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氨法脱硫工艺的那些事

北极星环保网来源:除灰脱硫脱硝技术联盟2018/3/22 9:09:17我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:氨法脱硫 脱硫工艺 脱硫塔

D:中和吸收的SO2

SO2极易与碱性物质发生化学反应,形成亚硫酸盐。碱过剩时生成正盐;SO2过剩时形成酸式盐。

SO2+NH4OH→NH4HSO3(5)

SO2+2NH4OH→(NH4)2SO3+H2O(6)

由于反应(5)、(6)的进行,可以使更多SO2可被吸收。

E:吸收得到的(亚)硫酸(氢)铵氧化成硫酸(氢)铵

亚硫酸盐不稳定,可被烟气及氧化空气中的氧气氧化成稳定的硫酸盐。

2NH4HSO3+O2→2NH4HSO4(7)

2(NH4)2SO3+O2→2(NH4)2SO4(8)

F:硫酸铵溶液浓缩后结晶析出硫酸铵固体

硫酸铵+水→硫酸铵固体+水蒸汽

G:脱硝功能

氨法脱硫在脱出二氧化硫的同时,对氮氧化物也有一定的脱除效果,其反应原理如下:

烟气中氮氧化物(NOx)主要以NO(占NOx的90%)形式存在,其次是NO2、N2O5等。在一定温度下,NO在空气中部分氧化成NO2,建立如下平衡:

NO+1/2O2→NO2

在一定温度的水溶液中,亚硫酸铵(NH4)2SO3与水中溶解的NO2反应生成(NH4)2SO4与N2,建立如下平衡:

2(NH4)2SO3+NO2→2(NH4)2SO4+1/2N2↑

亚硫酸铵(NH4)2SO3与水中溶解的NO反应生成(NH4)2SO4与N2,建立如下平衡:

(NH4)2SO3+NO→(NH4)2SO4+1/2N2↑

亚硫酸氢铵NH4HSO3与水中溶解的NO2反应生成NH4HSO4与N2,建立如下平衡:

4NH4HSO3+2NO2→4NH4HSO4+N2↑

存在问题:

1、氨逃逸

这里所述的氨逃逸专指气态氨随烟气排出脱硫装置的现象。在氨法脱硫工程中,通常造成氨逃逸的主要原因是脱硫循环液中游离氨含量高。氨是极易挥发的物质,常温常压下氨是气体。所以在氨法脱硫的工程中需要将氨的浓度和温度降到尽量低。脱硫所需要的氨是由脱除烟气中的二氧化硫的量所决定的,所以为了使吸收液中氨的浓度降低,只能加大吸收液的循环量,同时,吸收液温度降低。

另外,亚硫酸铵氧化率低也是造成氨逃逸严重的另一个原因。脱硫生成的亚硫酸铵是不稳定的化合物,如果不及时氧化成稳定的硫酸铵,容易分解成二氧化硫和氨,造成排放烟气中二氧化硫升高同时氨逃逸加剧。

2、气溶胶

在氨法脱硫方法中,所谓气溶胶是指气态酸性氧化物在一定条件下与气态氨反应,生成相应的极细的铵盐固体微粒,如同烟尘漂浮在气体中。根据生成气溶胶氧化物的酸性程度,可以分为弱酸性气溶胶和强酸性气溶胶,主要是亚硫酸铵和硫酸铵。

氨法脱硫的工程越来越多,规模越来越大,人们注意到所谓的“白烟”问题,主要是气溶胶的原因。在气态氨和水存在的条件下与烟气中的二氧化硫和三氧化硫反应生成了硫酸铵和亚硫酸铵固体微粒,不容易除去。

石灰石-石膏法脱硫工程中也出现了气溶胶问题,尤其是安装了脱硝装置的工程,会出现“蓝烟”、“黄烟”现象。不过这种气溶胶是硫酸酸雾,与硫酸铵气溶胶有区别。

解决办法:

1、选择合理的液气比

氨逃逸和气溶胶的形成与液气比关系密切,从抑制气溶胶的角度考虑,选择较大的液气比可以将液相游离氨含量控制的很低,也使气相氨的含量很低,这样就抑制了气溶胶的生成。美国Marsulex公司主张液气比在10以上,这是经过长期研究的结论,应该具有很高的参考价值。目前国内氨法脱硫液气比取5—10。

2、氨水浓度

避免脱硫过程中生成气溶胶的措施是将脱硫区域气态氨含量降低,由气液平衡得知,氨水的浓度降低可以有效的降低气态氨的浓度。一般工业上氨浓度控制在10%—20%。

3、设置氨回收段

脱硫塔吸收段上方设置一个氨回收段,对于减少氨逃逸有一定效果。喷淋水会与上升的脱硫后烟气逆向接触,烟气中的氨被喷淋水吸收。脱硫塔吸收段与氨回收段之间由横断塔体的隔板隔开,隔板上装有升气帽。喷淋水清洗后下落到隔板上方,经管道流回喷淋罐。冲洗后的水可以作为脱硫塔补充水落入塔循环浆液,而喷淋水用新鲜水补充,以此降低氨浓度。

4、脱硫塔进口喷水

脱硫塔烟气进口区域或者进口烟道布置水喷淋设施,三氧化硫等强酸性氧化物都是极易溶于水的,喷水可以使这些氧化物迅速溶于水,从而避免气溶胶的产生。

5、脱硫塔出口高效除尘除雾装置

经过脱硫的烟气含有大量雾滴,雾滴由浆液液滴、凝结液滴和尘颗粒组成,当这部分烟气进入高效除尘除雾器,高效除尘除雾器筒内加设的气旋板使脱硫气旋转起来,在气旋器上方形成气液两相的剧烈旋转及扰动,从而使得烟气中的小液滴、粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物相互碰撞团聚凝聚成大液滴,其与气旋筒壁碰撞,并被气旋筒壁捕获吸收,捕获的液滴进入多级气旋设置的一个桶内,脱硫后的烟气可以达到国家标准直排。

延伸阅读:

氨法脱硫工艺存在的问题及解决方案

氨法脱硫工艺之硫酸铵回收法脱硫简述

氨法烟气脱硫技术

【硫老师】脱硫技术之氨法脱硫工艺的基本原理

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