氨法脫硫技術(shù)論文
氨法脫硫技術(shù)論文
氨法脫硫法是一種在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用普遍的技術(shù)?！∵@是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的氨法脫硫技術(shù)論文，僅供參考!
淺議煙氣氨法脫硫技術(shù)篇一
摘要：氨法脫硫技術(shù)是一種新的煙氣脫硫技術(shù)，屬于環(huán)保裝置。本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外煙氣脫硫脫硫工藝各種技術(shù)的特點(diǎn)，對(duì)幾種濕法脫硫工藝進(jìn)行了對(duì)比分析，最后對(duì)氨法脫硫技術(shù)做了重點(diǎn)闡述和詳細(xì)的說(shuō)明。
關(guān)鍵字：煙氣脫硫;氨法脫硫;二氧化硫;氨水
我國(guó)是世界產(chǎn)煤和燃煤大國(guó)，燃煤排放的二氧化硫也不斷增加，連續(xù)多年超過(guò)2000萬(wàn)噸，已居世界首位，致使我國(guó)酸雨和二氧化硫污染日趨嚴(yán)重。國(guó)家把解決煙氣脫硫問(wèn)題納入國(guó)家大計(jì)之中，強(qiáng)制要求火電廠必須安裝煙氣脫硫裝置。 根據(jù)GB13223-2011，目前SO2排放限制為100mg/m3。氨法脫硫技術(shù)是以氨作為吸收劑脫除煙氣中的SO2，達(dá)到化害為利、變廢為寶。
1.濕法煙氣脫硫技術(shù)概述
吸收法是凈化煙氣中SO2的最重要的、應(yīng)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(chēng)為濕法煙氣脫硫。按脫硫劑的種類(lèi)劃分為：以CaCO3(石灰石)為基礎(chǔ)的鈣法、以NH3為基礎(chǔ)的氨法、以MgO為基礎(chǔ)的鎂法、以NaCO3為基礎(chǔ)的鈉法。
(1)MgO法
鍋爐煙氣由引風(fēng)機(jī)送入吸收塔預(yù)冷段，冷卻至適合的溫度后進(jìn)入吸收塔，往上與逆向流下的吸收漿液反應(yīng)，脫去煙氣中的硫份。凈煙氣經(jīng)過(guò)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(huì)導(dǎo)致除霧器堵塞、系統(tǒng)壓損增大，需由除霧器沖洗水泵提供工業(yè)水對(duì)除霧器進(jìn)行噴霧清洗。主要缺點(diǎn)是副產(chǎn)品銷(xiāo)售沒(méi)有形成規(guī)模，沒(méi)有良好的銷(xiāo)售渠道，并且對(duì)煙氣的雜質(zhì)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(shí)際上是采用Na2CO3和NaHSO3混合液為吸收劑。當(dāng)吸收劑中NaHSO3濃度達(dá)到80%-90%時(shí)，就要對(duì)吸收劑進(jìn)行再生，可獲得較高濃度的SO2和Na2CO3。再生后的Na2CO3可用于循環(huán)使用， SO2可用于生產(chǎn)硫酸。對(duì)煙氣的吸收效率可達(dá)到90%以上。這種方法由于吸收效率不高、原料價(jià)格高，應(yīng)用范圍較窄。
(3)CaCO3法
石灰石法是目前世界上應(yīng)用最廣、技術(shù)最成熟的煙氣脫硫工藝。石灰石經(jīng)過(guò)破碎、研磨、制成漿液后輸送到吸收塔。吸收塔內(nèi)漿液經(jīng)過(guò)循環(huán)泵送到噴淋裝置噴淋。煙氣從煙道引出后經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)增壓，進(jìn)入GGH煙氣加熱器冷卻后進(jìn)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(jīng)GGH煙氣加熱器加熱后排入煙道。吸收塔內(nèi)吸收SO2后生成的亞硫酸鈣，經(jīng)氧化處理生成硫酸鈣，從吸收塔內(nèi)排出的硫酸鈣經(jīng)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(diǎn)是：①氨的堿性強(qiáng)于鈣基吸收劑;②氨吸收煙氣中SO2是氣―液或氣―氣反應(yīng)，反應(yīng)速度快、完全、吸收劑利用率高，可以達(dá)到很高的脫硫效率。相對(duì)于其他鈣基脫硫工藝來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小、能耗低。另外，其脫硫副產(chǎn)品硫酸銨是一種常用的化肥，副產(chǎn)品的銷(xiāo)售收入能大幅度降低運(yùn)行成本。
2.濕法脫硫工藝對(duì)比分析
(1)脫硫效率方面：鈣法、鎂法、鈉法都能達(dá)到95%，而氨法能達(dá)到97%以上。(2)原料來(lái)源方面：鈣法原料為石灰石，來(lái)自天然礦，原料豐富;鎂法原料為氧化鎂，來(lái)自菱鎂礦，原料有限;鈉法原料有限;氨法原料來(lái)自合成氨，原料豐富。(3)副產(chǎn)品用途：鈣法副產(chǎn)品可做建材原料，但基本拋棄，二次渣污染;鎂法副產(chǎn)品可做化肥添加劑，但基本拋棄，二次渣污染;鈉法副產(chǎn)品可做玻璃生產(chǎn)原料，但因質(zhì)量差，基本拋棄;氨法副產(chǎn)品高效農(nóng)用化肥，市場(chǎng)好，無(wú)污染。
