發布時間：2020-07-28所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：近年來，氨法煙氣脫硫技術備受業界關注，該技術可充分利用我國豐富的氨源生產化肥，以減少大量的硫磺進口，既治理了大氣中的SO2污染，又變廢為寶，是一項較適應中國國情、完全資源化、適應長遠發展、極具推廣價值且更環保的脫硫技術。 關鍵詞：氨法脫
摘要：近年來，氨法煙氣脫硫技術備受業界關注，該技術可充分利用我國豐富的氨源生產化肥，以減少大量的硫磺進口，既治理了大氣中的SO2污染，又變廢為寶，是一項較適應中國國情、完全資源化、適應長遠發展、極具推廣價值且更環保的脫硫技術。
關鍵詞：氨法脫硫;結構改造;硫酸銨逃逸
引言
國內外主流煙氣脫硫技術為石灰石-石膏濕法脫硫，同時，濕式氨法脫硫工藝存在吸收塔出口氣溶膠顆粒物排放濃度大的缺陷，導致煙囪出口形成“藍色煙尾”的現象。根據統計，在2015年簽訂合同的煙氣脫硫新建工程機組中，氨法煙氣脫硫機組占4%，與《火電廠煙氣脫硫工程技術規范 氨法》(HJ 2001—2010)頒布時國內氨法脫硫機組占所有煙氣脫硫工程機組不到1%相比，氨法脫硫的應用取得了長足發展，并開發了多段分區吸收塔技術代替原有空塔技術。
1氨法煙氣脫硫技術的原理
采用氨水或液氨等作為脫硫劑，煙氣中的SO2與氨反應生成(NH4)2SO3，(NH4)2SO3與空氣進行氧化反應生成(NH4)2SO4，吸收液經結晶、脫水、壓濾后制得(NH4)2SO4，反應原理見式(1)～式(4)。SO2+2NH3·H2O(NH4)2SO3+H2O(1)(NH4)2SO3+SO2+H2O2NH4HSO3(2)NH4HSO3+NH3·H2O(NH4)2SO3+H2O(3)2(NH4)2SO3+O22(NH4)2SO4(4)在吸收液循環使用過程中，式(2)是吸收SO2最有效的反應。通過補充新鮮氨水，式(3)可保持(NH4)2SO3溶液的濃度。
2存在問題分析
氨法脫硫系統在運行過程中發現如下問題:1)開車初期SO2排放指標超標。開車初期由于轉化器溫度未達到指標要求，轉化率低，使進入脫硫塔的SO2含量較高，而加氨閥門偏小，液氨加入與循環液混合后很快發生反應，造成循環液pH值偏低，部分SO2未經吸收就排入大氣。2)pH值與SO2控制困難。循環吸收液pH值控制在5.5～6.5最佳，既保證了SO2吸收率的要求，又確保了氨的利用率，防止多余的氨逸出。生產要求排放ρ(SO2)在20～100mg/m3，硫磺制酸裝置在正常開車時轉化率一般大于99.8%，尾氣中SO2濃度是比較低的，消耗的液氨量也較低，但實際是只要供氨調節閥(DN25)微開，通過的液氨量就超過消耗量，造成pH值偏高，SO2排放經常顯示為零，不符合控制要求。為了保證SO2排放濃度又要控制好pH值，需對供氨氣動閥頻繁開關，操作難度較大。由于采用的是液氨直接加入循環液或塔內，存在混合不充分的情況，pH值顯示值與真實值存在偏差。3)亞硫酸銨氧化效果不好。脫硫塔內的曝氣管為1層，在使用一段時間后曝氣膜氣孔存在堵塞現象，提供的壓縮空氣分布不均，部分得不到全面氧化。4)pH值超過(大于)正�？刂品秶欧盼矚庵蠸O2仍然偏高。塔內噴淋吸收層隨著生產時間的推移，部分噴頭存在堵塞使氣體發生短路現象，同時SO2排放監測點取樣孔的位置偏低(在吸收塔的頂部，約28m位置)。5)尾氣中含有少量的亞硫酸銨或硫酸銨，酸霧存在超標現象。除霧器除霧效果不理想，霧滴中含有亞硫酸銨或硫酸銨，隨尾氣帶出。除霧器沖洗水沖洗效果不好，在除霧器上有硫酸銨結晶，少量結晶會隨尾氣一起排出。
3解決方案
