浅议烟气氨法脱硫技术

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摘要：氨法脱硫技术是一种新的烟气脱硫技术，属于环保装置。本文首先介绍了国内外烟气脱硫脱硫工艺各种技术的特点，对几种湿法脱硫工艺进行了对比分析，最后对氨法脱硫技术做了重点阐述和详细的说明。

关键字：烟气脱硫；氨法脱硫；二氧化硫；氨水

我国是世界产煤和燃煤大国，燃煤排放的二氧化硫也不断增加，连续多年超过2000万吨，已居世界首位，致使我国酸雨和二氧化硫污染日趋严重。国家把解决烟气脱硫问题纳入国家大计之中，强制要求火电厂必须安装烟气脱硫装置。 根据GB13223-2011，目前SO2排放限制为100mg/m3。氨法脱硫技术是以氨作为吸收剂脱除烟气中的SO2，达到化害为利、变废为宝。

1.湿法烟气脱硫技术概述

吸收法是净化烟气中SO2的最重要的、应用最广泛的方法。吸收法通常指用液体吸收净化烟气中的SO2 ，因此吸收法烟气脱硫也称为湿法烟气脱硫。按脱硫剂的种类划分为：以CaCO3（石灰石）为基础的钙法、以NH3为基础的氨法、以MgO为基础的镁法、以NaCO3为基础的钠法。

（1）MgO法

锅炉烟气由引风机送入吸收塔预冷段，冷却至适合的温度后进入吸收塔，往上与逆向流下的吸收浆液反应，脱去烟气中的硫份。净烟气经过除雾器降低烟气中的水分后排入烟囱。粉尘与脏东西附着在除雾器上，会导致除雾器堵塞、系统压损增大，需由除雾器冲洗水泵提供工业水对除雾器进行喷雾清洗。主要缺点是副产品销售没有形成规模，没有良好的销售渠道，并且对烟气的杂质要求很高。

（2）NaCO3法

本法是用NaOH、Na2CO3和Na2SO3的水溶液为吸收剂，吸收烟气中的SO2。此法实际上是采用Na2CO3和NaHSO3混合液为吸收剂。当吸收剂中NaHSO3浓度达到80%-90%时，就要对吸收剂进行再生，可获得较高浓度的SO2和Na2CO3。再生后的Na2CO3可用于循环使用， SO2可用于生产硫酸。对烟气的吸收效率可达到90%以上。这种方法由于吸收效率不高、原料价格高，应用范围较窄。

（3）CaCO3法

石灰石法是目前世界上应用最广、技术最成熟的烟气脱硫工艺。石灰石经过破碎、研磨、制成浆液后输送到吸收塔。吸收塔内浆液经过循环泵送到喷淋装置喷淋。烟气从烟道引出后经增压风机增压，进入GGH烟气加热器冷却后进入吸收塔。烟气在吸收塔中与喷淋的石灰石浆液接触，除掉烟气中的SO2，洁净烟气从吸收塔配出后经GGH烟气加热器加热后排入烟道。吸收塔内吸收SO2后生成的亚硫酸钙，经氧化处理生成硫酸钙，从吸收塔内排出的硫酸钙经旋流分离（浓缩）、真空脱水后回收利用。

（4）氨法

氨法脱硫工艺是以氨作为吸收剂脱除烟气中的SO2。其特点是：①氨的碱性强于钙基吸收剂；②氨吸收烟气中SO2是气―液或气―气反应，反应速度快、完全、吸收剂利用率高，可以达到很高的脱硫效率。相对于其他钙基脱硫工艺来说，系统简单、设备体积小、能耗低。另外，其脱硫副产品硫酸铵是一种常用的化肥，副产品的销售收入能大幅度降低运行成本。

2.湿法脱硫工艺对比分析

（1）脱硫效率方面：钙法、镁法、钠法都能达到95%，而氨法能达到97%以上。（2）原料来源方面：钙法原料为石灰石，来自天然矿，原料丰富；镁法原料为氧化镁，来自菱镁矿，原料有限；钠法原料有限；氨法原料来自合成氨，原料丰富。（3）副产品用途：钙法副产品可做建材原料，但基本抛弃，二次渣污染；镁法副产品可做化肥添加剂，但基本抛弃，二次渣污染；钠法副产品可做玻璃生产原料，但因质量差，基本抛弃；氨法副产品高效农用化肥，市场好，无污染。

