摘要：簡要介紹了(le)燃煤鍋爐排放二(er)氧(yang)化硫(liu)的(de)(de)現(xian)狀(zhuang)及其對大(da)氣環境的(de)(de)危害;燃煤鍋爐排煙(yan)脫除二(er)氧(yang)化硫(liu)的(de)(de)必要性;煙(yan)氣脫硫(liu)的(de)(de)方法分(fen)類;祥細闡述了(le)氨法脫硫(liu)工(gong)(gong)藝原理、性能,并通過具體(ti)實(shi)例對工(gong)(gong)藝的(de)(de)效(xiao)果(guo)進(jin)行了(le)評價.

關鍵詞：氨(an)法脫硫(liu),凈化,工藝

眾所周(zhou)知,二(er)氧化(hua)硫(liu)排(pai)(pai)放(fang)到大氣(qi)中形(xing)成酸雨會(hui)影響大氣(qi)環境質(zhi)量,我(wo)(wo)國是(shi)世界上唯一以煤(mei)為(wei)主要(yao)能(neng)源的(de)(de)國家(jia),每(mei)年燃(ran)煤(mei)排(pai)(pai)放(fang)的(de)(de)SO2 約占總排(pai)(pai)放(fang)量的(de)(de)85%以上. 1997年國務院(yuan)批(pi)準(zhun)了國家(jia)環境保護總局制定(ding)的(de)(de)《酸雨控(kong)制區(qu)和二(er)氧化(hua)硫(liu)污染(ran)控(kong)制區(qu)劃分方案(an)》,決(jue)(jue)定(ding)分階段(duan)實施我(wo)(wo)國酸雨和二(er)氧化(hua)硫(liu)的(de)(de)控(kong)制目標,重點是(shi)解決(jue)(jue)燃(ran)煤(mei)鍋爐排(pai)(pai)放(fang)SO2 的(de)(de)問題.

燃煤(mei)鍋爐排煙脫(tuo)(tuo)硫(liu)一般可分(fen)為(wei):干(gan)法(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu),即(ji)用粉狀或顆粒狀吸(xi)收劑、吸(xi)附劑、催(cui)化劑來脫(tuo)(tuo)除煙氣中(zhong)的SO2 ;濕法(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu),即(ji)用液體吸(xi)收劑洗滌(di)煙氣,吸(xi)收煙氣中(zhong)的SO2 ;半(ban)干(gan)法(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu),介(jie)于干(gan)法(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu)和濕法(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu)之間(jian). 按所使用的吸(xi)收劑又(you)分(fen)為(wei)鈣(gai)劑法(fa)、鎂劑法(fa)、鈉堿(jian)法(fa)、鋁法(fa)、氨法(fa)等. 其中(zhong)濕法(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu)應用最廣,下面介(jie)紹的AOP深度氧(yang)化脫(tuo)(tuo)硫(liu)就(jiu)屬濕法(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu).

1　原理

1. 1　AOP吸收煙氣中SO2基本原理

溶解于水中的(de)(de)氨(an)在與煙(yan)(yan)氣(qi)接(jie)觸時,于煙(yan)(yan)氣(qi)中的(de)(de)SO2 發生反應(ying)生成(cheng)亞(ya)硫(liu)酸(suan)銨(an)(an),亞(ya)硫(liu)酸(suan)銨(an)(an)進一步(bu)吸收煙(yan)(yan)氣(qi)中的(de)(de)SO2 生成(cheng)亞(ya)硫(liu)酸(suan)氫(qing)銨(an)(an),亞(ya)硫(liu)酸(suan)氫(qing)銨(an)(an)再與混合液中的(de)(de)氨(an)水反應(ying)生成(cheng)亞(ya)硫(liu)酸(suan)氫(qing)銨(an)(an),通過亞(ya)硫(liu)酸(suan)氫(qing)銨(an)(an)與亞(ya)硫(liu)酸(suan)銨(an)(an)不斷的(de)(de)循(xun)環,以及(ji)連續補入系統中的(de)(de)氨(an)水, 不斷吸收煙(yan)(yan)氣(qi)中的(de)(de)SO2. 化學反應(ying)式(shi)如下:

