氨(an)(an)法(fa)(fa)(fa)脫硫(liu)(liu)工藝(yi)是(shi)采(cai)用(yong)(yong)氨(an)(an)作為(wei)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)劑除去煙氣中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)SO2的(de)工藝(yi)，該工藝(yi)過(guo)程一般分成三大(da)步驟：硫(liu)(liu)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)、中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)間產(chan)(chan)品處理(li)、副(fu)(fu)產(chan)(chan)品制造;根(gen)據過(guo)程和副(fu)(fu)產(chan)(chan)物(wu)的(de)不同(tong)，又可分為(wei)氨(an)(an)-硫(liu)(liu)銨肥法(fa)(fa)(fa)、氨(an)(an)-磷銨肥法(fa)(fa)(fa)、氨(an)(an)-酸(suan)法(fa)(fa)(fa)、氨(an)(an)-亞硫(liu)(liu)酸(suan)銨法(fa)(fa)(fa)等;氨(an)(an)法(fa)(fa)(fa)脫硫(liu)(liu)對(dui)煤中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)硫(liu)(liu)含量(liang)的(de)適應性廣，低、中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)、高(gao)(gao)(gao)硫(liu)(liu)含量(liang)的(de)煤種脫硫(liu)(liu)均(jun)能適應，特別適合于中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)高(gao)(gao)(gao)硫(liu)(liu)煤的(de)脫硫(liu)(liu)。采(cai)用(yong)(yong)石灰石/石膏法(fa)(fa)(fa)時，煤的(de)含硫(liu)(liu)量(liang)越高(gao)(gao)(gao)，石灰石用(yong)(yong)量(liang)就越大(da)，費(fei)用(yong)(yong)也就越高(gao)(gao)(gao);而采(cai)用(yong)(yong)氨(an)(an)法(fa)(fa)(fa)時，特別是(shi)采(cai)用(yong)(yong)廢氨(an)(an)水(shui)作為(wei)脫硫(liu)(liu)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)劑時，由(you)于脫硫(liu)(liu)副(fu)(fu)產(chan)(chan)物(wu)的(de)價值較高(gao)(gao)(gao)，煤中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含硫(liu)(liu)量(liang)越高(gao)(gao)(gao)，脫硫(liu)(liu)副(fu)(fu)產(chan)(chan)物(wu)硫(liu)(liu)酸(suan)銨的(de)產(chan)(chan)量(liang)越大(da)，也就越經濟(ji)。  

工藝流程  

氨法脫硫(liu)工(gong)藝(yi)主要由脫硫(liu)洗(xi)滌系(xi)(xi)統(tong)(tong)、濃縮(suo)系(xi)(xi)統(tong)(tong)、煙(yan)氣系(xi)(xi)統(tong)(tong)、氨貯存(cun)系(xi)(xi)統(tong)(tong)、硫(liu)酸銨生產(chan)(chan)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(若非(fei)氨-硫(liu)銨法則是于其(qi)工(gong)藝(yi)相對應的(de)副產(chan)(chan)物制(zhi)造系(xi)(xi)統(tong)(tong))、電氣自動控制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)等組成。  

鍋(guo)爐(lu)排出(chu)的煙氣通過(guo)(guo)引(yin)風(feng)機增(zeng)(zeng)壓后(hou)進入FGD系(xi)統(tong)，引(yin)風(feng)機用來克服整個FGD系(xi)統(tong)的壓降。煙道上(shang)設有擋板(ban)系(xi)統(tong)，以(yi)便于FGD系(xi)統(tong)正常運(yun)行或旁路(lu)運(yun)行，不考慮增(zeng)(zeng)設脫硫增(zeng)(zeng)壓風(feng)機。煙氣通過(guo)(guo)引(yin)風(feng)機后(hou)，進入脫硫塔(ta)。  