根據(jù)以上得出， 氨法脫硫工藝吸收劑來(lái)源廣、副產(chǎn)品是可以綜合利用的化肥，不會(huì)造成二次污染、脫硫效率高。
3.氨法工藝流程、原理及特點(diǎn)(結(jié)合大唐阜新項(xiàng)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(chǎn)硫酸銨漿液，硫銨漿液送入硫銨處理系統(tǒng)處理生產(chǎn)硫酸銨;脫硫后的凈煙氣進(jìn)入煙囪排放。工藝系統(tǒng)主要包括煙氣系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、吸收劑供給系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、檢修系統(tǒng)等。
主要化學(xué)反應(yīng)有：SO2+H2O+xNH3=(NH4)xH2-xSO3;(NH4)XH2-xSO3+1/2O2 +(2-x)NH3=(NH4)2SO4
煙氣系統(tǒng)：鍋爐煙氣經(jīng)原煙氣擋板門(mén)，進(jìn)入脫硫塔濃縮段，蒸發(fā)濃縮硫酸銨溶液，溫度降至大約60℃，再進(jìn)入吸收段，與吸收液反應(yīng)，其中的SO2大部分被脫除，煙氣溫度被進(jìn)一步降至50℃左右，吸收后的凈氣經(jīng)除霧器除霧，進(jìn)入煙囪排放。主要設(shè)備有原煙氣進(jìn)口擋板門(mén)、旁路擋板門(mén)、凈煙氣擋板門(mén)、煙道等。
SO2吸收系統(tǒng)：煙氣與吸收液在脫硫塔內(nèi)混合發(fā)生吸收反應(yīng)，吸收后的吸收液流入脫硫塔底部的氧化段，用氧化風(fēng)機(jī)送入的空氣進(jìn)行強(qiáng)制氧化，氧化后的吸收液大部分補(bǔ)氨后繼續(xù)參加吸收反應(yīng);部分回流至循環(huán)槽，經(jīng)二級(jí)循環(huán)泵送入脫硫塔濃縮段進(jìn)行濃縮結(jié)晶，形成固含量3～5%的硫酸銨漿液，硫酸銨漿液回流至循環(huán)槽;循環(huán)槽下部固含量5～15%的硫酸銨漿液經(jīng)硫銨泵送入硫銨系統(tǒng)。反應(yīng)后的凈煙氣經(jīng)除霧器除去煙氣中攜帶的液沫和霧滴，進(jìn)入煙囪。吸收系統(tǒng)主要設(shè)備有脫硫塔、循環(huán)槽、氧化風(fēng)機(jī)等。
硫銨處理系統(tǒng)：由結(jié)晶泵來(lái)的5～15%硫酸銨漿液，經(jīng)旋流器進(jìn)一步濃縮后進(jìn)入離心機(jī)分離得到固體硫酸銨，再進(jìn)入干燥器干燥后，進(jìn)入料倉(cāng)和包裝機(jī)，即可得到商品硫酸銨。母液返回循環(huán)槽循環(huán)使用。主要設(shè)備有旋流器、離心機(jī)、干燥機(jī)、包裝機(jī)等。
(2)技術(shù)特點(diǎn)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(diǎn)，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(dá)到99%以上;控制吸收液濃度;頂部設(shè)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(nèi)構(gòu)件采用玻璃鋼等材料。3)設(shè)計(jì)脫硫效率≥98%，可根據(jù)運(yùn)行綜合效益靈活控制。4)能耗低：消耗定額按7臺(tái)470t/h鍋爐計(jì)算(阜新項(xiàng)目數(shù)據(jù)：?jiǎn)螤t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(duì)氨水成分比較復(fù)雜，采用改進(jìn)氧化塔設(shè)計(jì)等方法降低負(fù)面影響。6)設(shè)備布置緊湊，節(jié)約用地。7)本技術(shù)的生產(chǎn)設(shè)備將全部選用國(guó)產(chǎn)化設(shè)備。
4.結(jié)論
氨法脫硫工藝具有無(wú)廢水、廢渣 ，副產(chǎn)品可作為農(nóng)用肥料等特點(diǎn)。從實(shí)際運(yùn)行效果看，是一種適合中國(guó)國(guó)情的煙氣脫硫技術(shù)。
我國(guó)合成氨產(chǎn)量巨大， 供應(yīng)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(xiàng)目這種以化工產(chǎn)品為主的自備電站，脫硫劑來(lái)于化肥又回到化肥 ，不論對(duì)環(huán)境和國(guó)民經(jīng)濟(jì)都不會(huì)造成負(fù)面影響。相反，因其回收了硫元素 ，符合農(nóng)業(yè)部門(mén)對(duì)硫肥日益增長(zhǎng)的需求。
