前我国火电厂年排放二氧化硫约1000万吨，即使全部采用氨法脱硫，用氨量不超过500万吨/年，供
应完全有保证。
（6）SO2的可资源化
可将污染物SO2回收成为高附加值的商品化产品。其脱硫副产品硫酸铵是一种农用肥料,在我国具有很好的市场前景，硫酸铵的销售收入能冲抵吸收剂的成本,甚至是整个运行成本,特别是对于自身副产液氨或有废氨水的企业来说,可以利用液氨或废氨水作为脱硫吸收剂,达到用废水治理废气的目的,副产品的销售收入还可以给脱硫装置带来一定的经济效益。
二、确定工艺流程
1.方框流程图
2.工艺流程说明 烟气进入脱硫塔与循环浆液逆流接触进行洗涤、降温和吸收，在此过程中含氨吸收剂的循环液将烟气中的SO 2吸收，反应生成亚硫酸铵；含亚硫酸铵的液体再与从脱硫塔底部鼓入的空气进行氧化反应，将亚硫酸铵氧化成硫酸铵，形成硫酸铵稀溶液；
含硫酸铵的稀溶液流至循环槽，通过二级循环泵再送入脱硫塔，再进一步浓缩、结晶后，得到一定含量的硫酸铵浆液，从而形成闭合循环，这样在循环槽中使硫酸铵浓度达到规定值后，通过铵排出泵将生成的硫酸铵浆液送入硫铵后处理系统。
反应后的净烟气经除雾器进行净化达标后再经主烟囱直接排出。
硫铵溶液通过硫酸铵排出泵送入旋流器进一步浓缩后，依靠重力进入离心机，浆液经离心机分离后得到含水率 4.0%的固体硫酸铵，经重力送入干燥机，干燥后含水小于 1.0%，干燥后的硫铵经包装后即可得到商品硫酸铵；离心分离母液进入循环槽重复使用。
预洗塔 脱硫塔 旋流器 离心机 干燥器 包装机
原烟气
溢流 氨气
氧化空气
净烟气
溢流 分离液 底流 氨法脱硫方框流程图
三、物料衡算和热量衡算
1、工艺参数
（1）入口烟气量：6.5×105Nm3/h；
（2）SO2浓度：1000mg/Nm3；
（3）烟气入口温度：T=126℃、常压。
（4）脱硫率≥95%
2、技术指标
脱硫保证效率≥95%
出口SO
排放浓度≤200mg/Nm3
2
出口烟尘排放浓度≤50mg/Nm3
NO
脱除效率≥30 %
X
烟气排放温度≥60℃
烟气通过脱硫系统的压降≤1500Pa
脱硫系统耗电量≤187kW·h
脱硫系统耗水量≤9t/h
脱硫系统耗汽量≤0.2t/h
脱硫系统液氨耗量≤280Kg/h
脱硫系统设备的噪音不高于 85dB(A)（距离设备外1m，操作平台1.2m处测试）
脱硫除尘系统设备可用率不低于 95 ％
脱硫除尘系统漏风率≤3％
除雾器除雾效率≥98%
脱硫塔等主体设备使用寿命≥30年
3、物料衡算
前面已经详细地介绍了脱硫反应的机理，为了确保脱硫率，使氨气过量，由此可知反应的物料比例为：
SO2 ～NH3 ～H2O ～ (NH4)2SO4 ～O2
2 ： 2 ： 2 ： 1 ： 0.5
在标准状态下、单位时间内烟气中含有二氧化硫质量为
h kg h mg h mg M SO /650/105.6/1000105.6852=?=??=
对应的NH 3的质量为650kg/h ，工艺水的质量为650kg/h 。
综合以上计算结果，本部分给出的是一些近似的简化物料平衡计算方法，物料点涵盖了一些主流程。
（1）吸收塔出口烟气量G 2
h Nm G /1045.4000650126
273273352?=?+=， （2）氨气的量
h kg M M SO NH /65023==
（3）工艺水的量
h kg M M SO O H /65022==
（4）氧化空气量
假设空气通过氧化风机进入喷淋塔后，当中的氧气完全用于氧化亚硫酸铵，即最终这部分空气仅仅剩下氮气、惰性气体组分和水汽。理论上氧化1mol 亚硫酸铵需要0.5mol 的氧气。
其数值为h kg h kg M M SO O /5.162/65025.025.022=?== 而换算为压缩空气的流量为kom/h 28kmol/h 29
5.162552
=?==空气空气M M n O （5）吸收塔的硫酸铵产量（干态）
h kg h kg M M SO SO NH /325/6505.05.02424)(=?==
4、热量衡算
从锅炉来的热烟气经增压风机增压后进入烟气换热器(GGH)降温侧，经GGH 冷却后，烟气进入吸收塔（烟气温度为100℃），向上流动穿过喷淋层，在此烟气被冷却到饱和温度，烟气中的SO 2被石灰石浆液吸收。除去SO 2及其它污染物的烟气经GGH 加热至60℃以上，通过烟囱排放。设置一套密封系统保证GGH 漏风率小于1%。
GGH 是利用热烟气所带的热量加热吸收塔出来的冷的净烟气。在设计条件下且没有补充热源时，GGH 可将净烟气的温度提高到60℃以上。
在热烟气的进口与GGH 相连的烟道出口安置一套可伸缩的清洗设备，用来进行常规吹灰和在线水冲洗。清洗装置都有单独的、可伸缩的矛状管和带有单独的辅助蒸汽和水喷嘴的驱动机械。GGH 配一台在线的冲洗水泵 ，该泵为在线清洗提供高压冲洗水。自动吹灰系统可保证GGH 的受热面不受堵塞，保持净烟气的出口温度。
当GGH 停机后，换热元件可用一低压水清洗装置进行清洗。此低压水清洗装置每年使用两次。每台GGH 上的两个固定的水冲洗装置用来进行离线冲洗。每一个固定的水清洗装置配有带喷嘴的直管，从有一定间隔的喷嘴中均匀地向换热面喷冲洗水。
烟道上设有挡板系统，以便于FGD 系统正常运行和事故时旁路运行。FGD 装置的挡板系统包括一台FGD 进口原烟气挡板，一台FGD 出口净烟气挡板和一台旁路烟气挡板，挡板为双百叶式。在正常运行时，FGD 进出口挡板开启，旁路挡板关闭。在故障情况下，开启烟气旁路挡板门，关闭FGD 进出口挡板，烟气通过旁路烟道绕过FGD 系统直接排到烟囱。所有挡板都配有密封系统，以保证“零”泄露。密封空气设两台100%容量的密封空气风机（一台备用）和二级电加热器，加热温度不低于70℃。
对于换热器，进入换热器的烟气分成两种，包括要进入脱硫塔（喷淋塔）的原烟气（温度为126℃）和经过喷淋塔石灰石浆液淋洗后的净化烟道气（出口温度50℃），两股流体在换热器内传热。
原烟气的热流量
Q i = i pi i i i pi i m c t v c t ρ== h kJ h kJ /1065.1/)100126(975.0105.675?=-??? 净化烟气的热流量
h kJ h kJ t c t c m Q p p /1034.6/)5060(975.0105.66500000000?=-???===νρ
平均传热温差 C t t t t t m ?=-----=???-?=?74.165060100126ln )5060()100126(ln 2
1
21'
考虑换热器的热量损失,则换热器的传热效率为
%4.38%1001065.11034.6%1007
6
0=???=?=i Q Q η 而换热器的传热效率一般都大于该数值，因此传热效率满足设计要求。
四、设备选型
1、脱硫塔
脱硫塔是氨法脱硫的核心设备，脱硫塔集气液传质、化学吸收、氧化、结晶等多种化工单元功能于一体，具有较高操作弹性和较高的脱硫脱硝功能，氮氧化物脱除率在45％，二氧化硫的脱除率可达95％以上。
标态： h Nm Q /1045.4000650126273273350?=?+=
， h Nm Q /1046.5000650126
27362273351?=?++=， 塔内流速：s m v /3=
m v Q r r v vs Q 01.4314.33600/1046.5512
1=??==???==ππ 285.18m S = 方形83.245=→?=?v m B L H=16m
① 文丘里塔压力损失：
1?-液气比L 气体比重3/85.0m kg r g =（60℃值） s m v t /25= 2/8.9s m g =
O mmH O mmH g v r L P t g 2222
2829.278
.922585.0)18.025.0(2)8.025.0(≈=????+=?+=? ② 脱硫塔压力损失：s m v t /2= m L =
脱硫塔O mmH O mmH P 222
116.08
.92285.0)48.025.0(≈=????+=? 烟气分配板)(1522估O mmH P =?
