氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施
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烟气氨法脱硫运行中的主要问题及改进措施摘要:氨法湿法脱硫技术的发展期,技术还不够成熟,运行初期出现了脱硫液处理不当、管道的堵塞等诸多问题。
通过在工艺设备操作过程中的不断摸索,进行了烟气氨法脱硫技改工程及工艺调整优化,取得了很好的效果,是公司的环保实施运行水平得到很大提升。
关键词:烟气氨法脱硫工艺;技改工程;存在问题;改进措施一、烟气氨法脱硫技术优势(一)技术优势在氨法脱硫工艺中,氨的活性高,与烟气反应速度快。
其液气比低于常规液体脱硫工艺,因此脱硫容易,不需要系统施加过大压力。
如果安装并配备了蒸汽加热器,则整体系统的总设计阻力不得超过1.2kPa。
氨水作为氨法脱硫中应用的脱硫剂,具有较高的反应活性和化学反应速率。
它完成反应的时间短,要求低,不受原始烟气浓度的限制,也不被烟气流速影响。
氨法脱硫控制系统采用与PLC单元控制系统相同的分散控制系统。
目前,整体脱硫作业发展了较长时间,技术水平较高,基本能实现自动化运作,智能化控制反应过程中的重要控制点。
如果设备发生故障,控制系统能够及时发出警报,提醒工作人员及时进行处理,提升整体反应作业的安全性。
由于氨法脱硫反应涉及物质多为液体和气体,生成的反应物也大多溶于水,反应过程中不容易产生堵塞和淤积等现象,也不容易导致设备磨损,自动控制影响因素少,方便建立自动化控制系统。
(二)环境效益目前我国全面强调环保工作的重要性,不论各个地区,环保部门已逐步提出按期完成锅炉烟气处理设备现代化改造的要求,能够确保极低的SO2排放。
氨法脱硫技术基本上不产生废气、废水和废渣,基本不会造成二次污染。
氨法脱硫最终废气排放量较低,也不生成二氧化碳气体。
如果二氧化硫质量浓度达到极低排放水平,即10~20mg/时,对大气污染较小,不存在二次污染现象。
氨法脱硫同时可以做到无废水排放,氨法脱硫产生的废水可返回脱硫塔作为工艺用水回收,基本不需要进行排放,减少对水资源浪费和污染二、烟气氨法脱硫技改工程建设存在的问题及改进措施(一)脱硫液的处理问题以及相应的改进措施当前各个工业企业所实际采用的锅炉烟气氨法脱硫技术主要是采用必要的脱硫液来在生产工作当中循环往复地实现针对烟气当中含有的二氧化硫气体进行吸收,一般情况下脱硫循环液当中含有的化学成分非常复杂,主要包括有灰尘、氯离子、硫酸铵以及亚硫酸铵等化学成分。
氨水在温度较高时(一般是60度以上)就逐步分解成为气体氨与水,形成氨逃逸,气体氨是不参与反应的;并且二氧化硫在温度较高时也很难被溶解吸收,化学反应通常是在液体中进行,所以把温度降低到60度以下是必须的选择需要解决的问题是气溶胶和氨损。
气溶胶是指固体或液体微粒稳定地悬浮于气体介质中形成的分散体系。
在氨法脱硫过程中,业硫酸铉和业硫酸氢铉气溶胶随净烟气排出,造成氨的损耗,成为困扰氨法脱硫技术发展的瓶颈。
氨法技术在脱除烟气中的二氧化硫时,不产生二氧化碳(钙法每脱除1吨二氧化硫的同时产生0.7吨二氧化碳),不产生任何废水、废液和废渣。
另外,氨法技术脱硫的同时具有脱销能力,目前很多烟气脱硫装置经检测脱硝率均在30% 以上。
由于液气比较常规湿法脱硫技术降低,脱硫塔的阻力仅为800Pa左右,包括烟道等阻力脱硫岛总阻力在1000Pa;配蒸汽加热器时脱硫岛的总设计阻力也仅为1250Pa左右。
因此,氨法脱硫装置可以利用原锅炉引风机的潜力,大多无需新配增压风机;即便原风机无潜力,也可适当进行风机改造或增加小压头的风机。
关于脱硫塔出口烟气温度的处理有以下4种方案:(1)设置气/气换热器(GGH),使FGD进口热烟气和出口冷烟气之间进行换热,FGD出口烟气被加热至80C以上后排入烟囱。
