电厂运行跳不过的---氨法脱硫工艺

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2018-07-25 22:50:26

工艺是采用氨作为吸收剂除去烟气中的so2的工艺,该工艺过程一般分成三大步骤:硫吸收、中间产品处理、副产品制造;根据过程和副产物的不同,又可分为氨-硫铵肥法、氨-磷铵肥法、氨-酸法、氨-亚硫酸铵法等;氨法脱硫对煤中硫含量的适应性广,低、中、高硫含量的煤种脱硫均能适应,特别适合于中高硫煤的脱硫。采用石灰石/石膏法时,煤的含硫量越高,石灰石用量就越大,费用也就越高;而采用氨法时,特别是采用废氨水作为脱硫吸收剂时,由于脱硫副产物的价值较高,煤中含硫量越高,脱硫副产物硫酸铵的产量越大,也就越经济。

工艺流程

氨法脱硫工艺主要由脱硫洗涤系统、浓缩系统、烟气系统、氨贮存系统、硫酸铵生产系统(若非氨-硫铵法则是于其工艺相对应的副产物制造系统)、电气自动控制系统等组成。

锅炉排出的烟气通过引风机增压后进入fgd系统,引风机用来克服整个fgd系统的压降。烟道上设有挡板系统,以便于fgd系统正常运行或旁路运行,不考虑增设脱硫增压风机。烟气通过引风机后,进入脱硫塔。

吸收塔分为三个区域:分别为吸收区、浆池区和除雾区,烟气向上通过脱硫塔,从脱硫塔内喷淋管组喷出的悬浮液滴向下降落,烟气与氨/硫酸铵浆液液滴逆流接触,发生传质与吸收反应,以脱除烟气中的so2、so3。脱硫后的烟气经除雾器去除烟气中夹带的液滴后,从顶部离开脱硫塔,通过原烟道进入烟囱排放。脱硫塔下部浆池中的氨/硫酸铵浆液由循环泵循环送至浆液喷雾系统的喷嘴,产生细小的液滴沿脱硫塔横截面均匀向下喷淋。so2和so3与浆液中的氨反应,生成亚硫酸铵和硫酸铵。

在脱硫塔浆池中鼓入空气,将生成的亚硫酸铵氧化成硫酸铵,由于充分利用了烟气中的热量,使得脱硫塔中的水蒸气过饱和而析出硫酸铵结晶,硫酸铵浆液经过旋流器的脱水提浓厚再进入离心机进一步脱水,最后经干燥后得到硫酸铵产品。

反应过程

烟气中的so2从烟气主体进入吸收液的过程是物理吸收和化学反应的过程,通过这个过程,使so2从气相进入液相而被捕获。

该过程可分为如下几个化学步骤:

烟气中so2溶解于水形成h2so3。

氨吸收剂溶解于水形成nh3bh2o。

溶解于水形成的nh3bh2o与溶解于水形成的h2so3进行化学反应形成(nh4)2so3。

形成的(nh4)2so3在氧化空气的作用下氧化形成(nh4)2so4

氨法脱硫过程的总化学反应式可以综合表示为:

so2 h2o xnh3→(nh4)xh2-xso3

(nh4)xh2-xso3 1/2o2 (2-x)nh3→(nh4)2so4

 

虽然上述综合反应式中列出了主要的反应物和生成物,但整个反应过程非常复杂,可以通过以下的一系列反应过程表示:

a:脱硫塔中so2的吸收

烟气中的二氧化硫(so2)溶于水并生成亚硫酸。

so2 h2o → h2so3 (1)

b:亚硫酸同溶于水中的硫酸铵和亚硫酸铵起反应

h2so3 (nh4)2so4→nh4hso4 nh4hso3 (2)

h2so3 (nh4)2so3→2nh4hso3 (3)

c:吸收剂氨的溶解

nh3 h2o→nh4oh →nh4 oh- (4)

由于反应(4)的进行,可以不断提供中和用的碱度及反应用的铵离子。氨同溶于水中的亚硫酸、硫酸氢铵和亚硫酸氢铵起反应。

d:中和吸收的so2

so2极易与碱性物质发生化学反应,形成亚硫酸盐。碱过剩时生成正盐;so2过剩时形成酸式盐。

so2 nh4oh→ nh4hso3 (5)

so2 2nh4oh→(nh4)2so3 h2o (6)

由于反应(5)、(6)的进行,可以使更多so2可被吸收。