排烟囱 )(422估O mmH P =?
脱硫塔总压力损失：1+15+4=20O mmH 2
③ 新增加烟道阻力损失：)(202估O mmH
总压力损失（阻力损失）：①+②+③=28+20+20=68O mmH 2，即686.8Pa
2、循环泵和氧化风机
脱硫塔一级、二级循环泵为离心泵，泵的壳体采全金属，叶轮和入口轴套采用双向钢相当材料。每个塔共配置3台一级循环泵，每台泵可将硫铵溶液以足够的压力送到塔内的吸收段。
每个塔设置2台二级循环泵，一运一备，正常情况下将塔内的硫铵溶液泵入塔内浓缩段的喷淋层。
液气比L/G= 4（循环液量与烟气量的比值，单位：升/标准立方米） 烟气中水气含量设为8%，则
① 循环水泵流量：
h m m l HG Q G L Q /878.7491000)08.01(29.777,2034)
/(100033=-??=??= 取每台循环泵流量 =Q 750h m /3 扬程O mH H 230= 2台 一用一备 ② 循环水泵电耗量：
KW H Q N 97.912.1%
801635.0306075021635.0=???=???=泵η 选用90KW 电机 76K W 0.895=?=实际消耗功率
KW 152762=?=总电耗量
集水池中PH 值控制在5.8-6.2范围内。
燃煤：18t/h 取煤的平均含硫量0.9%
33632/1300/129632
64000,250101018%9.0m mg m mg SO ≈=????=浓度锅炉入口 32/180m mg SO =浓度锅炉出口
① 计算条件：
烟气量： )/166058(/000,25033h Nm h m
温 度： 138℃
灰 尘： 3/180m mg 出口%)3.72(/503Nm mg
SO 2： 3/1300m mg 出口%)85(/1953Nm mg
② hr kg SO /25.27610)1951300(000,25062=?-?=-去除量
hr kg /5.3210)50180(000,2506=?-?=-灰尘去除量
3、旋流器
共设置3套旋流器。旋流器的材料选用PU 或KM 材料，内表面光滑。旋流器的总容量按设计煤种下4台炉BMCR 工况和硫回收工段尾气脱硫产生的硫铵浆液量的100%选择。每个旋流器的处理量为80m3/h ，共5个旋流子（备用1个）。
4、离心机
共配置3台可连续也可断续运行的离心脱水机，每台离心脱水机出力为10t/h,脱水后硫铵固体含水率为≤4%。
5、干燥机
共设置干燥系统3 套，每台干燥机的生产能力为10t/h 。包括鼓风机、干燥器以及旋风分离器，引风机等。
6、包装机
共设置包装系统3 套，每套生产能力为10 t/h 。包括硫铵料仓和包装机等。
参考文献
[ 1 ] 中国石化集团上海工程有限公司化工工艺设计手册北京：化学工业出版社，2009
[ 2 ] 蒋培华化工工程设计概论北京：中国石化出版社，2005
[ 3 ] 黄璐化工设计北京：化学工业出版社，2001
[ 4 ] 张秋利化工CAD应用基础第二版北京：化学工业出版社，2012 [ 5 ] 柴诚敬化工原理第二版下册北京：高等教育出版社，2006
[ 6 ] 柴诚敬化工原理课程设计天津：天津科学技术出版社，1995
致谢
本次化工设计课程设计为期一个多月，但现在已经圆满结束。这次课程设计的结束也标志着化工设计课程的结束。通过这次设计，综合运用了化工设计中所学到的基础知识、设计原则，并结合以前所学的各方面知识，最终完成设计。在设计过程中，使得我对以前学过的知识有了进一步的认识，更重要的是让我掌握了化工设计的基本方法（结果校核、工艺流程图及设备装置图的绘制等），让我对自己的专业进一步的了解，为我以后的学习、就业指明了方向。
最后，我还要感谢我的指导老师xx老师对我的指导与帮助，感谢我的小组成员（xx、xx、xx等）对我的帮助，在大家的合作下，我们顺利的完成了本次课程设计。
附图
氨法脱硫管道仪表流程图
氨法脱硫 ??????氨法脱硫工艺是用氨水吸收SO2的成熟的脱硫工艺。不同的氨法工艺，区别仅在于从吸收溶液中除去二氧化硫的方法。不同的方法可获得不同的产品。 ??????氨法工艺主要有氨-硫酸铵法、氨-亚硫酸氢铵法、氨- ??????氨-硫酸铵法 一、工艺原理： ??????该工艺利用氨液吸收烟气中的SO2 ??????（1 ?????? ??????2NH3＋ ??????随着吸收进程的持续，溶液中的NH4HSO3会逐渐增多，而NH4HSO3已不具备对SO2的吸收能力，应及时补充氨水维持吸收浓度。 ??????（2）氧化过程
??????氧化过程主要是利用空气生成（NH4）2SO4的过程： ??????(NH4)2SO3＋O2??→(NH4)2SO4 ??????NH4HSO3＋O2??→?NH4HSO4 ??????NH4HSO4＋NH3?→(NH4)2SO4 ??????（3）结晶过程 ??????氧化后的（NH4）2SO4经加热蒸发，形成过饱和溶液，（ 二、工艺流程 （1 氨-NH3和亚硫酸铵、硫酸铵气溶胶。 氨法脱硫中的氨损失主要包括液氨蒸气损失和脱硫塔雾沫夹带损失两部分。亚硫酸铵、硫酸铵气溶胶一旦形成，很难去除。所以国外公司（如美国GE公司等）在脱硫塔出口设置电除雾器，以消除逃逸的氨损耗和亚硫氨气溶胶。 本公司采用独特的MW微雾净化系统可高效去除逃逸的氨损耗和亚硫氨气溶胶。且空间及额外投资小。 氨-硫酸铵回收法具有丰富的原料，可以是液氨、氨水和碳铵，氨是人工合成，不像石灰石是天然资源，氨是化肥原料，脱硫后副
产品为化肥，我国是人口、粮食和化肥大国，氨法很适合中国国情。???液氨、氨水和碳铵是等效的，它们是氨的不同载体，来源广泛。
氨法脱硫氨逃逸及气溶胶分析及解决措施 谷茂祥 简介：介绍了锅炉烟气氨法脱硫出现的氨逃逸及气溶胶即“气拖尾”形成的原因、现象，采取的措施和解决的方法。 关键词：氨法脱硫氨逃逸气溶胶 烟气氨法脱硫工艺皆是根据氨与SO2、水反应成脱硫产物的基本机理而进行的，主要有湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等。氨法脱硫技术在化学工业领域应用普遍，用氨吸收硫酸生产尾气中的SO2, 生产亚硫铵和硫铵。80－90年代，在我国硫酸和磷肥厂，具有氨法脱硫装置高达100余套。美国和德国的脱硫石膏已成为一个突出的环境问题，正着力研究转化为硫铵的技术。据不完全统计，全世界目前使用氨法脱硫的机组大约在10000MW，氨法是高效、低耗能的湿法。氨法是气液相反应，反应速率快，吸收剂利用率高，能保持脱硫效率95—99%。氨在水中的溶解度超过20%。氨法具有丰富的原料。氨法以氨为原料，其形式可以是液氨、氨水和碳铵。目前我国火电厂年排放二氧化硫约1000万吨，即使全部采用氨法脱硫，用氨量不超过500万吨/年，供应完全有保证，氨法的最大特点是 SO2的可资源化，可将污染物SO2回收成为高附加值的商品化产品。 ---------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------