此法无需消耗外部热量,比较经济,但一次投资很大,1*300MW脱硫机组的回转式GGH造价达1250~1350万元/台;同时由于烟气两次换热,烟气阻力降很高,达1200Pa~1500Pa烟气升压耗能很大。
(2)在脱硫塔出口设置烟气加热器,利用外部蒸汽加热FGD出口冷烟气。
此法一次投资相对较低,但需消耗一定量的外供蒸汽,运行成本高。
(3)在脱硫塔顶部增设一高30M左右的玻璃钢排气筒(排烟口总高度60米),使脱硫后的净烟气直接从此烟囱排放,原烟囱作为事故排放烟囱备用。
此法投资和能耗都比较低(如果原锅炉引风机能提供1200~1000Pa的余压,可以不设FGD升压风机)。
氨水在温度较高时(一般是60度以上)就逐步分解成为气体氨与水,形成氨逃逸,气体氨是不参与反应的;并且二氧化硫在温度较高时也很难被溶解吸收,化学反应通常是在液体中进行,所以把温度降低到60度以下是必须的选择需要解决的问题是气溶胶和氨损。
气溶胶是指固体或液体微粒稳定地悬浮于气体介质中形成的分散体系。
在氨法脱硫过程中,亚硫酸铵和亚硫酸氢铵气溶胶随净烟气排出,造成氨的损耗,成为困扰氨法脱硫技术发展的瓶颈。
氨法技术在脱除烟气中的二氧化硫时,不产生二氧化碳(钙法每脱除1吨二氧化硫的同时产生0.7吨二氧化碳),不产生任何废水、废液和废渣。
另外,氨法技术脱硫的同时具有脱销能力,目前很多烟气脱硫装置经检测脱硝率均在30%以上。
由于液气比较常规湿法脱硫技术降低,脱硫塔的阻力仅为800Pa左右,包括烟道等阻力脱硫岛总阻力在1000Pa;配蒸汽加热器时脱硫岛的总设计阻力也仅为1250Pa左右。
因此,氨法脱硫装置可以利用原锅炉引风机的潜力,大多无需新配增压风机;即便原风机无潜力,也可适当进行风机改造或增加小压头的风机。
关于脱硫塔出口烟气温度的处理有以下4种方案:(1)设置气/气换热器(GGH),使FGD进口热烟气和出口冷烟气之间进行换热,FGD出口烟气被加热至80℃以上后排入烟囱。
此法无需消耗外部热量,比较经济,但一次投资很大,1*300MW脱硫机组的回转式GGH造价达1250~1350万元/台;同时由于烟气两次换热,烟气阻力降很高,达1200Pa~1500Pa,烟气升压耗能很大。
(2)在脱硫塔出口设置烟气加热器,利用外部蒸汽加热FGD出口冷烟气。
此法一次投资相对较低,但需消耗一定量的外供蒸汽,运行成本高。
(3)在脱硫塔顶部增设一高30M左右的玻璃钢排气筒(排烟口总高度60米),使脱硫后的净烟气直接从此烟囱排放,原烟囱作为事故排放烟囱备用。
此法投资和能耗都比较低(如果原锅炉引风机能提供1200~1000Pa的余压,可以不设FGD升压风机)。
燃煤锅炉烟气氨法脱硫装置存在问题及改进措施摘要:锅炉脱硝系统由于加入稀氨水,在非正常工况下会导致脱硫系统结晶恶化、出料困难,必须引起重视并严加防范,防止造成严重后果。
烟气氨法脱硫是一种湿法回收烟气中硫的技术,该技术以氨或氨水为吸收剂,洗涤、吸收烟气中的 SO2气体,副产硫酸铵产品。
烟气氨法脱硫技术具有反应速率快、吸收剂利用率高、副产物容易利用,适合高硫燃煤烟气脱硫等优点,但同时也存烟气拖尾、氨逃逸、气溶胶和铵盐夹带、对装置周边设备及建构筑物腐蚀性强等问题。
对该脱硫装置运行过程中暴露的问题进行分析,并针对这些问题提出相应的改进措施。
关键词:燃煤锅炉;烟气氨法;脱硫装置;问题;改进措施引言氨法脱硫工艺技术在不断的成熟,其工艺技术在运行时脱硫的效果非常明显。
其系统拥有着耗能低、投资小、操作简便快捷和运行可靠无污染等优点,并且拥有着明显的经济、社会、环保效益等特点。
完全符合我国循环经济发展这一趋势,经过改进后非常的适用于煤质天然气当中的尾气处理。
其工艺在进行当中有效的吸收了馏并且合理使用的回收了其气体当中的SO2,降低了对于环境的污染全面的实施了以废治废这一特点。