2NH3 +H2O + SO2 = (NH4 ) 2 SO3

(NH4 ) 2 SO3 +H2O + SO2 = 2 (NH4 ) HSO3

(NH4 ) HSO3 +NH4OH = (NH4 ) 2 SO3 +H2O

1. 2　AOP氧化的基本原理

亞(ya)硫(liu)酸(suan)銨中的(de)(de)硫(liu)為不穩(wen)定(ding)的(de)(de)四價(jia)硫(liu),在(zai)一定(ding)條(tiao)(tiao)件下會重新分(fen)解(jie)成(cheng)SO2 氣(qi)體(ti)逸出,要穩(wen)定(ding)脫隊煙氣(qi)中的(de)(de)SO2 ,需要將不穩(wen)定(ding)的(de)(de)四價(jia)硫(liu)轉(zhuan)變成(cheng)穩(wen)定(ding)的(de)(de)六(liu)價(jia)硫(liu). 控制一定(ding)的(de)(de)反應條(tiao)(tiao)件,亞(ya)硫(liu)酸(suan)銨結(jie)合(he)煙氣(qi)中的(de)(de)氧就會轉(zhuan)變成(cheng)硫(liu)酸(suan)銨,不穩(wen)定(ding)的(de)(de)四價(jia)轉(zhuan)變成(cheng)穩(wen)定(ding)的(de)(de)六(liu)價(jia)硫(liu). 具體(ti)反應式如下:

2 (NH4 ) 2 SO3 +O2 = 2 (NH4 ) 2 SO4

1. 3　脫硫塔除塵的基本原理

脫硫塔(ta)的(de)(de)(de)主要功(gong)能是脫除(chu)煙(yan)氣中(zhong)的(de)(de)(de)SO2 ,另(ling)外它(ta)還(huan)具(ju)有一定的(de)(de)(de)除(chu)塵作用. 其原理(li)是:通過脫硫塔(ta)內特(te)有的(de)(de)(de)裝置所(suo)形(xing)成的(de)(de)(de)水膜吸(xi)附煙(yan)氣中(zhong)的(de)(de)(de)顆粒,并通過噴淋(lin)系統對煙(yan)氣的(de)(de)(de)洗滌(di),進一步(bu)脫除(chu)煙(yan)氣中(zhong)的(de)(de)(de)顆粒物.

2　工藝簡介

AOP深度(du)氧化(hua)法脫(tuo)硫(liu),對(dui)反應溫(wen)(wen)度(du)有(you)一定的(de)(de)要求(qiu)(qiu),只有(you)將吸(xi)收反應區的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)控制(zhi)在一定范圍內,才能(neng)高效(xiao)的(de)(de)脫(tuo)除煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)SO2 ;但是如(ru)果(guo)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)溫(wen)(wen)度(du)過低,又會造成(cheng)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)帶水導致引風機振動和加(jia)劇腐蝕.兼顧以上(shang)因素,在該工藝中引入了煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)再(zai)熱系統,即(ji)在煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)進(jin)入脫(tuo)硫(liu)塔(ta)之前(qian),先將煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)溫(wen)(wen)度(du)降低;脫(tuo)硫(liu)后的(de)(de)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi),再(zai)利(li)用(yong)降溫(wen)(wen)時吸(xi)收的(de)(de)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)余熱對(dui)其(qi)加(jia)熱升溫(wen)(wen),達到(dao)排放對(dui)溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)要求(qiu)(qiu). 具體工藝流程如(ru)下:

(1)鍋爐尾部(bu)排出的(de)(de)高溫煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(約130～160℃) ,先經降(jiang)溫換(huan)熱器(qi)降(jiang)溫后(hou),由文丘里煙(yan)道進入麻石水膜除(chu)塵(chen)塔(ta),除(chu)去(qu)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)飛灰等(deng)顆(ke)粒物,然(ran)后(hou)進入脫硫(liu)塔(ta)下部(bu). (2)氨(an)(an)站(zhan)的(de)(de)液氨(an)(an)經蒸發(fa)(fa)器(qi)、緩沖罐進入氨(an)(an)水發(fa)(fa)生器(qi),溶解于水中形(xing)成(cheng)氨(an)(an)水后(hou)注入脫硫(liu)塔(ta)的(de)(de)混(hun)合(he)液倉內. (3)注入脫硫(liu)塔(ta)的(de)(de)氨(an)(an)水與(yu)塔(ta)內原有(you)的(de)(de)漿液混(hun)合(he)后(hou),經泵輸送到塔(ta)上部(bu)特有(you)的(de)(de)裝置. (4)混(hun)合(he)液經該裝置形(xing)成(cheng)水膜和細小(xiao)的(de)(de)水柱(zhu),在下落的(de)(de)過程中與(yu)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)充分接(jie)觸,煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)SO2 和顆(ke)粒物被吸收(shou)和洗滌.