副产品硫铵是一种性能优良的氮肥，在我国具有很好的市场前景，目前主装置是大型合成氨尿素的热电厂基本上都采用此方法脱硫。但脱硫后烟气温度较低，设备的腐蚀较干法严重并易产生氨逃逸和气溶胶即“气拖尾”现象,需要不断完善。 1 烟气氨法脱硫氨逃逸及气溶胶的形成原因 烟气氨法脱硫氨逃逸的形成原因 1.1.1 所谓氨逃逸是氨水温度较高时（一般60℃以上）逐步分解成为气体氨与水的过程，由于气体氨气不参与氨法脱硫反应，所以氨气同脱硫烟气一起从烟囱排出，形成所谓的氨逃逸现象。 1.1.2 氨逃逸是困扰氨法脱硫的一大难题，也是影响脱硫经济性同时影响周边环境的重要因素；有些氨脱硫技术提供商由于技术落后，脱硫率低，为了让二氧化硫排放达标，用氨水过量，在脱硫塔上方形成“白烟”现象，这不但造成了氨的浪费成本增加，造成严重的氨逃逸现象。 1.1.3 氨逃逸的根本原因是氨水挥发性强、蒸汽压较高，目前还没有能完全防止氨逃逸的脱硫工程技术公司实例存在，各个做氨法脱硫公司之间的技术差别仅限于对氨逃逸多少的控制。 烟气氨法脱硫气溶胶的形成原因 1.2.1 我们所指的所谓气溶胶“气拖尾”是液体或固体的小质点分散并悬浮天空大气中形成的胶体分散体系。 1.2.2 在氨法烟气脱硫中气溶胶颗粒的形成主要通过两种途径：一是氨法脱硫中，烟囱排出的烟气所夹带的氨水挥发逃逸出气态
氨法烟气脱硫脱硝的技术特征 The technical characteristics of the amm onia process for rem oving SO x and NO x from flue gas 雷士文1,雷世晓2,王德敏2 (11南京明斯顿能源化工有限公司,江苏南京 210037;21遵义师范学校,贵州遵义 563003)摘要:氨法烟气脱硫脱硝具有显著的技术优势:脱硫效率高,脱硫脱硝一举两得,不耗费热量不产生废渣,脱硫剂利用充分用量小,不损害设备有节能功效。 关键词:烟气脱硫脱硝;氨法 Abstract:Ammonia proce ss removing SO x and NO x from flue ga s po sse sse s many remarkable technical advantage s: de sulfurization efficient,simultaneously removing SO x and NO x,no heat consumption and no wa ste re sidue s,used de sulfurizer fewer and the utilization ratio higher,no equipment damaged and saving power. K ey words:SO x and NO x removed from flue ga s;ammonia proce ss 中图分类号:X701.3 文献标识码:B 文章编号:1009-4032(2006)02-0032-03 氨法脱硫脱硝,就是以氨(NH3)为吸收剂将工业废气中的气态硫化合物固定为铵盐或还原为单质硫、将氮氧化物转化为氮气而实现清洁排放的工程技术。自20世纪70年代以来,国外将氨法脱硫脱硝方法应用于大型电站锅炉的烟气治理。2000年鞍钢第二发电厂在220t/h煤粉炉上加装氨法脱硫脱硝装置获得成功,至今运行正常,取得了良好的技术经济效益。 1 氨法脱硫脱硝的技术原理 1.1 吸收二氧化硫、三氧化硫 液氨溶于水后喷入烟气中,吸收烟气中S O2和S O3而形成铵盐,具体反应如下: NH3+H2O→NH4OH(1) 2NH4OH+S O2→(NH4)2S O3+H2O(2) (NH4)2S O3+S O2+H2O→2NH4HS O3(3) NH4HS O3+NH4OH→(NH4)2S O3+H2O(4) 当废气中含有O2、C O和S O3时(如电厂烟气),还会发生如下反应; NH4OH+C O2→NH4HC O3(5) 2NH4OH+C O2→(NH4)2C O3(6) 2NH4OH+C O2→H2NC ONH2+3H2O(7) 2NH4HC O3+S O2→(NH4)2S O3+H2O+C O2(8) NH4HC O3+NH4HS O3→ (NH4)S O3?H2O+C O2(9) 2NH4OH+S O3→(NH4)2S O4+H2O(10) 2(NH4)2S O3+O2→2(NH4)2S O4(11) 2NH4HS O3+O2→2NH4HS O4(12) 在吸收液循环使用过程中,式(3)是吸收S O2最有效的反应。通过补充新鲜氨水(式4)或其他置换方法可保持亚硫酸铵的浓度。 1.2 对硫化氢的吸收 烟气中有H2S存在时,氨水吸收H2S,将其还原成单质S;反应如下: NH4OH+H2S→NH4HS+H2O(13) 经催化氧化,氨水再生,并得单质硫。 2NH4H2S+O2→2NH4OH+2S(14) 1.3 对氮氧化物的转化 氨水和烟气中的NO x发生反应生成氮气: 2NO+4NH4HS O3→ N2+(NH4)2S O4+S O2+H2O(15) 2NO+4NH4HS O3→ N2+4(NH4)2S O4+S O2+4H2O(16) 4NH3+4NO+O2→6H2O+4N2(17) 4NH3+2NO2+O2→6H2O+3N2(18) 4NH3+6NO→6H2O+5N2(19) 8NH3+6NO→12H2O+7N2(20) 2 氨法脱硫脱硝的技术优势 2.1 氨利用充分脱硫效率高 2.1.1 选择性反应 氨与硫氧化物、氮氧化物之间的反应是选择性 23 2006年4月 电 力 环 境 保 护 第22卷 第2期
粗焦炉煤气脱硫工艺有干法和湿法脱硫两大类。干法脱硫多用于精脱硫,对无机硫和有机硫都有较高的净化度。不同的干法脱硫剂,在不同的温区工作,由此可划分低温(常温和低于100 ℃) 、中温(100 ℃～400 ℃) 和高温(> 400 ℃)脱硫剂。 干法脱硫由于脱硫催化剂硫容小,设备庞大,一般用于小规模的煤气厂脱硫或用于湿法脱硫后的精脱硫。 湿法脱硫又分为“湿式氧化法”和“胺法”。湿式氧化法是溶液吸收H2S后,将H2S直接转化为单质硫,分离后溶液循环使用。目前我国已经建成(包括引进)采用的具有代表性的湿式氧化脱硫工艺主要有TH法、FRC法、ADA法和HPF法。胺法是将吸收的H2S 经再生系统释放出来送到克劳斯装置,再转化为单质硫,溶液循环使用,主要有索尔菲班法、单乙醇胺法、AS法和氨硫联合洗涤法。湿法脱硫多用于合成氨原料气、焦炉气、天然气中大量硫化物的脱除。当煤气量标准状态下大于3000m3/h 时,主要采用湿法脱硫。 HPF法脱硫工艺流程： 来自煤气鼓风机后的煤气首先进入预冷塔，与塔顶喷洒的循环冷却液逆向接触，被冷却至25℃～30℃；循环冷却液从塔下部用泵抽出送至循环液冷却器，用低温水冷却至2 3℃～28℃后进入塔顶循环喷洒。来自冷凝工段的部分剩余氨水进行补充更新循环液。多余的循环液返回冷凝工段。
预冷塔后煤气并联进入脱硫塔A、脱硫塔B，与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触，以吸收煤气中的硫化氢（同时吸收煤气中的氨，以补充脱硫液中的碱源）。脱硫后煤气进入下道工序进行脱氨脱苯。 脱硫基本反应如下： H2S+NH4OH→NH4HS+H2O 2NH4OH+H2S→(NH4)2S+2H2O NH4OH+HCN→NH4CN+H2O NH4OH+CO2→NH4HCO3 NH4OH+NH4HCO3→(NH4)2CO3+ H2O 吸收了H2S、HCN的脱硫液从脱硫塔A、B下部自流至反应槽，然后用脱硫液循环泵抽送进入再生塔再生。来自空压机站压缩空气与脱硫富液由再生塔下部并流进入再生塔A、B，对脱硫液进行氧化再生，再生后的溶液从塔顶经液位调节器自流回脱硫塔循环使用。 再生塔内的基本反应如下： NH4HS+1/2O2→NH4OH+S （NH4）2S+1/2O2+ H2O→ 2NH4OH+S （NH4）2Sx+1/2O2+ H2O→2NH4OH+Sx 除上述反应外，还进行以下副反应： 2NH4HS+2O2→（NH4）2S2O3+ H2O 2（NH4）2S2O3+O2→2（NH4）2SO4+2S 从再生塔A、B顶部浮选出的硫泡沫，自流入硫泡沫槽，在此经搅拌，沉降分离，排出清液返回反应槽，硫泡沫经泡