隨著氨法脫硫技術(shù)的發(fā)展 ，氨法脫硫裝置的投資已低于鈣法 ，技術(shù)難點(diǎn)也已有了突破 ，其應(yīng)用前景將越來(lái)越廣闊。
參考文獻(xiàn)
[1]彭健，葉世超，柳海剛等.燃煤鍋爐煙氣氨法脫硫技術(shù)概況[J]，燃料與化工，2010.
[2]王永軍等.煙氣氨法脫硫技術(shù)應(yīng)用 [J].中國(guó)勘察設(shè)計(jì)，2010
燒結(jié)機(jī)氨法脫硫技術(shù)篇二
摘要
本文介紹了我國(guó)燒結(jié)機(jī)脫硫現(xiàn)狀，并對(duì)燒結(jié)機(jī)氨法脫硫技術(shù)特點(diǎn)、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(jié)機(jī)氨法脫硫技術(shù)應(yīng)用的前景及進(jìn)一步研究的方向。
關(guān)鍵詞
燒結(jié)機(jī)、氨法脫硫、產(chǎn)業(yè)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(lèi)號(hào)：TF704.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1 燒結(jié)機(jī)脫硫現(xiàn)狀
目前，鋼鐵行業(yè)二氧化硫主要由燒結(jié)球團(tuán)煙氣產(chǎn)生，燒結(jié)球團(tuán)煙氣產(chǎn)生的二氧化硫占鋼鐵企業(yè)排放總量70%以上，個(gè)別企業(yè)達(dá)到90%左右(不含燃煤自備電廠產(chǎn)生的二氧化硫)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008年全國(guó)重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)的鋼鐵企業(yè)二氧化硫排放量約110萬(wàn)噸，其中燒結(jié)二氧化硫排放量約80萬(wàn)噸。
(一)燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)
我國(guó)鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣成分復(fù)雜，波動(dòng)性較大，具有以下特點(diǎn)：一是煙氣量大，一噸燒結(jié)礦產(chǎn)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(dá)40%以上;五是水分含量大且不穩(wěn)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(lèi)、氮氧化物等。這些特點(diǎn)都在一定程度上增加了鋼鐵燒結(jié)煙氣二氧化硫治理的難度。
(二)燒結(jié)裝備及脫硫裝置情況
治理燒結(jié)煙氣二氧化硫污染主要通過(guò)在燒結(jié)機(jī)上安裝脫硫裝置來(lái)完成。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有燒結(jié)機(jī)500余臺(tái)，燒結(jié)機(jī)總面積53820m2，生產(chǎn)能力達(dá)58950萬(wàn)噸，平均單臺(tái)燒結(jié)機(jī)面積122m2。截至2009年5月底，我國(guó)已建成燒結(jié)煙氣脫硫裝置35套，實(shí)現(xiàn)脫硫的燒結(jié)機(jī)共40臺(tái)，燒結(jié)機(jī)總面積6312m2，形成燒結(jié)煙氣脫硫能力8.2萬(wàn)噸。已投入運(yùn)行的燒結(jié)煙氣脫硫裝置采用的工藝主要有循環(huán)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(wèn)題
1.缺乏成熟的燒結(jié)脫硫技術(shù)。目前已投入運(yùn)行的燒結(jié)煙氣脫硫裝置采用的脫硫工藝主要有循環(huán)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(guó)處于研發(fā)和試用階段，實(shí)際脫硫效果，有待進(jìn)一步驗(yàn)證和評(píng)估。
2.副產(chǎn)物利用途徑少。徹底解決燒結(jié)煙氣污染問(wèn)題，不但要實(shí)現(xiàn)煙氣高效脫硫，還要解決副產(chǎn)物的有效利用問(wèn)題。由于燒結(jié)煙氣脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)物成分復(fù)雜，目前還缺乏有效的利用途徑。
3.脫硫裝置投資大、運(yùn)行費(fèi)用高。燒結(jié)脫硫裝置投資約占燒結(jié)機(jī)投資的20%～50%，噸燒結(jié)礦脫硫運(yùn)行成本5～14元。投資大、運(yùn)行成本高是制約安裝脫硫裝置的重要因素。
4.有效監(jiān)管不夠。大多數(shù)鋼鐵企業(yè)沒(méi)有安裝燒結(jié)煙氣在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)排放二氧化硫的監(jiān)管主要采用間斷的監(jiān)測(cè)方式，無(wú)法對(duì)排放二氧化硫濃度及總量準(zhǔn)確監(jiān)控。
