氨法脫硫技術論文
氨法脫硫技術論文
氨法脫硫法是一種在化學工業領域應用普遍的技術?！∵@是學習啦小編為大家整理的氨法脫硫技術論文，僅供參考!
淺議煙氣氨法脫硫技術篇一
摘要：氨法脫硫技術是一種新的煙氣脫硫技術，屬于環保裝置。本文首先介紹了國內外煙氣脫硫脫硫工藝各種技術的特點，對幾種濕法脫硫工藝進行了對比分析，最后對氨法脫硫技術做了重點闡述和詳細的說明。
關鍵字：煙氣脫硫;氨法脫硫;二氧化硫;氨水
我國是世界產煤和燃煤大國，燃煤排放的二氧化硫也不斷增加，連續多年超過2000萬噸，已居世界首位，致使我國酸雨和二氧化硫污染日趨嚴重。國家把解決煙氣脫硫問題納入國家大計之中，強制要求火電廠必須安裝煙氣脫硫裝置。 根據GB13223-2011，目前SO2排放限制為100mg/m3。氨法脫硫技術是以氨作為吸收劑脫除煙氣中的SO2，達到化害為利、變廢為寶。
1.濕法煙氣脫硫技術概述
吸收法是凈化煙氣中SO2的最重要的、應用最廣泛的方法。吸收法通常指用液體吸收凈化煙氣中的SO2 ，因此吸收法煙氣脫硫也稱為濕法煙氣脫硫。按脫硫劑的種類劃分為：以CaCO3(石灰石)為基礎的鈣法、以NH3為基礎的氨法、以MgO為基礎的鎂法、以NaCO3為基礎的鈉法。
(1)MgO法
鍋爐煙氣由引風機送入吸收塔預冷段，冷卻至適合的溫度后進入吸收塔，往上與逆向流下的吸收漿液反應，脫去煙氣中的硫份。凈煙氣經過除霧器降低煙氣中的水分后排入煙囪。粉塵與臟東西附著在除霧器上，會導致除霧器堵塞、系統壓損增大，需由除霧器沖洗水泵提供工業水對除霧器進行噴霧清洗。主要缺點是副產品銷售沒有形成規模，沒有良好的銷售渠道，并且對煙氣的雜質要求很高。
(2)NaCO3法
本法是用NaOH、Na2CO3和Na2SO3的水溶液為吸收劑，吸收煙氣中的SO2。此法實際上是采用Na2CO3和NaHSO3混合液為吸收劑。當吸收劑中NaHSO3濃度達到80%-90%時，就要對吸收劑進行再生，可獲得較高濃度的SO2和Na2CO3。再生后的Na2CO3可用于循環使用， SO2可用于生產硫酸。對煙氣的吸收效率可達到90%以上。這種方法由于吸收效率不高、原料價格高，應用范圍較窄。
(3)CaCO3法
石灰石法是目前世界上應用最廣、技術最成熟的煙氣脫硫工藝。石灰石經過破碎、研磨、制成漿液后輸送到吸收塔。吸收塔內漿液經過循環泵送到噴淋裝置噴淋。煙氣從煙道引出后經增壓風機增壓，進入GGH煙氣加熱器冷卻后進入吸收塔。煙氣在吸收塔中與噴淋的石灰石漿液接觸，除掉煙氣中的SO2，潔凈煙氣從吸收塔配出后經GGH煙氣加熱器加熱后排入煙道。吸收塔內吸收SO2后生成的亞硫酸鈣，經氧化處理生成硫酸鈣，從吸收塔內排出的硫酸鈣經旋流分離(濃縮)、真空脫水后回收利用。
(4)氨法
氨法脫硫工藝是以氨作為吸收劑脫除煙氣中的SO2。其特點是：①氨的堿性強于鈣基吸收劑;②氨吸收煙氣中SO2是氣―液或氣―氣反應，反應速度快、完全、吸收劑利用率高，可以達到很高的脫硫效率。相對于其他鈣基脫硫工藝來說，系統簡單、設備體積小、能耗低。另外，其脫硫副產品硫酸銨是一種常用的化肥，副產品的銷售收入能大幅度降低運行成本。
2.濕法脫硫工藝對比分析
(1)脫硫效率方面：鈣法、鎂法、鈉法都能達到95%，而氨法能達到97%以上。(2)原料來源方面：鈣法原料為石灰石，來自天然礦，原料豐富;鎂法原料為氧化鎂，來自菱鎂礦，原料有限;鈉法原料有限;氨法原料來自合成氨，原料豐富。(3)副產品用途：鈣法副產品可做建材原料，但基本拋棄，二次渣污染;鎂法副產品可做化肥添加劑，但基本拋棄，二次渣污染;鈉法副產品可做玻璃生產原料，但因質量差，基本拋棄;氨法副產品高效農用化肥，市場好，無污染。