氨法脱硫 氨法脱硫工艺是用氨水吸收SO2的成熟的脱硫工艺。不同的氨法工艺，区别仅在于从吸收溶液中除去二氧化硫的方法。不同的方法可获得不同的产品。 氨法工艺主要有氨-硫酸铵法、氨-亚硫酸氢铵法、氨-酸法和氨-石膏法。 氨-硫酸铵法 一、工艺原理： 该工艺利用氨液吸收烟气中的SO2生成亚硫酸铵溶液，并在富氧条件下将亚硫酸氨氧化成硫酸铵，再经加热蒸发结晶析出硫酸铵，过滤干燥后得化肥产品。主要包括吸收过程、氧化过程和结晶过程。 （1）吸收过程 在脱硫塔中，氨和SO2在液态环境中以离子形式反应： 2NH3＋H2O＋SO2 → (NH4)2SO3 (NH4)2SO3＋H2O＋SO2 → 2NH4HSO3
随着吸收进程的持续，溶液中的NH4HSO3会逐渐增多，而NH4HSO3已不具备对SO2的吸收能力，应及时补充氨水维持吸收浓度。 （2）氧化过程 氧化过程主要是利用空气生成（NH4）2SO4的过程： (NH4)2SO3＋O2 → (NH4)2SO4 NH4HSO3 ＋O2 →NH4HSO4 NH4HSO4 ＋NH3 → (NH4)2SO4 （3）结晶过程 氧化后的（NH4）2SO4经加热蒸发，形成过饱和溶液，（NH4）2SO4从溶液中结晶析出，过滤干燥后得到化肥产品硫酸铵。 二、工艺流程
三、运行参数对脱硫效率的影响 （1）氨水量；（2）氨水浓度；（3）反应温度。 四、值得注意的问题 氨-硫酸铵法脱硫工艺存在的主要问题是存在二次污染的隐患，净化后的烟气含有微量的NH3和亚硫酸铵、硫酸铵气溶胶。 氨法脱硫中的氨损失主要包括液氨蒸气损失和脱硫塔雾沫夹带损失两部分。亚硫酸铵、硫酸铵气溶胶一旦形成，很难去除。所以国外公司（如美国GE公司等）在脱硫塔出口设置电除雾器，以消除逃逸的氨损耗和亚硫氨气溶胶。 本公司采用独特的MW微雾净化系统可高效去除逃逸的氨损耗和亚硫氨气溶胶。
论文题目：提升燃煤锅炉烟气氨法脱硫工艺氨的综合利用效率 主要内容：燃煤锅炉烟气氨法脱硫工艺氨的综合利用效率，关系到氨法脱硫的运行成本，同时最为关键的氨的综合利用效率低会造成氨的逃逸量大，形成气溶胶，在烟囱排放时形成较长的烟羽不能有效扩散。通过改造塔内喷淋结构，增加吸收浆液循环量，提高浆液的覆盖率；通过气体再分布装置，增强气体分部效果；改变吸收剂氨的加入方式，实现吸收段浆液PH至分级阶梯控制；利用水洗段洗涤烟气，吸收烟气中逃逸的游离氨，水回收利用；合理控制一级浆液的氧化率，一级浆液的比重，提高吸收浆液的吸收速率。通过以上改进和工艺优化，提升氨的综合利用效率，可以较为有效的控制烟羽的长度。 一、氨法脱硫技术： 燃煤锅炉烟气氨法脱硫工艺利用气氨或氨水做为吸收剂，气液在脱硫塔内逆流接触，脱除烟气中的SO2。氨是一种良好的碱性吸收剂，从吸收化学机理上分析，二氧化硫的吸收是酸碱中和反应，吸收剂碱性越强，越有利于吸收，氨的碱性强于钙基吸收剂；而且从吸收物理机理分析，钙基吸收剂吸收二氧化硫是一种气固反应，反应速率慢，反应不完全，吸收剂利用率低，需要大量的设备和能耗进行磨细、雾化、循环等以提高吸收剂利用率，设备庞大、系统复杂、能耗高；氨吸收烟气中的二氧化硫是气液反应，反应速率快，反应完全、吸收剂利用效率高，可以做到很高的脱硫效率。同时相对于钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。脱硫副产品硫酸铵是一种农用废料，销售收入能降低一部分成本。就吸收SO2
而言，氨是一种比任何钙基吸收剂都理想的脱硫吸收剂，就技术流程可知，整个脱硫系统的脱硫原料是氨和水，脱硫产品是固体硫铵，过程不产生新的废气、废水和废渣。既回收了硫资源，又不产生二次污染。 氨法脱硫吸收反应原理： NH3+H2O+SO2=NH4HSO3 （1） 2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3 （2） (NH4)2SO3+H2O+SO2=2NH4HSO3 （3） NH3+NH4HSO3 = (NH4)2SO3（4） 在通入氨量较少时发生①反应，在通入氨量较多时发生②反应，而式③表示的才是氨法中真正的吸收反应。在吸收过程中所生成的酸式盐 NH4HSO3对SO2不具有吸收能力，随吸收过程的进行，吸收液中的NH4HSO3含量增加，吸收液吸收能力下降，此时需向吸收液中补氨，发生④反应使部分NH4HSO3转变为(NH4)2SO3，以保持吸收液的吸收能力。因此氨法吸收是利用(NH4)2SO3-NH4HSO3的不断循环的过程来吸收烟气中的SO2，补充的NH3并不是直接用来吸收SO2，只是保持吸收液中(NH4)2SO3的组分量比。 吸收后的浆液利用空气进行强制氧化， NH4HSO3+1/2O2= NH4HSO4 (NH4)2SO3+1/2O2=( NH4)2SO4 氨化反应： NH3+NH4HSO3 = (NH4)2SO3（1） NH3+NH4HSO4 = (NH4)2SO4（2） 氧化后的硫酸铵采用塔内结晶技术，利用热烟气将浆液的水分蒸发，硫酸铵浆液在塔内浓缩结晶后，固含量约5％～15%的硫酸铵浆液由结晶泵送入旋流器进行初步固液分离，清液进入料液槽，底流（固含量20％～
现运行的各种脱硫工艺流程图汇总 通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况的分析研究，目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。 其中燃烧后脱硫，又称烟气脱硫（Flue gas desulfurization，简称FGD），在FGD技术中，按脱硫剂的种类划分，可分为以下五种方法：以CaCO3（石灰石）为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。世界上普 遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以上。 按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、 干法和半干（半湿）法。湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态 下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等 优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。 干法FGD技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，该法具有无污水 废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点，但存在脱硫效率低，反应速度较慢、 设备庞大等问题。 半干法FGD技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生（如水洗 活性炭再生流程），或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物（如喷雾
