氨法脫硫簡(jiǎn)介

氨法脫硫原理 燃煤煙氣氨法脫硫是一個(gè)典型，但十分復(fù)雜的 化學(xué)過(guò)程，屬于國(guó)際化學(xué)工程科學(xué)與工程學(xué)術(shù)領(lǐng)域 的前沿。也是一個(gè)變廢為寶的資源回收法，目前在 燃煤煙氣脫硫處理上最為環(huán)保的方法。主要過(guò)程是 用堿性的脫硫劑——氨(包含純氨、氨水)，將燃煤 煙氣中含有的S0：吸收、對(duì)吸收反應(yīng)產(chǎn)生的亞硫酸 銨氧化生成硫酸銨、將稀硫酸銨濃縮產(chǎn)生固體硫酸 銨結(jié)晶，然后對(duì)高濃度的含水硫酸銨結(jié)晶溶液脫水、 干燥得到硫酸銨產(chǎn)品。 燃煤煙氣氨法脫硫包括三個(gè)具體反應(yīng)步驟：

(1)吸收：S02+2NH3·H20一(NH4)2S03+ H20

(2)氧化：(NH4)2S03+02—2(NH4)2S04

(3)結(jié)晶：(NH。)：SO。(1)一(NH。)：SO。

(4) 總反應(yīng)為：2S02+4NH3·H20+02— 2(NH4)2S04+2H201．

?結(jié)晶工藝

氨法脫硫工藝的硫酸銨結(jié)晶形成工藝又分為脫 硫塔里飽和結(jié)晶工藝、脫硫塔外蒸發(fā)結(jié)晶工藝。脫 硫塔里飽和結(jié)晶工藝是使得SO：吸收、亞硫酸銨氧 化、稀硫酸銨濃縮在一個(gè)脫硫塔中完成，從高濃度的 硫酸銨溶液中飽和結(jié)晶得到固體硫酸銨。此工藝中 含硫酸銨漿液的pH值在2．5—3．5，腐蝕性較強(qiáng)。 脫硫塔外蒸發(fā)結(jié)晶工藝是將在脫硫塔里經(jīng)過(guò)SO：吸 收、亞硫酸銨氧化形成的稀硫酸銨溶液取出，用蒸發(fā) 器蒸發(fā)濃縮析出硫酸銨結(jié)晶。此方法需要消耗蒸汽 熱源。

氨法脫硫的優(yōu)勢(shì)

(1)氨是一種易溶于水的堿，在水中的溶解度， 常壓下可達(dá)到25％以上的濃度，即330 g／L水。因 此，采用氨法的潛在意義在于，與石灰石一石膏法相 比，可以顯著降低吸收液的循環(huán)量，從而可顯著降低 煙氣脫硫裝置的投資和能耗。

(2)氨作為脫硫的原料，同時(shí)也是生產(chǎn)氮肥的 原料，因此，氨法的脫硫產(chǎn)品是一種氮肥：硫銨化肥， 其含氮量為21％(尿素46．3％，氯化銨26％，碳酸 氫銨17．5％)，是一種用途廣附加值大的產(chǎn)品。 氨法是一種回收法，是一種“可資源化”的方 法。煙氣中SO：體現(xiàn)了非常明顯的回收價(jià)值，因此， 與作為拋棄法的石灰石一石膏法相比，氨法是一種 回收法，是一種“可資源化”的方法。一般而言，氨 中氮的價(jià)值在20形N左右，碳銨在25形N，尿素 在35形N，氯化銨在25形N～30形N(因?yàn)楹?氯，所以價(jià)格低)，而硫銨與尿素持平，甚至高于尿 素氮的價(jià)值。這樣，煙氣中sO：體現(xiàn)了非常明顯的 回收價(jià)值，一般在400形t一600 Yr_／t。硫酸銨合計(jì) 年產(chǎn)能達(dá)1250萬(wàn)t，口量達(dá)國(guó)內(nèi)產(chǎn)量的 60％。 但是，盡管氨法有如此明顯的優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)外，尤 其象日本、歐洲，甚至美國(guó)這樣的發(fā)達(dá)國(guó)家卻并不重 視和發(fā)展氨法。只有我國(guó)，其次是印度，再其次是美 國(guó)具有發(fā)展氨法的良好條件。

(3)從低碳經(jīng)濟(jì)的角度講，氨法脫硫是碳零排 放，而鈣法脫硫則是高碳排放，采用鈣法脫硫，每脫 除1 t SO：將產(chǎn)生0．8 t C02。因此，氨法脫硫是一 個(gè)典型的以廢治廢、變廢為寶、無(wú)污染的循環(huán)經(jīng)濟(jì)， 而鈣法脫硫?qū)a(chǎn)生嚴(yán)重的二次污染(鈣法脫硫后產(chǎn) 生的石膏不好利用，被拋棄，且排放CO：)。

氨法脫硫的缺點(diǎn)