針對開車初期供氨量不足及系統轉入正常生產時補氨量不好控制的問題，在原有調節閥(DN25)的位置串聯增加1臺DN10的調節閥。開車初期全開DN25的閥門，采用DN10閥門控制供氨量，隨著系統指標逐漸正常，逐漸關閉DN25的調節閥，采用DN10閥門控制供氨量，確保pH值正常，減少氨的逸出，改善尾氣的感觀(白霧)。2)改造加氨裝置及靜態混合器的安裝分布點，讓液氨充分與循環液以及塔內含硫銨液體充分混合。3)將脫硫塔1層曝氣管改為2層，增加壓縮空氣曝氣量，同時增加1臺140m3/min的羅茨風機作為主要供氣設備，原有壓縮空氣管網作為補充，保證亞硫酸銨的氧化率。4)增加管道噴淋吸收裝置。改造塔內噴淋液的分布結構，確保在部分噴頭存在堵塞的情況下噴淋液全覆蓋。尾氣SO2進入脫硫塔前先經過管道噴淋吸收，再進入塔內進行吸收，保證SO2的吸收率。5)SO2檢測孔位置從脫硫塔28m高位置處改至煙囪57m高的位置，在塔內排出的SO2氣體在煙囪處的混合較為均勻，保證其準確性。6)將原有的除霧器更換為高效折流除霧器，有效除去尾氣中的細小霧滴，減少氣體含水量，改善煙氣觀感(白霧)。
4氨法煙氣脫硫技術的應用前景
4.1有良好的氨源保障
按照氨法煙氣脫硫技術市場份額的10%估算，每年需要脫硫劑液氨約2Mt，副產(NH4)2SO4約8Mt。我國目前有合成氨企業500家左右，廣泛分布于全國各地。預計2015年，我國合成氨產能將達到70Mt/a，氨法煙氣脫硫有較好的氨源保障。
4.2(NH4)2SO4市場需求潛力大
近年來，世界農業及肥料組織積極推動硫肥在中國、印度等發展中國家的應用，對硫肥的需求不斷增加。2009年，世界(NH4)2SO4消費量約19Mt，我國(NH4)2SO4產量約2.8Mt，出口880kt，用于工業原料約300kt，國內用于肥料的(NH4)2SO4消費量只有1.6～1.7Mt，僅占氮肥消費總量的1%，與世界平均水平相比，(NH4)2SO4消費比例偏低。預計2015年，我國用于肥料的(NH4)2SO4需求量將達9Mt/a，進一步考慮出口及工業領域的消費，我國(NH4)2SO4的市場潛力在10Mt/a以上。因此，氨法煙氣脫硫技術的推廣在我國有較好的市場保障。
4.3推廣氨法煙氣脫硫技術有利于氮肥行業的結構調整
2009年，我國氮肥總產量105Mt，其中尿素產量63740kt，占氮肥產量的60.7%;碳酸氫銨、氯化銨、硝酸銨和(NH4)2SO4產量分別為26320，9185，3357，2820kt。目前，我國氮肥產能已呈現過剩態勢，中小氮肥生產企業生存困難。其中重要的原因之一就是產品結構不合理，小合成氨生產企業仍以低濃度的碳銨作為主導產品，市場空間和利潤空間非常有限。而企業銷售液氨的利潤比碳銨產品高得多，且脫硫副產物(NH4)2SO4產能的增加不會改變氮肥總量，只是調整了產品結構，減少了碳銨的產量，增加了(NH4)2SO4的比例。因此，大力推廣氨法煙氣脫硫，對改善我國氮肥行業的產品結構，提高經濟效益具有積極的推動作用，符合我國節能減排和產業結構調整的要求。
4.4燃煤硫分適應性強
氨法煙氣脫硫技術可用于硫質量分數為0.4%～8.0%的燃煤，且用于中、高硫煤時經濟性更加突出，鍋爐也因為使用中、高硫煤而降低了成本，既能提高經濟效益又有較好的環境效益。
相關期刊推薦：《環境工程學報》是由中國科學院主管[1] ，中國科學院生態環境研究中心主辦的學術資訊網類期刊(月刊)。以研究報告和學術論文為主，突出學術性與技術性，亦刊登少量高水平的特約綜述。所設主要欄目有：綜合評述、水污染防治、大氣污染防治、土壤污染防治、噪聲污染防治、固體廢棄物處理與處置、環境監測與評價以及生態環境工程等。期刊讀者對象主要為：環境工程學領域的科研人員、技術研發人員、各級環保管理人員、環保企業以及大專院校師生等[2] 。
結語
在氨法煙氣脫硫的過程中，氨作為原料來自于化肥工業，又以一種高效的載體形式回到化肥工業，不消耗額外資源，也不產生廢水、廢渣等環境污染，吸收劑利用率高，脫硫效率高，設備體積小，能耗低且環境友好，副產物價值高。——論文作者：蔣德超
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