(5)煙氣繼續上升(sheng)(sheng)(sheng)經除霧器脫水,升(sheng)(sheng)(sheng)溫換(huan)熱器加熱升(sheng)(sheng)(sheng)溫后經引風(feng)機排入煙筒.

脫硫(liu)塔內的漿(jiang)液循環(huan)利(li)用,當(dang)漿(jiang)液中硫(liu)酸(suan)銨達到一定濃度(du)時,排放(fang)到造(zao)粒系(xi)統,在造(zao)粒系(xi)統加(jia)工成化肥.

3　工藝性能

3. 1　煙氣余熱利用

特有(you)的(de)(de)煙氣再熱(re)系統,充分利用了鍋爐尾(wei)部排出高溫(wen)煙氣的(de)(de)余(yu)熱(re),具(ju)有(you)明顯(xian)的(de)(de)節能效果,同時(shi)有(you)效防治了煙道和引風(feng)機的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)、振動.

3. 2　無結垢堵塞現象

與(yu)石(shi)灰石(shi)- 石(shi)灰一石(shi)膏法脫硫(liu)相比,克(ke)服了系統內形成鈣(gai)垢堵塞(sai)管道系統的現象,降低了故障停(ting)機率和系統維(wei)護維(wei)修費用.

3. 3　副產品回收

脫硫形成(cheng)的副產(chan)物——硫酸銨溶(rong)液(ye),經(jing)過濾、濃縮(suo)、分離(li)結晶、干燥(zao),可(ke)制成(cheng)化肥,既創造(zao)了(le)經(jing)濟效益,也實(shi)現(xian)了(le)廢棄物的回(hui)收利用,節約了(le)資源.

3. 4　無再污染

與石(shi)灰(hui)石(shi)- 石(shi)灰(hui)一石(shi)膏法(fa)脫硫相比,避免了(le)(le)因儲存、使(shi)用石(shi)灰(hui)粉帶來的白色污(wu)染;硫酸銨(an)溶液的再(zai)加工,解決了(le)(le)直(zhi)接排放造成(cheng)的二次污(wu)染.

4　效果

一(yi)些燃煤電廠(chang)和燃煤供(gong)熱(re)(re)廠(chang)應用了該工(gong)藝,取(qu)得了較(jiao)好的脫硫效果,下面(mian)是某供(gong)熱(re)(re)廠(chang)應用深度氧化 (AOP)法煙氣(qi)脫硫工(gong)藝前后的數據對比.

該(gai)供熱(re)廠有5臺型號(hao)為SHL35 - 1. 57AⅡ型燃煤(mei)蒸汽鍋(guo)(guo)爐(lu),每臺爐(lu)配有文丘里一麻石水膜除塵裝置(zhi)(zhi),燃用低(di)硫優質(zhi)混煤(mei)(煤(mei)中(zhong)含硫一般低(di)于(yu)0. 5) ,單(dan)臺爐(lu)煙(yan)氣流量≤5萬NM3 /h,鍋(guo)(guo)爐(lu)出口煙(yan)氣SO2 濃度(du)為600～2500mg/NM3 ,鍋(guo)(guo)爐(lu)出口煙(yan)塵濃度(du)400～2000mg/NM3 ,除塵裝置(zhi)(zhi)進口煙(yan)溫(wen)120～160℃. 該(gai)供熱(re)廠于(yu)兩年前(qian)進行了AOP脫硫工藝改造,改造前(qian)后數據對比如下(xia).

從以上數據看,深度(du)氧化(AOP)法脫硫工藝的脫硫除塵效(xiao)果(guo)明顯,且運行穩定.

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