(1)氨逃逸溢出：由于氨的易揮發(fā)性，從脫硫塔 出口氨很容易溢出。

(2)氣溶膠：氣相形成亞硫酸氫氨的固體，即氣 相沉淀。呈現(xiàn)為微米級(jí)別的超細(xì)粉末，稱為氣溶膠。 由于在脫硫過(guò)程中，熱煙氣與水溶液接觸，在液體表 面，飽和水蒸汽向氣相傳遞，超細(xì)的固體顆粒會(huì)成為 水蒸汽冷凝結(jié)露的核心或晶種。 NH3(g)+S02(g)+H20(g)一NH4HS03(s) 因此，關(guān)鍵是要防止以上反應(yīng)的發(fā)生。溫度越 高氣溶膠越不容易發(fā)生。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，當(dāng)溫度高于 45℃以上，則不會(huì)有氣溶膠問(wèn)題。

(3)亞硫酸銨氧化率：亞硫酸銨一硫酸銨(氧化 率95％一99％以上) 在亞硫酸銨氧化方面，從理論上確定了亞硫酸 銨氧化成為硫酸銨等同于0：的化學(xué)吸收。亞硫酸 銨氧化和其他亞硫酸鹽相比明顯不同，NH：對(duì)氧化 過(guò)程有阻尼作用。經(jīng)過(guò)實(shí)踐試驗(yàn)研究闡述了這一獨(dú) 特性質(zhì)，NH：顯著阻礙0：在水溶液中的溶解，濃度 越高0：在水溶液中的溶解度越低，氧化率也越低。

(4)氨法脫硫中漿液含油、含灰：除油(常規(guī)設(shè) 計(jì)用氣浮裝置處理)、除灰(常規(guī)設(shè)計(jì)用臥式螺旋離 心機(jī)處理)。 氨法脫硫中油、灰存在產(chǎn)生的問(wèn)題。

硫酸銨漿液難以生產(chǎn)硫酸銨產(chǎn)品

由于在燃煤鍋爐啟爐點(diǎn)火時(shí)，一般用柴油點(diǎn)火， 在尾氣經(jīng)過(guò)布袋除塵或靜電除塵后仍含有一定的煙 塵。從而更容易產(chǎn)生油灰，使硫酸銨產(chǎn)品難以飽和 結(jié)晶析出或蒸發(fā)結(jié)晶析出難以產(chǎn)出，且產(chǎn)品不合格。 尤其在氨法脫硫塔外蒸發(fā)結(jié)晶工藝中，硫酸銨 漿液在蒸汽加熱下，2 h一3 h就成漿糊狀，硫酸銨無(wú) 法結(jié)晶出來(lái)。造成硫酸銨漿液隨著生產(chǎn)的延續(xù)，積 累越多，使生產(chǎn)系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行下去，要將硫酸銨漿液 人為地排出脫硫生產(chǎn)系統(tǒng)。也造成大量的含硫酸銨 的漿液污染環(huán)境。

產(chǎn)品粒度細(xì)小

因油、灰的存在使硫酸銨難以結(jié)晶，晶核難以長(zhǎng) 大，使得硫酸銨產(chǎn)品粒度細(xì)小。在離心脫水、干燥產(chǎn) 品時(shí)運(yùn)行困難。由于硫酸銨結(jié)晶細(xì)小，在離心脫水 時(shí)，結(jié)晶取出較困難。由此形成的細(xì)小產(chǎn)品在流化 干燥時(shí)被引風(fēng)機(jī)吸走，造成后系統(tǒng)的堵塞。

亞硫酸銨氧化的困難

由于煤灰煙塵、油的存在，使含有亞硫酸銨的漿液 濃度高，而且粘稠。從而使向亞硫酸銨水溶液中鼓入 的空氣中的氧氣無(wú)法被漿液吸收，使?jié){液中氧氣含量 低，導(dǎo)致亞硫酸銨氧化反應(yīng)速度慢，氧化率較低難以生 成得到硫酸銨。使得大量的氨逃逸、氣溶膠產(chǎn)生，造成 凈化后的鍋爐煙氣拖尾較重，產(chǎn)生長(zhǎng)超過(guò)3 km的拖尾 現(xiàn)象。

硫酸銨產(chǎn)品不合格

由于大量煤灰存在，硫酸銨產(chǎn)品顏色黑，不符合 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB535—1995；也不符合副產(chǎn)硫酸銨的火 電廠產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)DL／T808—2002中關(guān)于產(chǎn)品外觀要 求：白色或灰白色粒狀或粉末狀，無(wú)可見(jiàn)機(jī)械雜質(zhì)， 硫酸銨主含量不達(dá)標(biāo)。 3解決油灰問(wèn)題的傳統(tǒng)工藝 解決油灰分離問(wèn)題的傳統(tǒng)工藝——臥式螺旋離 心機(jī)由轉(zhuǎn)鼓和帶空心轉(zhuǎn)軸的螺旋輸送器組成。油灰污泥由空心轉(zhuǎn)軸送入轉(zhuǎn)筒后，在高速旋 轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，立即被轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)鼓腔內(nèi)。污 泥顆粒由于比重較大，離心力也大，因此被甩貼在轉(zhuǎn) 鼓內(nèi)壁上，形成固體層(因?yàn)榄h(huán)狀，稱為固環(huán)層)。 水分由于密度較小、離心力小，因此，只能在固 環(huán)層內(nèi)側(cè)形成液體層，稱為液環(huán)層。固環(huán)層的污泥 在螺旋輸送器的緩慢推動(dòng)下，被輸送到轉(zhuǎn)鼓錐端，經(jīng) 轉(zhuǎn)鼓周圍的出口連續(xù)排出；液環(huán)層的液體則由堰口 連續(xù)溢流排至轉(zhuǎn)鼓外，形成分離液，然后匯集起來(lái)， 靠重力排出脫水機(jī)外。