干燥法）的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法，以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。按脱硫产物的用途，可分为抛弃法和回收法两种。 烧结烟气脱硫 海水脱硫技术
烟气脱硫之氨法烟气脱硫技术 氨回收法符合世界FGD发展趋势 氨法脱硫技术在化学工业领域应用普遍，用氨吸收硫酸生产尾气中的SO2, 生产亚硫铵和硫铵。 80-90年代，在我国硫酸和磷肥厂，具有氨法脱硫装置高达100余套。 美国和德国的脱硫石膏已成为一个突出的环境问题，正着力研究转化为硫铵的技术。 据不完全统计，全世界目前使用氨法脱硫的机组大约在10000MW · 专家论点 美国Ellison 咨询公司：采用硫铵过程，烟气脱硫可以实现自负盈亏。 美国John Brown工程师和建筑师有限公司：通过大量、高价值的副产品生产，烟气脱硫可以获得卓越的投资效益。 美国GE公司：氨法烟气脱硫时代已经到来了。 Krupp公司：经过二十多年一步一步地漫长的发展，如今，氨法已进入工业化应用阶段。 ·氨法特点 氨法是高效、低耗能的湿法。氨法是气液相反应，反应速率快，吸收剂利用率高，能保持脱硫效率95-99%. 氨在水中的溶解度超过20%.氨法具有丰富的原料。氨法以氨为原料，其形式可以是液氨、氨水和碳铵。目前我国火电厂年排放二氧化硫约1000万吨，即使全部采用氨法脱硫，用氨量不超过500万吨/年，供应完全有保证。 氨法的最大特点是 SO2的可资源化，可将污染物SO2回收成为高附加值的商品化产品。副产品硫铵是一种性能优良的氮肥，在我国具有很好的市场前景。
江南氨回收法是湿式氨法的一种。1995年氨法技术作为国家重点科技攻关项目列入"十五"863计划；1998年公司成立了专门的环保研究所进行技术攻关；2000年我们研制的第1台简易氨法脱硫装置通过江苏省科技成果鉴定。此后公司通过与多家科研院校的密切合作，在简易氨法的基础上逐步发展成现在的氨回收法，并在天津碱厂、云南解化、亚能天元等项目上成功运行1年以上，各项指标均达到了预期效果。 · 技术特点 1、完全资源化--变废为宝、化害为利 江南氨回收法技术将回收的二氧化硫、氨全部转化为化肥，不产生任何废水、废液和废渣，没有二次污染，是一项真正意义上的将污染物全部资源化，符合循环经济要求的脱硫技术。 2、脱硫副产物价值高 江南氨回收法脱硫装置的运行过程即是硫酸铵的生产过程，每吸收1吨液氨可脱除2吨二氧化硫，生产4吨硫酸铵，按照常规价格液氨2000元/吨、硫酸铵700元/吨，则烟气中每吨二氧化硫体现了约400元的价值。因此相对运行费用小，并且煤中含硫量愈高，运行费用愈低。企业可利用价格低廉的高硫煤，同时大幅度降低燃料成本和脱硫费用，一举两得。 3、装置阻力小，节省运行电耗 利用氨法脱硫的高活性，使液气比较常规湿法脱硫技术降低。脱硫塔的阻力仅为850Pa左右，无加热装置时包括烟道等阻力脱硫岛总阻力在1000Pa左右；配蒸汽加热器时脱硫岛的总设计阻力也只有1250Pa左右。因此，氨法脱硫装置可以利用原锅炉引风机的潜力，大多无需新配增压风机；即便原风机无潜力，也可适当进行风机改造或增加小压头的风机即可。系统阻力较常规脱硫技术节电50%以上。另外，循环泵的功耗降低了近70%. 4、防腐先进、运行可靠
氨法脱硫计算过程 风量（标态）：，烟气排气温度：168℃： 工况下烟气量： 还有约5%的水份 如果在引风机后脱硫，脱硫塔进口压力约800Pa，出口压力约-200Pa，如果精度高一点，考虑以上两个因素。 1、脱硫塔 （1）塔径及底面积计算： 塔内烟气流速：取 D=2r=6.332m 即塔径为6.332米，取最大值为6.5米。 底面积S=πr2=3.14×3.252=33.17m2 塔径设定时一般为一个整数，如6.5m，另外，还要考虑设备裕量的问题，为以后设备能够满足大气量情况下符合的运行要求。 （2）脱硫泵流量计算： 液气比根据相关资料及规范取L/G= 1.4（如果烟气中二氧化硫偏高，液气比可适当放大，如1.5。） ①循环水泵流量： 由于烟气中SO2较高，脱硫塔喷淋层设计时应选取为4层设计，每层喷淋设计安装1台脱硫泵，476÷4=119m3/h，泵在设计与选型时，一定要留出20%左右的裕量。裕量为： 119×20%=23.8 m3/h, 泵总流量为：23.8+119=142.8m3/h， 参考相关资料取泵流量为140 m3/h。配套功率可查相关资料，也可与泵厂家进行联系确定。 （3）吸收区高度计算 吸收区高度需按照烟气中二氧化硫含量的多少进行确定，如果含量高，可适当调高吸收区高度。 2.5米×4层/秒=10米，上下两层中间安装一层填料装置，填料层至下一级距离按1米进行设计，由于吸收区底部安装有集液装置，最下层至集液装置距离为 3.7米-3.8米进行设计。吸收区总高度为13.7米-13.8米。
（4）浓缩段高度计算 浓缩段由于有烟气进口，因此，设计时应注意此段高度，浓缩段一般设计为2层，每层间距与吸收区高度一样，每层都是2.5米，上层喷淋距离吸收区最下层喷淋为3.23米，下层距离烟气进口为5米，烟气进口距离下层底板为2.48米。总高为10.71米。 （5）除雾段高度计算 除雾器设计成两段。每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。最下层冲洗喷嘴距最上层(4.13)m 。冲洗水距离2.5米，填料层与冲洗水管距离为2.5米，上层除雾至塔顶距离1.9米。 除雾区总高度为： 如果脱硫塔设计为烟塔一体设备，在脱硫塔顶部需安装一段锥体段，此段高度为 1.65米，也可更高一些。 （6）烟囱高度设计 具有一定速度的热烟气从烟囱出口排除后由于具有一定的初始动量,且温度高于周围气温而产生一定浮力，所以可以上升至很高的高度。但是，高度设计必须看当地气候情况以及设备建在什么位置，如果远离市区，且周围没有敏感源，高度可与塔体一并进行考虑。一般烟塔总高度可选60-80米。 （7）氧化段高度设计 氧化段主要是对脱硫液中亚硫酸盐进行氧化，此段主要以计算氧化段氧化时间。 （8）氧化风量设计 1、需氧量A （kg/h ）=氧化倍率×0.25×需脱除SO 2量（kg/h ）氧化倍率一般取1.5---2 2、氧化空气量（m 3/h ）=A ÷23.15%（空气中氧含量）÷（1-空气中水分1%÷100）÷空气密度1.29 （9）需氨量（T/h ）根据进口烟气状态、要求脱硫效率，初步计算氨水的用量。 式中： W 氨水——氨水用量，t/h C SO2——进口烟气SO 2浓度，mg/Nm 3 V 0——进口烟气量，Nm 3/h η——要求脱硫效率 C 氨水——氨水质量百分比 （10）硫铵产量（T/h ） W3=W1×2 ×132/17。W3:硫胺产量，132为硫胺分子量，17为氨分子量