根據以上得出， 氨法脫硫工藝吸收劑來源廣、副產品是可以綜合利用的化肥，不會造成二次污染、脫硫效率高。
3.氨法工藝流程、原理及特點(結合大唐阜新項目)
(1)氨-肥法脫硫工藝用液氨吸收鍋爐煙氣中的二氧化硫，生產硫酸銨漿液，硫銨漿液送入硫銨處理系統處理生產硫酸銨;脫硫后的凈煙氣進入煙囪排放。工藝系統主要包括煙氣系統、吸收系統、吸收劑供給系統、工藝水系統、檢修系統等。
主要化學反應有：SO2+H2O+xNH3=(NH4)xH2-xSO3;(NH4)XH2-xSO3+1/2O2 +(2-x)NH3=(NH4)2SO4
煙氣系統：鍋爐煙氣經原煙氣擋板門，進入脫硫塔濃縮段，蒸發濃縮硫酸銨溶液，溫度降至大約60℃，再進入吸收段，與吸收液反應，其中的SO2大部分被脫除，煙氣溫度被進一步降至50℃左右，吸收后的凈氣經除霧器除霧，進入煙囪排放。主要設備有原煙氣進口擋板門、旁路擋板門、凈煙氣擋板門、煙道等。
SO2吸收系統：煙氣與吸收液在脫硫塔內混合發生吸收反應，吸收后的吸收液流入脫硫塔底部的氧化段，用氧化風機送入的空氣進行強制氧化，氧化后的吸收液大部分補氨后繼續參加吸收反應;部分回流至循環槽，經二級循環泵送入脫硫塔濃縮段進行濃縮結晶，形成固含量3～5%的硫酸銨漿液，硫酸銨漿液回流至循環槽;循環槽下部固含量5～15%的硫酸銨漿液經硫銨泵送入硫銨系統。反應后的凈煙氣經除霧器除去煙氣中攜帶的液沫和霧滴，進入煙囪。吸收系統主要設備有脫硫塔、循環槽、氧化風機等。
硫銨處理系統：由結晶泵來的5～15%硫酸銨漿液，經旋流器進一步濃縮后進入離心機分離得到固體硫酸銨，再進入干燥器干燥后，進入料倉和包裝機，即可得到商品硫酸銨。母液返回循環槽循環使用。主要設備有旋流器、離心機、干燥機、包裝機等。
(2)技術特點分析：1)氨逃逸低。小于10mg/m3，氨利用率大于98.5%。采取措施：選擇合適的加氨點，控制吸收液的S/C，即控制吸收液的PH值在5-6之間;提高氧化率，降低吸收液中亞硫銨的濃度，氧化率可達到99%以上;控制吸收液濃度;頂部設水吸收裝置。2)材料選擇方面，脫硫塔體采用鋼襯玻璃鱗片防腐，塔內構件采用玻璃鋼等材料。3)設計脫硫效率≥98%，可根據運行綜合效益靈活控制。4)能耗低：消耗定額按7臺470t/h鍋爐計算(阜新項目數據：單爐煙氣量：667249Nm3/h;煙氣溫度：154.568℃;脫硫效率：≥98%;原煙氣中SO2含量：5132mg/Nm3)：10%氨水94.8t/h;工藝水195t/h;蒸汽5.45t/h;電耗5480kW・h。5)針對氨水成分比較復雜，采用改進氧化塔設計等方法降低負面影響。6)設備布置緊湊，節約用地。7)本技術的生產設備將全部選用國產化設備。
4.結論
氨法脫硫工藝具有無廢水、廢渣 ，副產品可作為農用肥料等特點。從實際運行效果看，是一種適合中國國情的煙氣脫硫技術。
我國合成氨產量巨大， 供應煙氣脫硫的資源非常豐富。尤其適用于大唐阜新煤制天然氣項目這種以化工產品為主的自備電站，脫硫劑來于化肥又回到化肥 ，不論對環境和國民經濟都不會造成負面影響。相反，因其回收了硫元素 ，符合農業部門對硫肥日益增長的需求。
隨著氨法脫硫技術的發展 ，氨法脫硫裝置的投資已低于鈣法 ，技術難點也已有了突破 ，其應用前景將越來越廣闊。
參考文獻
[1]彭健，葉世超，柳海剛等.燃煤鍋爐煙氣氨法脫硫技術概況[J]，燃料與化工，2010.