1 概述烟气氨法脱硫是一种湿法回收烟气中硫的技术,该技术以氨或氨水为吸收剂,洗涤、吸收烟气中的 SO2气体,副产硫酸铵产品。
烟气氨法脱硫技术具有反应速率快、吸收剂利用率高、副产物容易利用,适合高硫燃煤烟气脱硫等优点,但同时也存烟气拖尾、氨逃逸、气溶胶和铵盐夹带、对装置周边设备及建构筑物腐蚀性强等问题。
某企业自备电厂的燃煤锅炉烟气氨法脱硫装置运行不稳定,脱硫塔出口烟气的 SO2浓度有时会出现超标现象。
为此,笔者对该脱硫装置运行过程中暴露的问题进行分析,并针对这些问题提出相应的改进措施。
2氨法烟气脱硫工艺技术的发展早在二十世纪七十年代初期,日本、意大利等国家就已经开始进行了氨法脱硫工艺技术的研究,并且获得了很不错的成果,但是由于氨自身的价格相对于石灰石等吸收剂来讲实在是过于太高,从而导致氨法脱硫工艺技术在实际的工程当中并不认可被应用。
氨法脱硫工艺 CEMS 问题分析与解决策略摘要:固定污染源排放系统又被称之为CEMS系统,常被用于烟气排放等环节的连续监测工作,是以也被相关工业部门叫做烟气排放连续监测系统。
就我国工业发展情况分析,CEMS更多用于检测外排烟筒中的成分及浓度。
氨法脱硫工艺是热电厂锅炉烟气排放中常用的脱硫模式,但在其应用过程中会出现大量的水含量高且含有气体的溶胶颗粒,再加上其本身具有的腐蚀性,妥善处理生成物成为CEMS系统的最新发展方向。
但事实上,部分热电厂在应用CEMS进行氨法脱硫时常会出现测量数据异常的问题,破环整体测量工作的准确性。
关键词:氨法脱硫工艺;CEMS系统;问题分析与解决引言:氨法脱硫技术充分考虑到了气体与液体的特征,借助其相互传质传热以及化学反应的特点达到去除烟气中污染物的目的。
我国使用的氨法脱硫技术并不统一,但多数应用也离不开下列化学反应:SO2+H2O+2NH3=(NH4)2SO3 (1)(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3 (2)NH4HSO3+NH3=(NH4)2SO3 (3)(NH4)2SO3+1/2O2=(NH4)2SO4 (4)2(NH4)2SO3+2NO=2(NH4)2SO4+N2 (5)氨法脱硫工艺流程分别由烟气吸收反应、吸收剂供给、硫酸铵分离、循环液循环、工艺水、压缩空气以及电气七大系统组成,而CEMS系统则是监测系统运行效果,保障脱硫效率的重要组成。
一、氨法脱硫工艺CEMS系统问题及解决措施(一)采样管堵塞问题当CEMS系统中出现采样预处理系统堵塞问题时,其相应的氧含量测量值将会明显升高。
如不能,及时采取合适方法进行处理,将会影响到氨法脱硫工艺系统监测的最终效果。
针对这一问题通常采用两种解决方式,热电厂工作人员还需结合自身经营发展情况,综合氨法脱硫工艺特征全面考虑,选取最佳问题解决方案。
(1)氨法脱硫工艺中涉及到硫酸铵的参与,而这一化学品拥有易溶于水的性质,在其溶于水的过程中会形成一定质量的硫酸铵结晶,当结晶总含量过大就会造成CEMS系统仪表采样管线的堵塞。
氨法脱硫装置生产过程中存在问题及解决方案摘要:氨法脱硫是利用高活性氨水为吸收剂,使SO2与烟气反应,获得硫酸铵的资源回收技术,工艺原料易得,不产生废水,能适应与满足化工企业生产需求。
关键词:氨法脱硫;问题;措施Problems and Solutions in Production of Ammonia DesulfurizationUnitDong Wanying1前言氨法脱硫工艺能实现低能耗和有效的硫资源回收,可充分利用煤化工装置产生的废氨作为脱硫剂,用于硫回收装置的烟气脱硫,能治理SO2污染,还可生产含有硫酸铵的副产品化肥,系统不会产生废水或废渣,具有显著的综合效益,更符合循环经济要求。
2 氨法脱硫装置存在的问题某公司硫回收装置制硫后产生尾气进入尾气焚烧炉,氧化为SO2。