吸(xi)收塔(ta)分(fen)為三個區(qu)域(yu)：分(fen)別為吸(xi)收區(qu)、漿(jiang)(jiang)(jiang)池區(qu)和(he)(he)(he)除霧區(qu)，煙(yan)氣向(xiang)上通過脫硫(liu)塔(ta)，從(cong)脫硫(liu)塔(ta)內噴(pen)淋管組(zu)噴(pen)出的(de)(de)(de)(de)懸浮液(ye)滴(di)(di)向(xiang)下降(jiang)落(luo)，煙(yan)氣與氨/硫(liu)酸(suan)(suan)銨(an)(an)漿(jiang)(jiang)(jiang)液(ye)液(ye)滴(di)(di)逆流接觸，發生(sheng)傳質與吸(xi)收反應，以脫除煙(yan)氣中的(de)(de)(de)(de)SO2、SO3。脫硫(liu)后的(de)(de)(de)(de)煙(yan)氣經除霧器(qi)去(qu)除煙(yan)氣中夾帶(dai)的(de)(de)(de)(de)液(ye)滴(di)(di)后，從(cong)頂(ding)部離開(kai)脫硫(liu)塔(ta)，通過原煙(yan)道進入煙(yan)囪(cong)排放。脫硫(liu)塔(ta)下部漿(jiang)(jiang)(jiang)池中的(de)(de)(de)(de)氨/硫(liu)酸(suan)(suan)銨(an)(an)漿(jiang)(jiang)(jiang)液(ye)由(you)循(xun)環(huan)泵(beng)循(xun)環(huan)送至漿(jiang)(jiang)(jiang)液(ye)噴(pen)霧系統的(de)(de)(de)(de)噴(pen)嘴，產生(sheng)細小的(de)(de)(de)(de)液(ye)滴(di)(di)沿脫硫(liu)塔(ta)橫截面均勻(yun)向(xiang)下噴(pen)淋。SO2和(he)(he)(he)SO3與漿(jiang)(jiang)(jiang)液(ye)中的(de)(de)(de)(de)氨反應，生(sheng)成亞硫(liu)酸(suan)(suan)銨(an)(an)和(he)(he)(he)硫(liu)酸(suan)(suan)銨(an)(an)。  

在脫(tuo)硫塔漿池中(zhong)鼓入空氣(qi)(qi)，將(jiang)生成(cheng)的亞硫酸(suan)銨氧化成(cheng)硫酸(suan)銨，由于充(chong)分利用了煙氣(qi)(qi)中(zhong)的熱(re)量，使得脫(tuo)硫塔中(zhong)的水蒸氣(qi)(qi)過飽和而析出(chu)硫酸(suan)銨結晶(jing)，硫酸(suan)銨漿液經過旋(xuan)流器的脫(tuo)水提濃厚再進入離心機(ji)進一步脫(tuo)水，最(zui)后(hou)經干燥(zao)后(hou)得到硫酸(suan)銨產(chan)品。  

反應過程  

煙氣(qi)中的(de)SO2從煙氣(qi)主(zhu)體進(jin)(jin)入(ru)吸(xi)收液(ye)的(de)過(guo)程是物理吸(xi)收和化學反應的(de)過(guo)程，通過(guo)這個過(guo)程，使SO2從氣(qi)相進(jin)(jin)入(ru)液(ye)相而被捕獲。  

該過程可分為如下幾個化學步驟：  

煙(yan)氣中SO2溶解(jie)于水(shui)形(xing)成H2SO3。  

氨吸收劑溶(rong)解于水(shui)形成NH3˙H2O。  

溶解于(yu)水形(xing)(xing)成(cheng)的(de)NH3˙H2O與溶解于(yu)水形(xing)(xing)成(cheng)的(de)H2SO3進行化學反應形(xing)(xing)成(cheng)(NH4)2SO3。  

形成的(NH4)2SO3在氧(yang)化空氣的作用下(xia)氧(yang)化形成(NH4)2SO4  

氨法(fa)脫硫過程的總化學反應(ying)式(shi)可以綜合表示為：  

SO2+H2O+XNH3→(NH4)xH2-xSO3  

(NH4)xH2-xSO3+1/2O2+(2-x)NH3→(NH4)2SO4  

雖(sui)然上述綜合(he)反(fan)應(ying)(ying)式中列出(chu)了主要的反(fan)應(ying)(ying)物和生成物，但整個(ge)反(fan)應(ying)(ying)過(guo)程(cheng)非常復雜，可(ke)以通過(guo)以下的一(yi)系列反(fan)應(ying)(ying)過(guo)程(cheng)表示：  

A：脫硫塔中SO2的吸收  

煙氣中的二氧化硫(liu)(SO2)溶于水并生成亞硫(liu)酸。  

SO2+H2O→H2SO3(1)  

