氨法脱硫技术经过理论及工程实践证明是稳定成熟牢靠的。若用户自身产生废氨水,氨法脱硫可以将之作为脱硫剂使用,实现以废治废、节能、循环经济,可以以此申报国家发改委专项资金。脱硫副产物可以是硫酸铵化肥、有机复合肥,也可以是亚硫酸铵、亚硫酸氢铵,可以满足不同用户对副产物的不同需求,经济效益明显。
湿法烟气脱硫技术是指吸收剂为液体或浆液的脱硫技术,最大的优点是反应速度快、脱硫效率高,最大的缺点就是前期投资、后期运行成本高和副产品处理困难。湿法烟气脱硫技术是目前技术最为成熟,也是我国使用最广泛的,据不完全统计,已建和在建火电厂的烟气脱硫项目中,90%以上采用湿法烟气脱硫技术。明晟环保专门为大家介绍一下氨法脱硫技术。
1.氨法烟气脱硫工艺
含SO2烟气通过锅炉引风机进入预洗塔的底部,与洗涤水逆流接触,清出烟气中的灰尘,然后烟气经均布器升入浓缩段利用烟气热量提浓脱硫液,烟气温度降至50℃~60℃,再进入脱硫塔吸收段。在吸收段,烟气与氨水液充分接触反应,吸收掉绝大部分的SO2,最后经除雾器除雾成为净化烟气,通过脱硫塔顶部烟囱排放。
液相吸收剂氨水经氨水泵送入脱硫塔,吸收烟气中的SO2生成(NH4)2SO3,生成物在脱硫塔底部(有的在塔外氧化)氧化段被空压机鼓入的空气氧化成(NH4)2SO4溶液。部分(NH4)2SO4溶液打入洗涤浓缩段,一方面烟气冷却,同时自身水分得到蒸发,形成固含量约为5%~10%的(NH4)2SO4浆液。
2.技术和经济性
氨法脱硫工艺虽然起步晚,但也已经成熟。相对于石灰石-石膏法脱硫工艺来说,氨法脱硫可较容易实现98%以上的脱硫效率,并可与SCR等脱硝工艺共用氨供应系统等,且副产品(NH4)2SO4利用价值相对较高,经济效益明显,逸氨量控制技术需要完善,否则氮氧化物会破坏大气。
3.催化剂及副产品处理与利用
氨法以氨为原料,其形式可以是液氨、氨水和碳铵。目前我国火电厂年排放SO2约1000万吨,即使全采用氨法脱硫,用氨量不超过500万吨/年,供应完全有保证。
氨回收法脱硫装置的运行过程即是(NH4)2SO4的生产过程,每吸收1吨液氨可脱除2吨SO2,生产4吨(NH4)2SO4。
1. 适用范围
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。
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,并具备钠碱法吸收效率高的优点。
一、主要设计原则
·技术先进、经济合理、切实有效的烟气治理工艺。
·设备运行可靠、阻力小,不产生对锅炉运行工况的影响。
·具有足够的除尘脱硫效率,保证达标排放。
·为降低运行费用,脱硫剂来源可靠,副产品处置合理。不外排不产生二次污染。脱硫除尘水循环利用。
·充分考虑场地要求,使整套脱硫系统结构紧凑,减少占地面积。
·尽量利用厂内已有设施和资源,以减少投资。
·运行操作简便,维护方便。
·采取适当措施避免脱硫系统结垢和堵塞的发生。
·使用寿命长,噪音小,必须设有可靠防腐措施。
·施工工期短。
·脱硫除尘装置布局合理、操作维护简单、不结垢、不堵塞,与锅炉同步运行率100%。
工艺流程介绍
钠-钙双碱法【Na2CO3–Ca(OH)2】采用纯碱吸收SO2,石灰还原再生,再生后吸收剂循环使用,无废水排放。
在工艺先进、运行可靠和经济合理的原则下,为了最大限度的减小一次性投资、节能降耗和系统维护方便,设计了如附图一的工艺流程。
从多管旋风除尘器(预除尘,除去大部分粗颗粒粉尘,可用可不用)来的烟气经增压风机加压之后,先经文丘里段,烟气经过文丘里喉部的缩放,气流流速从慢到快再到慢,在喉管入口处与喷入的雾化碱液充分混合接触,部分SO2被碱液吸收,烟气中的细小粉尘被气雾湿润而凝聚,使其密度增大。烟气经预脱硫并增湿后再沿塔下部切线方向进入旋流板塔(我公司设计的塔与常规旋流板塔有些区别,取消降液装置,每层塔板的浆液由上部雾化喷淋层落下的凝结的液滴组成),由于塔板叶片的导向作用而旋转上升,并在塔板上将雾化喷淋层落下的浆液重新喷成几十微米的细雾滴,使气液间接触面积急剧增大(比水膜除尘器的气液接触面积增大几百至上千倍)。液滴被气流带动旋转,产生的离心力强化气液间的接触,最后甩到塔壁上,沿壁下流。由于塔内提供了良好的气液接触条件,气体中的SO2被碱性液体吸收(脱硫)的效果好。旋流板塔由于特殊的内部结构设计,决定了它是一种高效通用型传质设备,具有通量大、压降低、操作弹性宽、不易堵、效率高等优点,其综合性能优于国内外普遍使用的湿法烟气脱硫除尘装置。再加上旋流板上面的雾化喷淋层,浆液喷淋系统的设计使喷淋层的布置达到所要求的喷淋浆液覆盖率,使吸收溶液与烟气充分接触,从而保证在适当的液/气比(L/G)下可靠地实现所要求的脱硫效率,从而完成烟气的脱硫吸收和进一步除尘(塔内工共设置2层旋流板+2层雾化喷淋层)。经除尘脱硫后的烟气向上通过塔顶的除雾板,利用烟气本身的旋转作用与旋流除雾板的强导向作用,产生强大的离心力,将烟气中的液滴甩向塔壁,从而有效地除去烟气中的水滴。脱硫并除去水雾后的烟气可直接进入烟道并由烟囱排放。同时,为了方便脱硫系统的检修和应付紧急情况,并建一旁路烟道。
双碱法理论上只消耗石灰,不消耗钠碱,但是由于脱硫渣带水会使脱硫液损失一部分钠离子,再加上烟气中的氧气会将部分Na2SO3氧化成Na2SO4(在循环喷淋过程中,Na2SO4不能吸收SO2),故需在循环池内补充少量纯碱或废碱液。
工艺流程化学反应原理
基本化学原理可分为脱硫过程和再生过程两部分。
在塔内吸收SO2
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 (1)
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 (2)
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O (3)