氨法脱硫工艺用于去除高温烟气中SO2,即基于(NH4)2SO3-NH4HSO3混合溶液,在脱硫吸收塔中与烟气中SO2反应生成(NH4)2SO3,再氧化生成一定浓度的(NH4)2SO4溶液,经结晶干燥工艺处理后,得到硫铵产品。
氨法脱硫装置脱硫塔入口烟气量50000~10000Nm3/h,入口SO2、H2S含量6000~9000mg/Nm3。
脱硫处理后烟囱排气指标设计值要求SO2浓度≤50mg/Nm3,NH3浓度≤8mg/Nm3。
氨法脱硫项目投产以来,装置现场有刺鼻气味,远超脱硫塔尾气设计排放指标,出口净烟气拖尾严重,造成环境污染;硫酸铵溶液密度保持在1.10g/cm3,溶液氧化率在80%,指标达不到要求,硫酸铵溶液质量长期不合格,结晶困难,所以暂用槽车外送出厂处理。
氨法脱硫装置运行时,出现脱硫塔出口尾气SO2不达标、硫酸铵溶液氧化率低、硫酸铵难以结晶、装置腐蚀严重等问题,装置长期在非正常条件下运行,难以保证稳定生产。
对大气造成污染,且无产品产出,破坏生态环境,造成经济损失。
系统很难继续运行,急需改造。
3 氨法脱硫装置生产中问题原因及应对措施3.1、氨逃逸。
氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施发布时间:2021-09-26T08:22:15.775Z 来源:《新型城镇化》2021年16期作者:刘利[导读] 有利于老锅炉进行改造。
但是氨气脱硫工艺仍然存在着以下几点问题:江苏爱尔沃特环保科技有限公司江苏徐州 221006摘要:氨法脱硫技术因对不同煤种特别是高硫煤具有很强的适应性及较高的脱硫效率,逐渐得到市场的青睐。
尽快研究并解决氨法脱硫面临的氨逃逸、气溶胶、氧化难、氯离子富集等问题,将有利于氨法脱硫技术的进一步推广应用。
关键词:氨法脱硫工艺;问题;应对措施1氨法脱硫工艺存在的问题氨法脱硫工艺的技术特点是安全资源化,能够变废为宝、化害为利;装置的阻力小,节省运行电耗;防腐先进且运行可靠;装置设备占地面积小,有利于老锅炉进行改造。
但是氨气脱硫工艺仍然存在着以下几点问题:氨逃逸现象的产生,氨在常温常压的状态下极其容易挥发,防止氨随着脱硫尾气逸出,减少其对环境产生的污染是氨法脱硫工艺面对的首要问题。
氨逃逸指的是在氨水温度较高的情况下逐渐汽化成氨气与水的过程,氨气不参与脱硫反应,而是同烟气一起排出,在一定程度上影响了脱硫工艺的发展以及周边的环境。
气溶胶现象,气溶胶拖尾指的是液体或者固体的小质点分散并且悬浮在大气中而形成的胶体分散体系,在氨法烟气脱硫中气溶胶颗粒形成主要是通过以下两种途径,一种是氨法脱硫工艺中排出的烟气,烟气中夹带的氨水被挥发,逃逸出的气态氨与烟气中没有脱除。
另一种是氨水吸收烟气中的二氧化硫以后,脱硫液滴被烟气携带而出,因为蒸发、烟气气体速度过快导致气溶胶现象的形成。
2氨法脱硫工艺积极的应对措施2.1氧逃逸外理措施针对氨法脱硫工艺中氨逃逸现象的处理措施如下:(1) 脱硫剂建议使用废弃的氨水,严格控制废弃氨水的质量问题,其中含粉类物质不能超过50mg/L,油的含量不能超过20mg/L,H.S 的含量不能超过0.02%,它们对硫酸铵结晶有着一定的抑制作用,最终导致脱硫反应形成的亚硫酸铵没办法得到氧化。
热电厂氨法脱硫系统中的问题及解决方法探讨湿式氨法烟气脱硫通常存在结垢、堵塞和腐蚀等问题,通过增加特殊设备均能很好解决相关的问题,但是气溶胶的形成是湿式氨法烟气脱硫过程存在的主要问题,通过采用比较低浓度的氨水,降低脱硫吸收温度,在脱硫出口增加湿式电除雾器,综合优化脱硫工艺参数,从而大大降低硫酸氨气溶胶的排放,使环境影响降低到最小。
标签:气溶胶;氨法;湿式烟气脱硫1、热电厂氨法脱硫系统现状目前,氨法脱硫工艺以氨水为吸收剂,主要采用喷淋吸收的方式,副产硫酸铵化肥,洗涤工艺中产生的浓度约30%的硫酸铵溶液排出洗涤塔,可以进一步处理或直接作为液体氮肥出售,也可以把这种溶液进一步浓缩蒸发干燥加工成颗粒、晶体或块状化肥出售。