B：亞硫酸同溶于水中的硫酸銨和亞硫酸銨起反應  

H2SO3+(NH4)2SO4→NH4HSO4+NH4HSO3(2)  

H2SO3+(NH4)2SO3→2NH4HSO3(3)  

C：吸收劑氨的溶解  

NH3+H2O→NH4OH→NH4++OH-(4)  

由于反應(ying)(4)的(de)進行(xing)，可(ke)以不斷(duan)提供中和用的(de)堿度(du)及(ji)反應(ying)用的(de)銨(an)(an)離子。氨同溶于水中的(de)亞(ya)硫酸、硫酸氫銨(an)(an)和亞(ya)硫酸氫銨(an)(an)起反應(ying)。  

D：中和吸收的SO2  

SO2極易與堿(jian)性物質發(fa)生(sheng)化(hua)學反應，形(xing)成(cheng)亞硫酸鹽。堿(jian)過剩時(shi)生(sheng)成(cheng)正鹽;SO2過剩時(shi)形(xing)成(cheng)酸式鹽。  

SO2+NH4OH→NH4HSO3(5)  

SO2+2NH4OH→(NH4)2SO3+H2O(6)  

由于反(fan)應(5)、(6)的進行，可以使更多(duo)SO2可被(bei)吸(xi)收。  

E：吸收得到的(亞)硫酸(氫)銨氧化成硫酸(氫)銨  

亞硫酸(suan)鹽(yan)不穩(wen)定，可被煙(yan)氣及氧(yang)化空氣中的氧(yang)氣氧(yang)化成穩(wen)定的硫酸(suan)鹽(yan)。  

2NH4HSO3+O2→2NH4HSO4(7)  

2(NH4)2SO3+O2→2(NH4)2SO4(8)  

F：硫酸銨溶液濃縮后結晶析出硫酸銨固體  

硫酸銨+水(shui)→硫酸銨固體+水(shui)蒸(zheng)汽  

G：脫硝功能  

氨法脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)在脫(tuo)(tuo)(tuo)出二(er)氧化硫(liu)的同(tong)時，對氮氧化物也有(you)一定的脫(tuo)(tuo)(tuo)除效果，其反應(ying)原理如下：  

煙氣中氮氧化物(NOx)主要以NO(占NOx的90%)形式存在(zai)，其次是(shi)NO2、N2O5等。在(zai)一定溫度下，NO在(zai)空氣中部分(fen)氧化成NO2，建立如下平衡：  

NO+1/2O2→NO2  

在一定溫度的水溶液中(zhong)，亞硫酸銨(an)(NH4)2SO3與水中(zhong)溶解的NO2反應生成(NH4)2SO4與N2，建立(li)如下平衡：  

2(NH4)2SO3+NO2→2(NH4)2SO4+1/2N2↑  

亞硫酸(suan)銨(NH4)2SO3與(yu)水中溶解(jie)的NO反應(ying)生成(cheng)(NH4)2SO4與(yu)N2，建立如(ru)下平(ping)衡：  

