氨法脱硫工艺是用氨水吸收SO2的成熟的脱硫工艺。不同的氨法工艺,区别仅在于从吸收溶液中除去二氧化硫的方法。不同的方法可获得不同的产品。
氨法工艺主要有氨-硫酸铵法、氨-亚硫酸氢铵法、氨-酸法和氨-石膏法。
氨-硫酸铵法
一、工艺原理
该工艺利用氨液吸收烟气中的SO2生成亚硫酸铵溶液,并在富氧条件下将亚硫酸氨氧化成硫酸铵,再经加热蒸发结晶析出硫酸铵,过滤干燥后得化肥产品。主要包括吸收过程、氧化过程和结晶过程。
1、吸收过程
在脱硫塔中,氨和SO2在液态环境中以离子形式反应:
2NH3+H2O+SO2 → (NH4)2SO3
(NH4)2SO3+H2O+SO2 → 2NH4HSO3
随着吸收进程的持续,溶液中的NH4HSO3会逐渐增多,而NH4HSO3已不具备对SO2的吸收能力,应及时补充氨水维持吸收浓度。
2、氧化过程
氧化过程主要是利用空气生成(NH4)2SO4的过程:
(NH4)2SO3+O2 → (NH4)2SO4
NH4HSO3 +O2 → NH4HSO4
NH4HSO4 +NH3 → (NH4)2SO4
3、结晶过程
氧化后的(NH4)2SO4经加热蒸发,形成过饱和溶液,(NH4)2SO4从溶液中结晶析出,过滤干燥后得到化肥产品硫酸铵。
二、工艺流程

三、运行参数对脱硫效率的影响
1、氨水量; 2、氨水浓度; 3、反应温度。
四、值得注意的问题
氨-硫酸铵法脱硫工艺存在的主要问题是存在二次污染的隐患,净化后的烟气含有微量的NH3和亚硫酸铵、硫酸铵气溶胶。
氨法脱硫中的氨损失主要包括液氨蒸气损失和脱硫塔雾沫夹带损失两部分。亚硫酸铵、硫酸铵气溶胶一旦形成,很难去除。所以国外公司(如美国GE公司等)在脱硫塔出口设置电除雾器,以消除逃逸的氨损耗和亚硫氨气溶胶。
本公司采用独特的MW微雾净化系统可高效去除逃逸的氨损耗和亚硫氨气溶胶。且空间及额外投资小。
氨-硫酸铵回收法具有丰富的原料,可以是液氨、氨水和碳铵,氨是人工合成,不像石灰石是天然资源,氨是化肥原料,脱硫后副产品为化肥,我国是人口、粮食和化肥大国,氨法很适合中国国情。
液氨、氨水和碳铵是等效的,它们是氨的不同载体,来源广泛。
新双碱法脱硫工艺
双碱法脱硫工艺
新双碱法脱硫工艺是在原有双碱法脱硫工艺的基础上,保持脱硫效率高的优点,提高石灰置换亚硫酸氢盐的效率而改进而成。目前常规使用的双碱法脱硫工艺存在很多问题,尤其是钠碱消耗量太大,脱硫剂消耗成本居不下,原因是:
1、再生反应 NaHSO3 + Ca(OH)2 → NaOH + +CaSO3↓ + H2O
2、置换反应效率不高,小于60%,这就意味着钠碱的消耗量比较大。导致脱硫剂费用增加。
3、新双碱法脱硫工艺采用高效置换反应器,脱硫效率高、液气比小,石灰置换亚硫酸氢钠的效率可达大于85%以上,运行稳定、可靠、经济。

钠钙双碱法脱硫工艺(Na2CO3/Ca(OH)2)是在石灰石/石膏法基础上结合钠碱法发展起来的工艺,它克服了石灰石/石膏法容易结垢、钠碱法运行费用高的缺点。它利用钠盐易溶于水,在吸收塔内部采用钠碱吸收SO2,吸收后的脱硫液在再生池内利用廉价的石灰进行再生,从而使得钠离子循环吸收利用。
EOS公司独特的反应技术使置换效率达到80%以上,大大高于60%的常规水平。该工艺综合石灰法与钠碱法的特点,解决了石灰法的塔内易结垢的问题,还具备钠碱法吸收效率高的优点。钠-钙双碱法[Na2CO3/Ca(OH)2]采用纯碱启动,钠钙吸收SO2、石灰再生的方法。
其基本化学原理可分脱硫过程和再生过程:
Ⅰ、脱硫过程
Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2 (1)
2NaOH + SO2 → Na2CO3 + H2O (2)
Na2CO3 + SO2 + H2O → NaHSO3 (3)
(1) 式为吸收启动反应式;
(2) 式为主要反应式,pH>9(碱性较高时)
(3) 式为当碱性降低到中性甚至酸性时(5<pH<9)
Ⅱ、再生过程
2NaHSO3 + Ca(OH)2 → Na2SO3 + +CaSO3↓ + 2H2O (5)
Na2SO3 + Ca(OH)2 → 2NaOH + CaSO3↓ (6)
在石灰浆液(石灰达到饱和状况)中,中性(两性)的NaHSO3很快跟石灰反应从而释放出[Na+],随后生成的[SO32-]又继续跟石灰反应,反应生成的亚硫酸钙以半水化合物形式慢慢沉淀下来,从而使[Na+]得到再生,吸收液恢复对SO2的吸收能力,循环使用。
脱硫副产物为脱硫石膏---硫酸钙(氧化后)和静电除尘器没有去除的粉尘,用户可以根据自己的需要,采用不同的方法对副产品进行处理利用。脱离石膏利用主要有以下几个方面:
A、水泥的添加剂
作为水泥的一种添加剂,石膏起缓凝作用。可在预拌车中拌和物被长距离运输后仍保持其工作性能。当脱离石膏用于水泥时必须满足一定的物理和化学要求,特别是脱硫石膏不能含有明显的氯化钙,因为氯化钙能加速混凝土凝固和钢筋腐蚀。近十年来脱硫石膏应用于这行业的量在迅速地增长。
B、农业
脱硫石膏的高透气率使得它能成为极好的土壤调节剂,研究显示脱硫石膏作为土壤调节剂可提供以下主要益处:
1、把砂土或黏土改善成沃土,改进它的结构和排水特性;
2、调节土壤PH值和增加阳离子交换能力;
3、对于花生、土豆和棉花是很好的硫和钙源,对于果树是合适现成的钙源;
4、提供有益的微量元素;
5、增进根瘤产量,促进含氮化合物的转化。
6、保持花生等其他庄稼无病害的手段。
C、石膏板
石膏板是国内外重要的墙体材料,有纸面石膏板、装饰石膏板、纤维石膏板、石膏复合板等,石膏砌块作为墙体材料也在兴起,石膏制品已在世界范围内广泛应用的房建材料。由于无毒和其它许多优点,被誉为绿色建材,有广阔的前景。
石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺
石灰石/石灰-石膏法的工艺流程如下图所示。烟气在吸收塔内用水洗涤并增湿,烟气中的SO2与石灰浆液洗涤反应,吸收后的
含亚硫酸钙和硫酸钙的混合浆液经过氧化,得到石膏浆液经离心过滤和洗涤得到成品石膏。
通过控制循环液的浓度、酸碱度、钙硫比与氧化度;同时可根据含硫量和烟气中粉尘的含量以及经济性来选择。该工艺脱硫效率高,运行稳定;脱硫剂来源广泛,价廉,无毒,运输方便;副产物回收技术成熟,回收成本低。
