1 概述
某企业有3台UG-260/9.8煤粉锅炉, 至今已运行三年, 燃煤含硫量0.8%~1%、平均0.98%, 烟尘浓度300~400mg/Nm3, 排烟温度120~180℃, 烟尘含碳量10%~14%。为了达到新的环保标准, 实现锅炉污染物达标排放, 将烟气中的SO2脱除, 使其降低到规定的排放浓度。采用了氨法脱硫装置, 该工程采用的是塔顶烟气直排-塔内饱和结晶工艺的氨法烟气脱硫技术, 吸收剂用自产液氨, 终产品为硫酸铵化肥。装置的脱硫效率达到97%以上, SO2排放浓度小于45mg/Nm3, 在满足环保要求的同时副产的硫酸铵还为公司带来了综合收益。
2 技术原理
氨法脱硫, 就是用氨 (NH3) 作为吸收剂将工业废气中的气态硫化合物固定为铵盐的工程技术。其主要化学反应如下:
3 工艺流程
锅炉除尘器出口烟气经引风机送入脱硫设施, 烟气经过预洗涤塔, 预洗涤塔内设有一层浆液喷淋层, 主要作用是将原烟气增湿降温, 同时利用烟气的热量蒸发塔底的硫酸铵溶液。这样一方面直接利用烟气的热焓浓缩了预洗涤塔中的硫酸铵溶液, 为硫酸铵后续处理节省了能量, 同时降低了烟气的温度, 有利于提高脱硫塔中二氧化硫的吸收效率。提浓后的硫酸铵溶液通过采液泵送至硫酸铵后处理单元进行副产品的处理。
从预洗涤塔下部出来的烟气由下部进入脱硫塔, 在脱硫塔内与含新鲜氨水的循环浆液逆流充分接触反应, 烟气中的SO2与氨水中的氨进行反应, 脱除SO2。脱硫塔内设有三层浆液喷淋层和一层水喷淋层, 主要作用是吸收SO2, 使烟道气的到净化, 脱硫塔上部装有两级除雾器, 控制液滴的夹带和氨的逃逸。
吸收液吸收二氧化硫后回流到氧化段, 与氧化空气接触, 使吸收液中的亚硫酸氢铵和亚硫酸铵得到充分的氧化。
一定固含量的硫酸铵浆液送至硫铵工序经一, 二段蒸发器蒸发、旋流器脱水、离心机固液分离, 形成湿硫铵, 母液回脱硫系统;湿硫铵经干燥机干燥, 得到水分<1%的硫铵, 进入包装机包装即可得到商品硫铵。
4 效率控制和目标
脱硫塔上部装有两级除雾器, 控制了液滴的夹带和氨的逃逸。
脱硫效率取决于氨水的雾化效果、用量和浓度。通过检测PH的变化控制加入的氨水量来实现。雾化程度越高, 氨水与SO2的接触面积越大, 吸收越充分。氨法脱硫只有当吸附剂和烟道中的SO2和烟尘最大限度地接触才有可能提高脱硫效率。而这只是关键技术中的一项控制因素。
对于相同的烟气量, 不能简单地通过增加吸附剂的量来增加气液接触面从而提高脱硫效率, 而是通过喷雾技术质的提高来获得高吸收率, 超微液滴和大的覆盖面使吸附剂在整个管道中最大限度地充满整个空间段, 使烟气通过此雾化段时必须和数以千万计的吸附剂液滴接触, 其中的SO2被融合烟尘包容, 通过一次次地接触, 液滴逐渐变大, 直到在重力的作用下自己下降, 达到高效率脱硫除尘的效果。一个毫米级的小水滴被雾化成微米级的小水滴分裂成千千万万个雾状小水滴, 使接触面积聚增, 吸收率变增加上千倍, 这种湿法脱硫无疑是一种高效节能的脱硫法, 可以大大节约用水量和用氨量。
烟气脱硫出口污染物浓度 (实际氧量, 标态, 干基) SO2100mg/Nm3;烟尘45mg/Nm3;NH310mg/Nm3;除雾器出口液滴含70 mg/Nm3;硫酸铵品质GB535-1995外观白色或灰白色粒状或粉末状, 无可见机械杂质;总氮 (N) 含量≥18.5%;NH3<1%;游离酸 (以H2SO4) 含量≤0.2。
5 氨法脱硫的优势
(1) 有很高的脱硫效率, 可达到97%以上。
(2) 吸收硫的氨水来源于尿素生成过程中的废氨水 (6%, 16m3/h) , 是工业废料, 从而达到了“以废治废”的目的。
(3) 脱硫后的副产物硫酸氨可作为产品销售, 带来一定的经济效益。
(4) 整个氨法脱硫过程无工业废水排放, 也基本无废渣排放, 避免了二次污染现象的发生, 不需要大量的废渣贮存场所。
6 结语
氮肥行业应用氨法脱硫具有原料优势、技术优势、经济优势及环保优势等, 属于绿色脱硫工艺。且脱硫效率高, 使用氨法脱硫作为氮肥行业或距离氮肥企业较近的企业脱硫技术的最佳选择。
摘要：介绍了氨法脱硫技术原理, 工艺流程和工艺优势。装置脱硫效率达到97%以上, SO2排放浓度小于100mg/Nm3, 在满足环保要求的同时副产的硫酸铵还为公司带来了综合收益。
关键词：氨法脱硫,煤粉锅炉,烟气脱硫,硫酸铵
参考文献
[1] 徐长香, 傅国光.氨法烟气脱硫技术综述[J].电力环境保护, 2005, 21 (2) :17-20.
[2] 彭健, 叶世超, 柳海刚.燃煤锅炉烟气氨法脱硫技术概况[J].燃料与化, 2010, 41 (6) :6-8.