(NH4)2SO3+NO→(NH4)2SO4+1/2N2↑  

亞(ya)硫酸(suan)氫銨(an)NH4HSO3與水中溶(rong)解的NO2反應生(sheng)成NH4HSO4與N2，建立如下平(ping)衡：  

4NH4HSO3+2NO2→4NH4HSO4+N2↑  

存在問題  

1、氨逃逸  

這里所述的(de)(de)氨(an)(an)(an)逃逸專指氣(qi)態氨(an)(an)(an)隨煙氣(qi)排出脫(tuo)(tuo)硫裝置的(de)(de)現象。在氨(an)(an)(an)法脫(tuo)(tuo)硫工程中，通常(chang)造(zao)成氨(an)(an)(an)逃逸的(de)(de)主要原因是(shi)脫(tuo)(tuo)硫循(xun)環液(ye)(ye)中游離氨(an)(an)(an)含量高。氨(an)(an)(an)是(shi)極易揮發的(de)(de)物質，常(chang)溫常(chang)壓下氨(an)(an)(an)是(shi)氣(qi)體(ti)。所以在氨(an)(an)(an)法脫(tuo)(tuo)硫的(de)(de)工程中需(xu)(xu)要將氨(an)(an)(an)的(de)(de)濃度(du)和溫度(du)降(jiang)到盡量低。脫(tuo)(tuo)硫所需(xu)(xu)要的(de)(de)氨(an)(an)(an)是(shi)由脫(tuo)(tuo)除(chu)煙氣(qi)中的(de)(de)二氧化(hua)硫的(de)(de)量所決定的(de)(de)，所以為(wei)了(le)使(shi)吸收(shou)液(ye)(ye)中氨(an)(an)(an)的(de)(de)濃度(du)降(jiang)低，只能加大吸收(shou)液(ye)(ye)的(de)(de)循(xun)環量，同時，吸收(shou)液(ye)(ye)溫度(du)降(jiang)低。  

另外，亞硫酸(suan)(suan)銨氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)率低也是造(zao)(zao)成(cheng)氨逃逸嚴重的另一個原因。脫硫生成(cheng)的亞硫酸(suan)(suan)銨是不穩(wen)定(ding)的化(hua)合物，如果不及時氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)成(cheng)穩(wen)定(ding)的硫酸(suan)(suan)銨，容(rong)易分解成(cheng)二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)硫和氨，造(zao)(zao)成(cheng)排放煙氣中(zhong)二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)硫升高同時氨逃逸加劇。  

2、氣溶膠  

在氨法脫硫方法中，所謂氣(qi)溶膠(jiao)(jiao)是指氣(qi)態(tai)酸(suan)性(xing)氧化物(wu)在一定條(tiao)件下與氣(qi)態(tai)氨反應(ying)，生(sheng)成(cheng)相應(ying)的極細(xi)的銨鹽固(gu)體微(wei)粒，如同煙(yan)塵漂浮在氣(qi)體中。根據生(sheng)成(cheng)氣(qi)溶膠(jiao)(jiao)氧化物(wu)的酸(suan)性(xing)程度，可以分(fen)為弱(ruo)酸(suan)性(xing)氣(qi)溶膠(jiao)(jiao)和(he)強酸(suan)性(xing)氣(qi)溶膠(jiao)(jiao)，主(zhu)要(yao)是亞(ya)硫酸(suan)銨和(he)硫酸(suan)銨。  

氨法脫硫的(de)工程越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多，規模越(yue)(yue)來越(yue)(yue)大，人們注意到所謂的(de)“白(bai)煙(yan)”問(wen)題，主要是氣溶膠的(de)原(yuan)因。在氣態氨和水存在的(de)條件(jian)下與煙(yan)氣中的(de)二氧(yang)(yang)化硫和三氧(yang)(yang)化硫反應生成了硫酸銨(an)和亞(ya)硫酸銨(an)固體微粒，不(bu)容易除去。  

 石灰(hui)石-石膏(gao)法脫硫工程(cheng)中也出現(xian)了氣溶膠(jiao)問題，尤其是(shi)安裝(zhuang)(zhuang)了脫硝裝(zhuang)(zhuang)置的工程(cheng)，會出現(xian)“藍(lan)煙”、“黃煙”現(xian)象。不過(guo)這種氣溶膠(jiao)是(shi)硫酸酸霧，與硫酸銨氣溶膠(jiao)有(you)區別。  

解決辦法  

1、選擇合理的液氣比  

氨逃逸和氣(qi)溶膠的(de)(de)形成與(yu)液(ye)(ye)氣(qi)比關系密切，從抑制氣(qi)溶膠的(de)(de)角度考慮(lv)，選擇(ze)較大的(de)(de)液(ye)(ye)氣(qi)比可(ke)以將(jiang)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)游離氨含(han)量控制的(de)(de)很低(di)，也使(shi)氣(qi)相(xiang)(xiang)氨的(de)(de)含(han)量很低(di)，這樣就(jiu)抑制了氣(qi)溶膠的(de)(de)生成。美國(guo)Marsulex公司主張(zhang)液(ye)(ye)氣(qi)比在10以上，這是經過長期(qi)研究的(de)(de)結論，應該具有很高(gao)的(de)(de)參(can)考價值。目前國(guo)內(nei)氨法(fa)脫硫(liu)液(ye)(ye)氣(qi)比取5—10。  