浅析氨法脱硫工艺 来源：内蒙古科技与经济更新时间：09-11-23 10:55 作者: 冯国, 蒲日军 摘要: 简述了氨法脱硫的特点、原理, 及其需要克服的问题, 根据目前的脱硫趋势说明了氨法脱硫技术突出的技术成本优势。 关键词: 氨法脱硫, 二氧化硫, 氮氧化物, 硫酸铵, 吸收剂 中国是一个以煤炭为主要能源的国家, 随着工业的快速发展, 煤炭燃烧生成的SO 2 已成为中国大气污染的主要污染物。1995 年, 中国SO 2 年排放量2 370万t, 大大超出了环境自净能力, 排放总量超过了美国和欧洲跃居世界首位。 自2002 年, 中国在电力行业内开展了大规模的SO 2 治理工程。随着电厂脱硫治理的开始, 一大批国外烟气脱硫技术被不同的脱硫公司引进到国内, 这其中的绝大部分是石灰 石- 石膏法。随着烟气脱硫在国内电力行业的大规模使用, 其他烟气脱硫方法也逐渐被使用、被认识, 包括海水法、氨法、镁法、双碱法等, 这其中, 氨法正受到越来越广泛的关注。氨法烟气脱硫工艺是采用氨做吸收剂除去烟气中的SO 2 的工艺。70 年代初, 日本与意大利等国开始研制氨法脱硫工艺并相继获得成功。但由于技术经济等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, 氨基脱硫技术的应用呈逐步上升的趋势。 1氨法FGD 的主要特点 1. 1脱硫塔不易结垢 由于氨具有更高的反应活性, 且硫酸铵具有极易溶解的化学特性, 因此氨法脱硫系统不易产生结垢现象。 1. 2氨法对煤中硫含量适应性广 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。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, 脱硫副产品硫酸铵的产量越大, 也就越经济。 1. 3无二次污染 氨是生产化肥的原料。以氨为原料, 实现烟气脱硫, 生产化肥, 不消耗新的自然资源, 不产生新的废弃物和污染物, 变废为宝, 化害为利, 为绿色生产技术, 将产生明显的环境、经
1.醇胺法脱硫工艺流程图。 (一) 工艺流程 醇胺法脱硫脱碳的典型工艺流程见图2-2。由图可知，该流程由吸收、闪蒸、换热和再生(汽提)四部分组成。其中，吸收部分是 将原料气中的酸性组分脱除至规定指标或要求；闪蒸部分是将富液 (即吸收了酸性组分后的溶液)在吸收酸性组分时所吸收的一部分烃 类通过闪蒸除去；换热是回收离开再生塔的贫液热量；再生是将富液 中吸收的酸性组分解吸出来成为贫液循环使用。 图2-2中，原料气经进口分离器除去游离液体和携带的固体杂质后进入吸收塔底部，与由塔顶自上而下流动的醇胺溶液逆流接 触，吸收其中的酸性组分。离开吸收塔顶部的是含饱和水的湿净化气， 经出口分离器除去携带的溶液液滴后出装置。通常，都要将此湿净化 气脱水后再作为商品气或管输，或去下游的NGL回收装置或LNG生产 装置。 由吸收塔底部流出的富液降压后进入闪蒸罐，以脱除被醇胺溶液吸收的烃类。然后，富液再经过滤器进贫富液换热器，利用热贫 液将其加热后进入在低压下操作的再生塔上部，使一部分酸性组分在 再生塔顶部塔板上从富液中闪蒸出来。随着溶液自上而下流至底部， 溶液中剩余的酸性组分就会被在重沸器中加热汽化的气体(主要是水 蒸气)进一步汽提出来。因此，离开再生塔的是贫液，只含少量未汽 提出来的残余酸性气体。此热贫液经贫富液换热器、溶液冷却器冷却 和贫液泵增压，温度降至比塔内气体烃露点高5～6℃以上，然后进 入吸收塔循环使用。有时，贫液在换热与增压后也经过一个过滤器。 从富液中汽提出来的酸性组分和水蒸气离开再生塔顶，经冷凝器冷却与冷凝后，冷凝水作为回流返回再生塔顶部。由回流罐分出 的酸气根据其组成和流量，或去硫磺回收装置，或压缩后回注地层以 提高原油采收率，或经处理后去火炬等 2.甘醇法吸收脱水工艺流程 1. 工艺流程 图3-5为典型的三甘醇脱水装置工艺流程。该装置由高压吸收系统和低压再生系统两部分组成。通常将再生后提浓的甘醇溶液称为贫甘醇，吸收气体中水蒸 气后浓度降低的甘醇溶液称为富甘醇。
氨法烟气脱硫技术综述 Review on ammonia flue gas desulfurization 徐长香,傅国光 (镇江江南环保工程建设有限公司,江苏镇江212009) 摘要:简述了多种氨法烟气脱硫的原理和技术特点。主要介绍了湿式氨法烟气脱硫技术,为烟气脱硫技术的选择提供参考。 关键词:氨法;烟气脱硫;回收法;湿式氨法 Abstract:Am monia s crubbing technology has been developed over the last few years.Wet amm onia flue gas desulfu-rization(FGD)process offers an unique advantage of an attractive amm onium sulfate by-product that can be used as fertilizer. Key words:flue gas desulfurization;recoverable process,wet am monia FGD process. 中图分类号:X701.3 文献标识码:B 文章编号:1009-4032(2005)03-0017-04 1 氨法脱硫的发展 20世纪70年代,日本、意大利等国开始研究氨法脱硫工艺并相继获得成功。由于氨法脱硫工艺主体部分属化肥工业范筹,当时该技术未能在电力行业得到广泛应用。随着合成氨工业的不断发展以及对氨法脱硫工艺的不断完善和改进,进入90年代后,氨法脱硫工艺逐步得到推广。 国外研究氨法脱硫技术的企业主要有:美国的GE、Marsulex、Pircon、Babcock&Wilcox;德国的Lentjes Bischoff、Kr upp Koppers;日本的NKK、IHI、千代田、住友、三菱、荏原等。 目前在国内成功应用的湿式氨法脱硫装置大多从硫酸尾气治理中发展而来,主要的技术供应商有江南环保工程建设有限公司、华东理工大学等。现国内湿式氨法脱硫最大的应用项目是天津永利电力公司的60MW机组烟气脱硫装置。 近年来出现的磷铵法、电子束法、脉冲电晕放电等离子体法等烟气脱硫脱硝技术皆是氨法的演变与发展,改进之处在于降低水耗、改进氧化及后处理、降低装置压降、提高脱硝能力等,以求氨法烟气脱硫技术更加经济、更加适应锅炉的运行。 2 氨法脱硫的技术原理 2.1 氨法脱硫工艺特点 氨法脱硫工艺是以氨作为吸收剂脱除烟气中的SO2。其特点是:①氨的碱性强于钙基吸收剂;②氨吸收烟气中SO2是气—液或气—气反应,反应速度快,完全,吸收剂利用率高,可以达到很高的脱硫效率。相对于其他钙基脱硫工艺来说,系统简单、设备体积小、能耗低。另外,其脱硫副产品硫酸铵是一种常用的化肥,副产品的销售收入能大幅度降低运行成本。 根据氨与SO2、H2O反应的机理,氨法脱硫工艺主要有湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等。 2.2 电子束氨法(EBA法)与脉冲电晕氨法(PPC P 法) EB A与PPCP法分别是用电子束和脉冲电晕照射70℃左右、已喷入水和氨的烟气。在强电场作用下,部分烟气分子电离,成为高能电子,高能电子激活、裂解、电离其他烟气分子,产生OH、O、H O2等多种活性粒子和自由基。在反应器中,SO2、NO被活性粒子和自由基氧化成SO3、NO2,它们与烟气中的H2O相遇形成H2SO4和HNO3,在有NH3或其他中和物存在的情况下生成(NH4)2SO4/NH4NO3气溶胶,再由收尘器收集。 脉冲电晕放电烟气脱硫脱硝反应器的电场还具有除尘功能。 这两种氨法能耗和效率尚需改善,主要设备如大功率的电子束加速器和脉冲电晕发生装置还在研制阶段。 EB A法脱硫工艺流程见图1。 17
