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氨法脫硫技術(shù)論文

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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)。 這是學(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。本文首先介紹了國內(nèi)外煙氣脫硫脫硫工藝各種技術(shù)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(shù)做了重點闡述和詳細的說明。

  關(guān)鍵字:煙氣脫硫;氨法脫硫;二氧化硫;氨水

  我國是世界產(chǎn)煤和燃煤大國,燃煤排放的二氧化硫也不斷增加,連續(xù)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(yán)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(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(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)機送入吸收塔預(yù)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(yīng),脫去煙氣中的硫份。凈煙氣經(jīng)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(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)水對除霧器進行噴霧清洗。主要缺點是副產(chǎn)品銷售沒有形成規(guī)模,沒有良好的銷售渠道,并且對煙氣的雜質(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(huán)使用, SO2可用于生產(chǎn)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(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(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(yīng),反應(yīng)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(tǒng)簡單、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(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,市場好,無污染。

  根據(jù)以上得出, 氨法脫硫工藝吸收劑來源廣、副產(chǎn)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(jié)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(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,進入脫硫塔濃縮段,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,煙氣溫度被進一步降至50℃左右,吸收后的凈氣經(jīng)除霧器除霧,進入煙囪排放。主要設(shè)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(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(xù)參加吸收反應(yīng);部分回流至循環(huán)槽,經(jīng)二級循環(huán)泵送入脫硫塔濃縮段進行濃縮結(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)機等。

  硫銨處理系統(tǒng):由結(jié)晶泵來的5~15%硫酸銨漿液,經(jīng)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(huán)槽循環(huán)使用。主要設(shè)備有旋流器、離心機、干燥機、包裝機等。

  (2)技術(shù)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(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)計脫硫效率≥98%,可根據(jù)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(shù)據(jù):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(fù)雜,采用改進氧化塔設(shè)計等方法降低負面影響。6)設(shè)備布置緊湊,節(jié)約用地。7)本技術(shù)的生產(chǎn)設(shè)備將全部選用國產(chǎn)化設(shè)備。

  4.結(jié)論

  氨法脫硫工藝具有無廢水、廢渣 ,副產(chǎn)品可作為農(nóng)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(shù)。

  我國合成氨產(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目這種以化工產(chǎn)品為主的自備電站,脫硫劑來于化肥又回到化肥 ,不論對環(huán)境和國民經(jīng)濟都不會造成負面影響。相反,因其回收了硫元素 ,符合農(nóng)業(yè)部門對硫肥日益增長的需求。

  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)難點也已有了突破 ,其應(yīng)用前景將越來越廣闊。

  參考文獻

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  [2]王永軍等.煙氣氨法脫硫技術(shù)應(yīng)用 [J].中國勘察設(shè)計,2010

  燒結(jié)機氨法脫硫技術(shù)篇二

  摘要

  本文介紹了我國燒結(jié)機脫硫現(xiàn)狀,并對燒結(jié)機氨法脫硫技術(shù)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(jié)機氨法脫硫技術(shù)應(yīng)用的前景及進一步研究的方向。

  關(guān)鍵詞

  燒結(jié)機、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

  中圖分類號:TF704.3文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:

  1 燒結(jié)機脫硫現(xiàn)狀

  目前,鋼鐵行業(yè)二氧化硫主要由燒結(jié)球團煙氣產(chǎn)生,燒結(jié)球團煙氣產(chǎn)生的二氧化硫占鋼鐵企業(yè)排放總量70%以上,個別企業(yè)達到90%左右(不含燃煤自備電廠產(chǎn)生的二氧化硫)。據(jù)統(tǒng)計,2008年全國重點統(tǒng)計的鋼鐵企業(yè)二氧化硫排放量約110萬噸,其中燒結(jié)二氧化硫排放量約80萬噸。

  (一)燒結(jié)煙氣的特點

  我國鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣成分復(fù)雜,波動性較大,具有以下特點: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、氮氧化物等。這些特點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在燒結(jié)機上安裝脫硫裝置來完成。據(jù)統(tǒng)計,我國現(xiàn)有燒結(jié)機500余臺,燒結(jié)機總面積53820m2,生產(chǎn)能力達58950萬噸,平均單臺燒結(jié)機面積122m2。截至2009年5月底,我國已建成燒結(jié)煙氣脫硫裝置35套,實現(xiàn)脫硫的燒結(jié)機共40臺,燒結(jié)機總面積6312m2,形成燒結(jié)煙氣脫硫能力8.2萬噸。已投入運行的燒結(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)存在的主要問題

  1.缺乏成熟的燒結(jié)脫硫技術(shù)。目前已投入運行的燒結(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,這些工藝在我國處于研發(fā)和試用階段,實際脫硫效果,有待進一步驗證和評估。

  2.副產(chǎn)物利用途徑少。徹底解決燒結(jié)煙氣污染問題,不但要實現(xiàn)煙氣高效脫硫,還要解決副產(chǎn)物的有效利用問題。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、運行費用高。燒結(jié)脫硫裝置投資約占燒結(jié)機投資的20%~50%,噸燒結(jié)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(jiān)管不夠。大多數(shù)鋼鐵企業(yè)沒有安裝燒結(jié)煙氣在線監(jiān)測設(shè)備,對鋼鐵企業(yè)燒結(jié)排放二氧化硫的監(jiān)管主要采用間斷的監(jiān)測方式,無法對排放二氧化硫濃度及總量準(zhǔn)確監(jiān)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(yè)范疇,對電力企業(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(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)機尾氣,主要有以下特點:

  (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。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?jīng)_突網(wǎng)除塵脫硫裝置操作簡單實用、維護量小、自凈能力強、運行穩(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)高價值的化肥產(chǎn)品,并可進一步衍生磷銨、硝銨、硫酸鉀??捎行Ц纳莆覈幕十a(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 直接接觸進行氣- 氣換熱和瞬時化學(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;

  考慮到少交排污費及硫酸銨出售經(jīng)濟效果,采用此技術(shù)預(yù)計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)濟效益。

  氮法脫硫處理技術(shù)在國內(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一步深入研究。

  參考文獻

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  第一作者需填寫的內(nèi)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(chǎn)廢水處理以及生產(chǎn)廢氣處理的研究

  注:文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。

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