2、氨水濃度  

避免脫(tuo)硫過程中生成氣(qi)(qi)溶膠的措施是將脫(tuo)硫區域氣(qi)(qi)態氨(an)含(han)量降低，由(you)氣(qi)(qi)液平衡得知，氨(an)水的濃(nong)(nong)度降低可以有(you)效的降低氣(qi)(qi)態氨(an)的濃(nong)(nong)度。一(yi)般工業上氨(an)濃(nong)(nong)度控制在10%—20%。  

3、設置氨回收段  

在脫(tuo)硫(liu)塔吸(xi)收段(duan)(duan)上(shang)(shang)方(fang)設置(zhi)一個(ge)氨回(hui)收段(duan)(duan)，對于減少氨逃逸(yi)有一定效果(guo)。噴(pen)淋(lin)水(shui)會與上(shang)(shang)升的脫(tuo)硫(liu)后(hou)煙(yan)氣(qi)逆向(xiang)接(jie)觸，煙(yan)氣(qi)中的氨被噴(pen)淋(lin)水(shui)吸(xi)收。脫(tuo)硫(liu)塔吸(xi)收段(duan)(duan)與氨回(hui)收段(duan)(duan)之間由橫(heng)斷塔體(ti)的隔板(ban)隔開，隔板(ban)上(shang)(shang)裝有升氣(qi)帽。噴(pen)淋(lin)水(shui)清洗后(hou)下落(luo)到(dao)隔板(ban)上(shang)(shang)方(fang)，經管道流回(hui)噴(pen)淋(lin)罐。沖洗后(hou)的水(shui)可以作為脫(tuo)硫(liu)塔補充水(shui)落(luo)入(ru)塔循環漿液(ye)，而噴(pen)淋(lin)水(shui)用新鮮水(shui)補充，以此(ci)降低氨濃度。  

4、脫硫塔進口噴水  

脫硫塔煙氣(qi)進(jin)口(kou)(kou)區域(yu)或者進(jin)口(kou)(kou)煙道布(bu)置水噴(pen)淋設施，三氧化硫等強酸性氧化物都是極易溶(rong)(rong)(rong)于(yu)水的，噴(pen)水可以(yi)使(shi)這些氧化物迅速溶(rong)(rong)(rong)于(yu)水，從(cong)而避(bi)免氣(qi)溶(rong)(rong)(rong)膠的產(chan)生。  

5、脫硫塔出口高效除塵除霧裝置  

經過(guo)脫硫(liu)的(de)(de)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)含有大(da)量霧(wu)(wu)滴(di)(di)，霧(wu)(wu)滴(di)(di)由漿(jiang)液(ye)液(ye)滴(di)(di)、凝(ning)(ning)結液(ye)滴(di)(di)和塵(chen)顆粒(li)(li)組成(cheng)，當這(zhe)部分煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)進(jin)入高(gao)效除(chu)塵(chen)除(chu)霧(wu)(wu)器(qi)，高(gao)效除(chu)塵(chen)除(chu)霧(wu)(wu)器(qi)筒內加(jia)設的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)旋(xuan)(xuan)(xuan)板使脫硫(liu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)旋(xuan)(xuan)(xuan)轉起(qi)來，在氣(qi)(qi)(qi)(qi)旋(xuan)(xuan)(xuan)器(qi)上方(fang)形成(cheng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)液(ye)兩(liang)相的(de)(de)劇烈(lie)旋(xuan)(xuan)(xuan)轉及擾動(dong)，從而使得煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)小液(ye)滴(di)(di)、粉塵(chen)顆粒(li)(li)、氣(qi)(qi)(qi)(qi)溶膠等微小顆粒(li)(li)物相互碰撞團聚凝(ning)(ning)聚成(cheng)大(da)液(ye)滴(di)(di)，其(qi)與氣(qi)(qi)(qi)(qi)旋(xuan)(xuan)(xuan)筒壁碰撞，并被(bei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)旋(xuan)(xuan)(xuan)筒壁捕獲吸收，捕獲的(de)(de)液(ye)滴(di)(di)進(jin)入多級氣(qi)(qi)(qi)(qi)旋(xuan)(xuan)(xuan)設置的(de)(de)一個桶(tong)內，脫硫(liu)后的(de)(de)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)可以達到國家標準直排。

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