根据以上得出， 氨法脱硫工艺吸收剂来源广、副产品是可以综合利用的化肥，不会造成二次污染、脱硫效率高。

3.氨法工艺流程、原理及特点（结合大唐阜新项目）

（1）氨-肥法脱硫工艺用液氨吸收锅炉烟气中的二氧化硫，生产硫酸铵浆液，硫铵浆液送入硫铵处理系统处理生产硫酸铵；脱硫后的净烟气进入烟囱排放。工艺系统主要包括烟气系统、吸收系统、吸收剂供给系统、工艺水系统、检修系统等。

主要化学反应有：SO2+H2O+xNH3=（NH4）xH2-xSO3；（NH4）XH2-xSO3+1/2O2 +（2-x）NH3=（NH4）2SO4

烟气系统：锅炉烟气经原烟气挡板门，进入脱硫塔浓缩段，蒸发浓缩硫酸铵溶液，温度降至大约60℃，再进入吸收段，与吸收液反应，其中的SO2大部分被脱除，烟气温度被进一步降至50℃左右，吸收后的净气经除雾器除雾，进入烟囱排放。主要设备有原烟气进口挡板门、旁路挡板门、净烟气挡板门、烟道等。

SO2吸收系统：烟气与吸收液在脱硫塔内混合发生吸收反应，吸收后的吸收液流入脱硫塔底部的氧化段，用氧化风机送入的空气进行强制氧化，氧化后的吸收液大部分补氨后继续参加吸收反应；部分回流至循环槽，经二级循环泵送入脱硫塔浓缩段进行浓缩结晶，形成固含量3～5%的硫酸铵浆液，硫酸铵浆液回流至循环槽；循环槽下部固含量5～15%的硫酸铵浆液经硫铵泵送入硫铵系统。反应后的净烟气经除雾器除去烟气中携带的液沫和雾滴，进入烟囱。吸收系统主要设备有脱硫塔、循环槽、氧化风机等。

硫铵处理系统：由结晶泵来的5～15%硫酸铵浆液，经旋流器进一步浓缩后进入离心机分离得到固体硫酸铵，再进入干燥器干燥后，进入料仓和包装机，即可得到商品硫酸铵。母液返回循环槽循环使用。主要设备有旋流器、离心机、干燥机、包装机等。

（2）技术特点分析：1）氨逃逸低。小于10mg/m3，氨利用率大于98.5%。采取措施：选择合适的加氨点，控制吸收液的S/C，即控制吸收液的PH值在5-6之间；提高氧化率，降低吸收液中亚硫铵的浓度，氧化率可达到99%以上；控制吸收液浓度；顶部设水吸收装置。2）材料选择方面，脱硫塔体采用钢衬玻璃鳞片防腐，塔内构件采用玻璃钢等材料。3）设计脱硫效率≥98%，可根据运行综合效益灵活控制。4）能耗低：消耗定额按7台470t/h锅炉计算（阜新项目数据：单炉烟气量：667249Nm3/h；烟气温度：154.568℃；脱硫效率：≥98%；原烟气中SO2含量：5132mg/Nm3）：10%氨水94.8t/h；工艺水195t/h；蒸汽5.45t/h；电耗5480kW・h。5）针对氨水成分比较复杂，采用改进氧化塔设计等方法降低负面影响。6）设备布置紧凑，节约用地。7）本技术的生产设备将全部选用国产化设备。

4.结论

氨法脱硫工艺具有无废水、废渣 ，副产品可作为农用肥料等特点。从实际运行效果看，是一种适合中国国情的烟气脱硫技术。

我国合成氨产量巨大， 供应烟气脱硫的资源非常丰富。尤其适用于大唐阜新煤制天然气项目这种以化工产品为主的自备电站，脱硫剂来于化肥又回到化肥 ，不论对环境和国民经济都不会造成负面影响。相反，因其回收了硫元素 ，符合农业部门对硫肥日益增长的需求。

随着氨法脱硫技术的发展 ，氨法脱硫装置的投资已低于钙法 ，技术难点也已有了突破 ，其应用前景将越来越广阔。

参考文献

[1]彭健，叶世超，柳海刚等.燃煤锅炉烟气氨法脱硫技术概况[J]，燃料与化工，2010.

[2]王永军等.烟气氨法脱硫技术应用 [J].中国勘察设计，2010