2 氮法脫硫特點(diǎn)
70年代初，日本與意大利等國(guó)開(kāi)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(yè)范疇，對(duì)電力企業(yè)而言比較陌生，這是氨法脫硫技術(shù)未得到廣泛應(yīng)用的主要因素。隨著合成氨工業(yè)的不斷發(fā)展以及廠家對(duì)氨法脫硫工藝自身的不斷完善和改進(jìn)，進(jìn)入90年代后，氨法脫硫工藝漸漸得到了應(yīng)用。
本技術(shù)采用濕式?jīng)_突網(wǎng)氨法脫硫除塵脫硫裝置處理燒結(jié)機(jī)尾氣，主要有以下特點(diǎn)：
(1)新型的除塵脫硫器：濕式?jīng)_突網(wǎng)除塵脫硫裝置具有占地面積小、處理煙氣量大等特點(diǎn)。在百萬(wàn)立方米每小時(shí)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?jīng)_突網(wǎng)除塵脫硫裝置操作簡(jiǎn)單實(shí)用、維護(hù)量小、自?xún)裟芰?qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)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(yè)爐窯、煙氣二氧化硫濃度的限制。除脫硫效率可達(dá)95%—99%外，不產(chǎn)生廢水、廢渣，副產(chǎn)品可作為農(nóng)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(chǎn)品為硫酸氨，可作為化肥使用達(dá)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(chǎn)硫酸銨、硫酸、液體SO2，或者生產(chǎn)高價(jià)值的化肥產(chǎn)品，并可進(jìn)一步衍生磷銨、硝銨、硫酸鉀?？捎行Ц纳莆覈?guó)的化肥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，利于農(nóng)業(yè)發(fā)展。
3氮法脫硫技術(shù)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?jīng)_突網(wǎng)除塵脫硫裝置中氨水與煙氣中的SO2 直接接觸進(jìn)行氣- 氣換熱和瞬時(shí)化學(xué)反應(yīng)?？赡馨l(fā)生化學(xué)反應(yīng)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(jí);
考慮到少交排污費(fèi)及硫酸銨出售經(jīng)濟(jì)效果，采用此技術(shù)預(yù)計(jì)6~8年可收回投資。
5結(jié)論及技術(shù)探討
氮法脫硫與其它脫硫來(lái)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(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。
氮法脫硫處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)還處于初期應(yīng)用階段，還需要大量的推廣，這樣為產(chǎn)業(yè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供基礎(chǔ)。脫硫處理技術(shù)趨于成熟，但產(chǎn)物效益最大化還需進(jìn)一步深入研究。
參考文獻(xiàn)
[1] 郭東明 脫硫工程技術(shù)與設(shè)備 化學(xué)工業(yè)出版社 2007.6。
[2] 黃亞繼等 TS-35型氨法脫硫工業(yè)化試驗(yàn)及其經(jīng)濟(jì)性分析 《環(huán)境工程》 2004年2期。
[3] 郭東岳等 3×75t/h煤泥循環(huán)流化床鍋爐氨法脫硫的應(yīng)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(huán)境工程》 2005年3期。
[5] 陳梅倩等 氨法脫硫反應(yīng)特性的化學(xué)動(dòng)力學(xué)分析 《環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)》 2005年7期。
[6] 崔建祥等 氨法脫硫副產(chǎn)物亞硫酸銨的塔外氧化 《電力環(huán)境保護(hù)》 2009年3期。
第一作者需填寫(xiě)的內(nèi)容：
姓名，性別，出生年份，職稱(chēng)，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(chǎn)廢水處理以及生產(chǎn)廢氣處理的研究
注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。