氨法脱硫工艺流程 随着国家环保政策要求越来越严格，SO2排放指标越来越低，新的排放标准为400mg/mm3，这么低的排放指标，对每一个企业来说不采用高效脱硫设备是很难达到这个指标的，气动浮化脱硫塔具有占地面积少、耐磨耐腐蚀、脱硫效率高、低阻力降等许多优点被国内外许多家企业首选的脱硫设备。脱硫方法国内外有成百上千种，但国内采用最多最实用的方法仍为钙法、钠法和氨法，钙法因需投资庞大的处理系统和堆渣场地、产生新的固废，不能为企业创造利润被越来越少的企业采用；钠法因投资太大，往往投入多回报少也不被大多数企业看中；氨法具有吸收高、投资少、见效快诸多优点被广泛采用。 氨法脱硫的工艺原理是：液氨首先经蒸发变成气氨，氨气与水生成氨水，氨水与烟气中的SO2结合生成亚硫氢铵，亚硫氢铵溶液继续与NH3反映生成亚硫酸铵，不断地通入氨，不断地吸收SO2循环往复，当溶液达到一定的浓度时候，将浓溶液移入中和槽，通氨中和，等反映完全，离心分离亚铵产品。 主要反映的化学方程式： NH3+H2O→NH3·H2O+Q NH3·H2O+ SO2→NH4HSO3+Q NH4HSO3+ NH3→(NH4)2SO3+Q (NH4)2SO3+ SO2→NH4HSO3+Q
分为以下几个系统： 一、氨蒸发系统 液氨由储罐出来经蒸发变为气氨，气氨进入储罐，供中和吸收系统使用。 二、吸收系统 烟气进入吸收塔，经过下部喷淋的含氨母液和浮化层含氨母液充分吸收，反应后，达标排放，母液循环使用，氨气通过控制加入，母液循环到一定浓度，部分移入高倍中和槽，循环槽补充低浓度母液或清水继续吸收。 三、中和系统 母液打入中和槽后，根据比重、母液温度情况决定何时通氨，通氨前将冷却系逐步加大，母液温度适合时通氨，通入氨后定时测PH值和中和温度。根据中和温度控制通氨量，达到终点后，待溶液温度降下后通知包装工离料出产品，并取样，交化验进行质量检定。 四、循环水系统 因为母液吸收和中和过程均有热量，为了移走热量，在循环槽内和中和槽内均加装冷却管束，用循环水移走多余热量，热水经冷却塔降温后循环使用。
氨法脱硫在锅炉烟气净化中的应用 发表时间：2018-03-13T16:46:22.643Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：王凤娟刘燕明 [导读] 摘要：煤炭是一种低品位的化石能源。 （山东华源锅炉有限公司山东临沂 276038） 摘要：煤炭是一种低品位的化石能源。我国煤炭矿藏中灰分、硫分含量高，煤炭燃烧会导致大量的SO2排放，在锅炉燃烧中大量含硫尾气直接排放将导致大气的严重污染，不符合国家环保标准和企业可持续发展的战略目标。因此，消减锅炉燃烧所产生的SO2，是控制SO2排放的重要手段。基于此，本文就针对氨法脱硫在锅炉烟气净化中的应用进行具体分析。 关键词：氨法脱硫；锅炉；烟气净化；应用分析 1基本原理 氨法湿式烟气脱硫技术采用一定浓度的氨水为脱硫剂，脱硫剂通入脱硫塔时与含有SO2的烟气接触并发生反应，从而达到脱除SO2的目的。反应后生成亚硫酸铵，亚硫酸铵被强制氧化生成硫酸铵，经过浓缩、结晶、分离、干燥等工艺，生产出高品质的硫酸铵产品。 1.1脱硫系统反应机理 脱硫系统的进料有氨水溶液、烟气、工艺水和氧化空气。出料有2股，分别是净化烟气和硫酸铵浓溶液，脱硫系统反应流程如图1所示。 2电厂锅炉烟气净化过程分析 袋式除尘装置最初使用时，滤袋的表面是干净的，没有粘附到粉尘颗粒。滤袋一般情况下都是由于纤维构成的，随着滤袋使用时间的增长，粉尘就会堆积在滤袋的表面，在扩散桥接的作用下，粉尘颗粒在滤袋表面开始堆积，逐渐的就会形成一层粉尘层，最初形成的粉尘层被称为初次粉尘层，而且随着滤袋的继续使用，锅炉烟气的颗粒会继续在首次粉尘层上堆积和桥接，这样就会形成二次粉尘层。在没有粉尘层，仅仅是靠滤袋纤维过滤时，烟尘颗粒的过滤效率仅仅为百分之九十左右，这样释放到大气中的粉尘颗粒还是很多的，也会造成大气的污染，但是如果在滤袋表面有粉尘层后，锅炉烟气的过滤效率可以到达百分之九十九以上，这样基本上所有的烟尘颗粒都会被吸附到滤袋中，大大的减少了排放到环境中的烟尘颗粒的量，有效的保护了环境。可见滤袋表面形成的粉尘层，对于提高锅炉烟气的处理效率是非常有用的。一般情况下要求粉尘层的厚度为0.5毫米左右。粘附到滤袋表面的粉尘颗粒，会产生较大的吸附力。 通常情况下，外径为10微米的颗粒，在粘到滤袋表面之后形成的吸附力，可以达到自身重量的近一千倍，这样粘附力足以将粉尘颗粒吸附到滤袋之内，防止粉尘颗粒排放到大气之中，而且在清理滤袋内的灰尘后，这个粉尘层也会吸附到滤袋的表面，保证每次滤袋清理后，表面的粉尘层会留在滤袋之内。滤袋表面粉尘层的形成和电厂锅炉烟气的流动速度有很大的关系，当烟气颗粒的流动速度增大时，滤袋表面粉尘层的形成时间会相应的缩短。所以并不是锅炉烟气的流动速率越低，粉尘的净化效果越好。当滤袋的工作时间增长时，滤袋的表面会形成的粉尘层会不断的增厚，这样锅炉烟气的运行阻力将会不断地增加，当厚度达到一定程度后，部分粉尘层有可能会脱落，所以需要定期的进行滤袋粉尘颗粒的清除，从而保证滤袋表面粉尘层的完整，从而提高滤袋的过滤效果。通过以上的分析得出，粉尘层在进行锅炉烟气的处理中，发挥着重要的作用，因此可以根据这种作用，人为在滤袋的表面添加一层滤膜，根据实际处理烟尘颗粒的大小以及处理速度，进行滤膜孔径的选择。这种滤袋表面覆膜方法的作用机理和表面粉尘层的作用机理一样，而且这种表面膜的孔径比较均匀而且可以改变，因此将锅炉烟气中大部分的粉尘颗粒附着在滤袋的内部，就将粉尘颗粒从烟气中分离出来。表面覆膜的方法可以在滤袋的表面形成一层透气性良好的表面膜，极大的提高了滤袋处理烟尘的效率，而且后续的清灰操作也会比较的方便。表层过滤的方法，可以保证过滤烟气的颗粒基本上不会进入到滤袋材料的内部，从而不会堵塞或者破坏滤袋，过滤后的粉尘颗粒会留在表面膜上，或者直接掉落。但是常
目前，电子束氨法烟气脱硫脱硝技术是我国的核心技术，代表了我国烟气脱硫技术未来的发展方向。这项技术在我国环保领域得到了相当大的重视，目前，很多环保企业都在运用这项技术。该技术利用电子加速器产生的电子束辐照含二氧化硫和氮氧化物的烟气，同时投加氨脱除剂，实现对烟气中二氧化硫和氮氧化物脱除。EA-FGD技术实现了硫氮资源的综合利用和自然生态循环。 一、工艺原理 EA-FGD 技术是利用~1MeV的电子束对经过降温增湿的烟气进行辐射，使烟气中的O2、N2、H2O 等成分生成多种强氧化性自由基OH、N、H2O、O和H等，氧气烟气中的SO2和NH4NO2。 二、技术特点 (1) 不产生废水、废渣等二次污染物，避免了其它脱硫技术处理废水和固体废弃物的建设投资和运行费用。 (2)高效率脱硫脱硝一体装置，能同时脱除烟气脱销工艺中95%以上的二氧化硫和高达70%的氮氧化物，无需另建脱除氮氧化物的装置，节省占地。 (3)是一种较为经济的烟气脱硫脱硝方法，更适用于高硫煤机组脱硫，煤炭含硫量越高运行费用越低。如果计算副产物收益及使用高硫煤节约费用，其运行费用极低甚至可以抵消运行费用。 (4) 副产物是硫酸铵和硝酸铵，可用作优质化肥，实现了氮硫资源的综合利用和自然生态循环。 (5) 烟气变化的负荷跟踪能力强，能在数分钟内自动调整装置系统的工作状态，满足电站调峰和机组工况变化范围宽等情况的需要。 三、烟气脱销工艺流程 EA-FGD技术采用烟气调质、加氨、电子束辐射和副产物收集的工艺流程，装置主要由烟气调质塔、电子加速器、副产物收集器、氨站、控制系统和辅助装置构成。烟气通过烟气调质塔调节烟气的温度和湿度，然后流经反应器，在反应器中，烟气中SO2和NO2在电子加速器产生的电子束作用下，同NH3反应得到去除。副产物收集器收集生成的硫酸氨和硝酸氨微粒，净化后烟气经由原烟囱排放，整个装置在DCS控制系统的管理下工作。 发布时请加上“文章来源：莱特莱德”，否则视为侵权。谢谢!