[2]王永軍等.煙氣氨法脫硫技術應用 [J].中國勘察設計，2010
燒結機氨法脫硫技術篇二
摘要
本文介紹了我國燒結機脫硫現狀，并對燒結機氨法脫硫技術特點、原理、流程、處理效果、需要改善等方面作了全面的闡述。旨在告知讀者，燒結機氨法脫硫技術應用的前景及進一步研究的方向。
關鍵詞
燒結機、氨法脫硫、產業化
Abstract
This article describes the current situation of China's sintering machine desulphurization,And sintering machine of ammonia desulfurization technology,principles,processes，treatment effect,made the necessary improvements, made a comprehensive exposition.To inform the reader, Sintering machine ammonia desulfurization future use of technology and next direction of research。
Keywords
Sintering machine、Ammonia-desulfurization、Industrialization
中圖分類號：TF704.3文獻標識碼：A 文章編號：
1 燒結機脫硫現狀
目前，鋼鐵行業二氧化硫主要由燒結球團煙氣產生，燒結球團煙氣產生的二氧化硫占鋼鐵企業排放總量70%以上，個別企業達到90%左右(不含燃煤自備電廠產生的二氧化硫)。據統計，2008年全國重點統計的鋼鐵企業二氧化硫排放量約110萬噸，其中燒結二氧化硫排放量約80萬噸。
(一)燒結煙氣的特點
我國鋼鐵行業燒結煙氣成分復雜，波動性較大，具有以下特點：一是煙氣量大，一噸燒結礦產生煙氣在4000-6000m3;二是二氧化硫濃度變化大，范圍在400-5000mg/Nm3之間;三是溫度變化大，一般為80℃到180℃;四是流量變化大，變化幅度高達40%以上;五是水分含量大且不穩定，一般為10-13%;六是含氧量高，一般為15～18%;七是含有多種污染成分，除含有二氧化硫、粉塵外，還含有重金屬、二惡英類、氮氧化物等。這些特點都在一定程度上增加了鋼鐵燒結煙氣二氧化硫治理的難度。
(二)燒結裝備及脫硫裝置情況
治理燒結煙氣二氧化硫污染主要通過在燒結機上安裝脫硫裝置來完成。據統計，我國現有燒結機500余臺，燒結機總面積53820m2，生產能力達58950萬噸，平均單臺燒結機面積122m2。截至2009年5月底，我國已建成燒結煙氣脫硫裝置35套，實現脫硫的燒結機共40臺，燒結機總面積6312m2，形成燒結煙氣脫硫能力8.2萬噸。已投入運行的燒結煙氣脫硫裝置采用的工藝主要有循環流化床法、氨-硫銨法、密相干塔法、石灰石-石膏法等。
(三)存在的主要問題
1.缺乏成熟的燒結脫硫技術。目前已投入運行的燒結煙氣脫硫裝置采用的脫硫工藝主要有循環流化床法、氨-硫銨法、密相干塔法、石灰石-石膏法等，這些工藝在我國處于研發和試用階段，實際脫硫效果，有待進一步驗證和評估。
2.副產物利用途徑少。徹底解決燒結煙氣污染問題，不但要實現煙氣高效脫硫，還要解決副產物的有效利用問題。由于燒結煙氣脫硫產生的副產物成分復雜，目前還缺乏有效的利用途徑。
3.脫硫裝置投資大、運行費用高。燒結脫硫裝置投資約占燒結機投資的20%～50%，噸燒結礦脫硫運行成本5～14元。投資大、運行成本高是制約安裝脫硫裝置的重要因素。