板框壓濾機(jī)的應(yīng)用

廂式、板框式、隔膜壓榨式壓濾機(jī)。按濾板壓緊和移動(dòng)方式，壓濾機(jī)可分普通式和自動(dòng)拉板式二類。 普通式壓濾機(jī)有手動(dòng)壓緊、手動(dòng)千斤頂壓緊、電動(dòng)油 泵千斤頂壓緊和電動(dòng)油泵液壓壓緊等。前二種主要 用于過(guò)濾面積小的壓濾機(jī)。

自動(dòng)板框壓濾機(jī)

自動(dòng)板框壓濾機(jī)采用自動(dòng)保壓和PLC技術(shù)，當(dāng)過(guò)濾結(jié)束需要卸濾餅時(shí)，每塊濾板拉開(kāi)卸料是 用拉板器逐一自動(dòng)拉開(kāi)，提高整機(jī)自動(dòng)化水平。 近年開(kāi)發(fā)的全自動(dòng)板框壓濾機(jī)是在常規(guī)壓濾機(jī) 上配置自動(dòng)進(jìn)料、自動(dòng)保壓、自動(dòng)吹氣、自動(dòng)壓榨 (壓榨式壓濾機(jī))、自動(dòng)拉板、濾板自動(dòng)刮泥(濾餅)、 濾布自動(dòng)清洗、自動(dòng)翻板機(jī)構(gòu)、皮帶輸送系統(tǒng)和故障 報(bào)警系統(tǒng)等組成。 廂式、板框壓濾機(jī)主機(jī)主要有機(jī)架部分、過(guò)濾部 分、液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)四部分組成。

聚丙烯材質(zhì)的壓濾板

增強(qiáng)聚丙烯材質(zhì)的濾板型腔設(shè)計(jì)合理，采用點(diǎn) 狀圓凸臺(tái)(廂式、板框式)。流道設(shè)計(jì)合理，流速快， 過(guò)濾周期短，熱塑模壓成型，其化學(xué)性能穩(wěn)定，抗腐 蝕性、耐酸、耐堿，無(wú)毒無(wú)味，強(qiáng)度高，經(jīng)久耐用。

聚丙烯材質(zhì)的濾布

聚丙烯材質(zhì)的濾布縱面平直光滑，截面呈圓形 密度丙綸最大的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)地輕，其密度僅為 0．91 g／cm3是常見(jiàn)化學(xué)纖維中密度最輕的品種，所 以同樣重量的丙綸可比其他纖維得到的較高的覆蓋 面積。而且耐酸、耐堿，有較好的耐化學(xué)腐蝕性，除 了濃硝酸，濃的苛性鈉外，丙綸對(duì)酸和堿抵抗性能良 好。丙綸的吸濕性很小，幾乎不吸濕，一般大氣條件 下的回潮率接近于零。目數(shù)細(xì)小可選擇性大，完全 可以截留油、細(xì)顆粒的煤灰。

氨法脫硫漿液過(guò)濾油灰后的濾餅、含硫酸銨 漿液 氨法脫硫漿液過(guò)濾油灰后的濾餅達(dá)到4 em厚 度，含水遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)工藝的過(guò)濾后的煤灰 含水率。過(guò)濾后的含硫酸銨漿液金黃透亮，完全過(guò) 濾了漿液中的油灰。 過(guò)濾后硫酸銨漿液生產(chǎn)的產(chǎn)品 過(guò)濾后硫酸銨漿液生產(chǎn)的硫酸銨產(chǎn)品，符合火 電廠標(biāo)準(zhǔn)DL／TS08—2002，也達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB535—1995中合格品的要求。

?結(jié)語(yǔ)

對(duì)燃煤鍋爐煙氣中氨法脫硫工藝生產(chǎn)的充分研 究，煙氣中含油、灰存在的問(wèn)題完全可以利用板框式 壓濾機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝中分別使用除油、除灰設(shè)備的 工藝。利用板框壓濾機(jī)即可以達(dá)到除油、除灰一體 化的目的，效果顯著。保證了亞硫酸銨的氧化率，保 證了硫酸銨產(chǎn)品的有效產(chǎn)出，保證了硫酸銨產(chǎn)品達(dá) 標(biāo)。也解決了煙氣拖尾現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：氨法脫硫；燃煤煙氣；硫酸銨漿液；油灰；板框壓濾機(jī)