现运行得各种脱硫工艺流程图汇总
通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况得分析研究,目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫与燃烧后脱硫等3类、 其中燃烧后脱硫,又称烟气脱硫(Fｌｕe gａｓdesulfurization,简称FGD),在ＦGD技术中,按脱硫剂得种类划分,可分为以下五种方法:以ＣａCO３(石灰石)为基础得钙法,以ＭｇO为基础得镁法,以Na2ＳO3为基础得钠法,以NH3为基础得氨法,以有机碱为基础得有机碱法、世界上普 遍使用得商业化技术就是钙法,所占比例在9０%以上。 按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中得干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法与半干(半湿)法。湿法FGＤ技术就是用含有吸收剂得溶液或浆液在湿状态下脱硫与处理脱硫产物,该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点,但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。 干法FGD技术得脱硫吸收与产物处理均在干状态下进行,该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻,烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点,但存在脱硫效率低,反应速度较慢、设备庞大等问题。 半干法FGD技术就是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生(如水洗活性炭再生流程),或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物(如喷雾干燥法)得烟气脱硫技术。特别就是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物得半干
法,以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高得优点,又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理得优势而受到人们广泛得关注。按脱硫产物得用途,可分为抛弃法与回收法两种、 烧结烟气脱硫
氨法脱硫技术运行总结 牛琳（河北金万泰化肥有限责任公司，河北新乐０５０７００） 摘要：本文主要论述了河北金万泰化肥有限责任公司选用 氨法脱硫技术对锅炉烟气进行脱硫的运行情况，同时总结了该技术在实际运行过程中需要注意的几个问题。 关键词：氨法脱硫；SO2；改造 1.概述 随着国家对环境保护的日益重视，有效地控制SO 2的污染已成为国家规划的一部分。削减SO 2排放量，控制大气污染，提高环境质量，是目前及未来长时期内我国环境保护的重要课题。基于以上原因，金万泰公司选用了氨法脱硫技术对锅炉烟气进行脱硫处理，经过实际论证和改造，装置于2013年12月正式投产，现在整套系统基本运行平稳，烟气脱硫效果也基本达到设计要求。但在试运行过程中，该技术也反映出一些在实际运行中应该注意的问题。 2.氨法脱硫的工艺原理及工艺流程 2.1工艺原理 氨法脱硫用含氨溶液通过喷淋与烟气接触，吸收烟气中的二氧化硫，生成亚硫酸铵。反应过程可基本表述为：烟气中的二氧化硫与烟气接触时首先被水吸收，生成氢离子、亚硫酸氢根离子与亚硫酸根离子，然后氢离子与氨水溶于水后生成的氢氧根结合生成水分子，由于氢离子与氢氧根离子不断消耗，使二氧化硫溶于水和氨溶于水的反应得以持续进行，烟气中的二氧化硫得以吸收净化。同时体系中的铵离子、亚硫酸氢根离子、亚硫酸根离子不断增多，然后亚硫酸根离子与亚硫酸氢根离子经氧化生成硫酸根，最终在浓缩阶段生成硫酸铵并回收。吸收反应式如下： SO 2+H 2O?H ++HSO 3-HSO 3-?H ++SO 32-NH 3+H 2O?NH 3·H 2O NH 3·H 2O?NH 4++OH -H ++OH -?H 2O 4HSO 3-+3O 2?4SO 42-+2H 2O 2SO 32-+O 2?2SO 42-2NH 4++SO 42-?(NH 4)2SO 4↓2.2工艺流程： 工艺流程图如图1所示。 图1氨法脱硫工艺流程图 经除尘合格后的烟气由引风机加压后进入脱硫塔浓缩段， 与喷淋雾化的浓缩段循环液逆流接触，充分利用烟气的热量将浓缩段循环液中的水分蒸发带走，同时完成烟气的降温增湿。经降温增湿的烟气，穿过脱硫塔浓缩段与脱硫段之间的升气帽进入脱硫段，与来自氧化槽的脱硫液逆流接触，烟气中的SO 2等酸性气体被吸收，生成亚硫酸铵，烟气得到净化。净化后的烟气经脱硫塔上部的折流板除雾器去除烟气中的残余的雾沫后经烟道进入烟囱排放，生成的亚硫酸铵自流入氧化槽。 脱硫过程中生成的亚硫酸铵进入氧化槽后，一部分经循环 泵送入脱硫塔脱硫段作为脱硫液与烟气接触吸收烟气中SO 2； 一部分经氧化泵加压送入氧化喷射器，用空气将亚硫酸铵强制氧化为硫酸铵。氧化槽中硫酸铵溶液自流入母液罐中，与结晶机分离出的母液相混合，经母液泵送入脱硫塔浓缩段，经硫铵泵在浓缩段进行自循环，与烟气进行热交换提浓，当达到一定浓度后，经结晶泵打入到厂房内的结晶罐中，结晶罐内下部的稠厚体进入离心机经离心机分离得到固态硫酸铵产品。 3.调试过程中存在的问题及改造措施 3.1脱硫塔升气帽漏液 由于设计中脱硫塔内升气帽的结构设计不合理，运行过程中脱硫段的脱硫液通过升气帽向浓缩段漏液，经过与设计单位沟通，将升气帽的结构进行改造，增大了升气帽防水面积，提高了烟气的局部流速，使脱硫液不会通过升气帽进入浓缩段，消除了漏液现象。3.2氧化过程不充分 氧化过程原设计为曝气氧化，参加反应的氧气不足，造成氧化率低，氧化反应不充分。经与设计院协商，将氧化槽改为喷射器自吸空气强制氧化装置，同时在脱硫塔的浓缩段新增一级曝气氧化，从而提高了氧化率，增强了氧化效果。3.3仪表设施不全 3.3.1原设计脱硫塔浓缩段液位计是通过曝气风压转换为浓缩液的液位，当脱硫塔浓缩段溶液密度增大时，风压会随之增大，转化的浓缩液液位值也会增大，但实际液位并未增大，造成指示误差。后经改造，增加了一个双法兰差压式液位计作为参考液位，以免影响正常操作。 3.3.2原设计整套系统所有设备只能通过PLC 系统进行操作，无现场操作柱，导致现场发现问题后不能及时操作，存在安全隐患。后经改造，在生产现场增加了一套电气操作柱，既方便了操作，又解决了安全问题。 3.3.3在脱硫塔入口增加了SO 2、烟尘、烟气流量的在线监测设备，以方便调整装置负荷及监测脱硫效率。 4.运行中注意事项 4.1锅炉除尘必须严格管理 设计要求入脱硫系统的锅炉烟气粉尘含量不大于50mg/m 3，否则会直接影响脱硫装置的运行。含飞灰的烟气通过脱硫塔，会增加浓缩液密度，增大出料难度，造成结晶管线、溶液系统管线和喷头的堵塞，所以在运行过程中要严格控制粉尘含量。 4.2注意运行过程中的溶液浓度，防止结晶 根据设计的入塔烟气温度及浓缩塔溶液温度指标要求，出料浆液的比重应控制在1.27左右，如果比重过高，容易造成结晶，堵塞系统。 4.3对材质腐蚀加强监测 钢制脱硫塔的内壁衬有一层玻璃鳞片，具有防腐蚀作用，但这种玻璃鳞片极易脱落，一旦脱落，塔内壁的铁材质很容易被腐蚀，所以应定期检查，加强监测。 5.结语 氨法烟气脱硫技术不仅有效保障了我公司锅炉烟气中SO 2 达标排放的问题，而且把对大气造成严重污染的SO 2转化成有经济价值的化肥原料，与其他烟气脱硫工艺比较，具有良好的经济效益和社会效益。在解决了诸多技术问题以后，氨法烟气脱硫现在已经发展成为一种成熟的工业化技术，其投资费用低、运行简单等特点将成为越来越多企业的选择。 作者简介：牛琳（１９８６—），女，２００９年毕业于中国矿业大学，助理工程师。