4.有效監管不夠。大多數鋼鐵企業沒有安裝燒結煙氣在線監測設備，對鋼鐵企業燒結排放二氧化硫的監管主要采用間斷的監測方式，無法對排放二氧化硫濃度及總量準確監控。
2 氮法脫硫特點
70年代初，日本與意大利等國開始研制氨法脫硫工藝并相繼獲得成功。氨法脫硫工藝主體部分屬化肥工業范疇，對電力企業而言比較陌生，這是氨法脫硫技術未得到廣泛應用的主要因素。隨著合成氨工業的不斷發展以及廠家對氨法脫硫工藝自身的不斷完善和改進，進入90年代后，氨法脫硫工藝漸漸得到了應用。
本技術采用濕式沖突網氨法脫硫除塵脫硫裝置處理燒結機尾氣，主要有以下特點：
(1)新型的除塵脫硫器：濕式沖突網除塵脫硫裝置具有占地面積小、處理煙氣量大等特點。在百萬立方米每小時流量的同樣條件下，該除塵脫硫裝置體積僅為普通除塵脫硫裝置的五十分之一。
(2)濕式沖突網除塵脫硫裝置操作簡單實用、維護量小、自凈能力強、運行穩定可靠。
(3)氨法屬于回收法，是高效低耗能的濕法，適用范圍廣，不受燃煤含硫量、鍋爐容量及工業爐窯、煙氣二氧化硫濃度的限制。除脫硫效率可達95%—99%外，不產生廢水、廢渣，副產品可作為農用肥料等，還具有脫出部分NOX(氮氧化物)的能力。
(4)利用焦化廠氨水脫硫，副產品為硫酸氨，可作為化肥使用達到“以廢治廢，變廢為寶”的目的。
(5)SO2資源化利用，可以按不同的工藝獲得需要濃度的SO2，可生產硫酸銨、硫酸、液體SO2，或者生產高價值的化肥產品，并可進一步衍生磷銨、硝銨、硫酸鉀?？捎行Ц纳莆覈幕十a品結構，利于農業發展。
3氮法脫硫技術原理及處理流程
3.1工藝原理
本工藝采用的是氨-硫銨肥法。該脫硫原理為液膜吸收原理，在濕式沖突網除塵脫硫裝置中氨水與煙氣中的SO2 直接接觸進行氣- 氣換熱和瞬時化學反應。可能發生化學反應如下：
SO2 + H2O = H2SO3
H2SO3 + NH3 = NH4HSO3
NH4HSO3 + NH3 = (NH4) 2SO3
2 (NH4) 2SO3 + O2 = 2(NH4) 2SO4
3.2處理流程
4氮法脫硫效果
吸收塔后排煙SO2濃度保證值：<150 mg/NM3、脫硫率90%;
吸收塔后排煙SO2濃度期望值：<75 mg/NM3、脫硫率95%;
吸收塔后排煙粉塵濃度保證值：<100 mg/NM3、脫硫率90%;
吸收塔后排煙粉塵濃度期望值：<80 mg/NM3、脫硫率95%;
吸收塔后排煙林格曼黑度：<1級;
考慮到少交排污費及硫酸銨出售經濟效果，采用此技術預計6~8年可收回投資。
5結論及技術探討
氮法脫硫與其它脫硫來講，氮法脫硫可以將SO2資源化，特別是后加工成K2SO4肥料，可以產生較好的經濟效益。
氮法脫硫處理技術在國內還處于初期應用階段，還需要大量的推廣，這樣為產業設備標準化生產提供基礎。脫硫處理技術趨于成熟，但產物效益最大化還需進一步深入研究。
參考文獻
[1] 郭東明 脫硫工程技術與設備 化學工業出版社 2007.6。
[2] 黃亞繼等 TS-35型氨法脫硫工業化試驗及其經濟性分析 《環境工程》 2004年2期。
[3] 郭東岳等 3×75t/h煤泥循環流化床鍋爐氨法脫硫的應用 《科技信息》 2010年17期。
[4] 周建宏等 燃煤鍋爐氨法煙氣脫硫 《環境工程》 2005年3期。
[5] 陳梅倩等 氨法脫硫反應特性的化學動力學分析 《環境科學學報》 2005年7期。
[6] 崔建祥等 氨法脫硫副產物亞硫酸銨的塔外氧化 《電力環境保護》 2009年3期。
第一作者需填寫的內容：
姓名，性別，出生年份，職稱，研究方向
張繼福，男，1966年12月出生，工程師，主要從事化工、冶金等生產廢水處理以及生產廢氣處理的研究
注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。