目前的吸收装置,都没有较好的办法彻底解决氨法脱硫中产生的气溶胶问题,脱硫装置出口尾气中硫酸氨微细颗粒超标,带来严重的二次污染。
目前国外是采用在尾气出口加装湿式电除雾器,脱除尾气中的微细硫酸氨颗粒。
由于湿式电除雾器造价昂贵,因此并没有在国内氨法脱硫装置中得到广泛应用。
2、氨法烟气脱硫存在的问题及解决方法氨法烟气脱硫通常存在结垢、堵塞、腐蚀和气溶胶等棘手的问题。
这些问题如解决的不好,便会造成二次污染、运转效率低下或不能正常运行等。
2.1结垢和堵塞及解决方法在湿式氨法烟气脱硫中,设备常常发生结垢和堵塞。
常见的解决方法有:在工艺操作上,控制溶液的pH值和浓度;保持溶液的晶种数量;严格除尘,控制烟气进入吸收系统所带入的烟尘量,选用不易结垢和堵塞的吸收设备,选择表面光滑、不易腐蚀的材料制作吸收设备。
2.2腐蚀及解决方法煤炭燃烧时除生成SO2以外,还生成少量的SO3,烟气中SO3的浓度为10~40ppm。
由于烟气中含有水(8%~14%),生成的SO3瞬间内形成硫酸雾。
硫酸雾凝结成硫酸附着在设备的内壁上,或溶解于洗涤液中。
同时硫酸氨和亚硫酸氢铵都具有腐蚀性,这就是湿法吸收塔及有关设备腐蚀相当严重的主要原因。
氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施栾辉,唐智和,翟小娟,何为摘要本文介绍了氨法脱硫工艺国内外发展及应用现状,对其工艺原理、工艺流程以及技术优势进行了详细的论述。
针对氨法脱硫技术在应用过程中存在的脱硫剂消耗大、氨逃逸、气溶胶难以消除、亚硫酸铵氧化慢、硫酸铵结晶、氯离子富集难等典型问题进行详细地总结与分析,并提出了行之有效的应对措施及建议。
关键词氨法脱硫问题措施Abstract: This paper introduces the development and application of ammoni a-based desulfurizati on process at home and abroad, discusses the tech ni cal prin ciple, process flow and tech no logical superiority in detail. Gives elaborate summary and analysis of the typical problems of ammoni a-based desulfurizatio n tech no logy which exist in applicatio n process, in cludi ng huge desulfuriz ing age nt con sumpti on, serious ammon ia escapeme nt, slow ammon ium sulfite oxidati on, the difficulties of aerosol elim in ati on, ammon ium sulfate crystallizatio n and the chloride ion concentration etc. Then puts forward the effective measures and suggestio ns.Key words: ammoni a-based desulphurizati on, problems, measures作者简介:栾辉,2009年毕业于中国石油大学(北京)环境科学专业,硕士,现在中国石油安全环保技术研究院HSE检测中心工作,主要从事污染源在线监测系统运维管理工作。
通信地址:北京市昌平区沙河镇西沙屯桥西中国石油创新基地A座,1022060引言我国是一个以煤炭为主要能源的国家,根据《BP世界能源统计(2011-2014)》结果,2013年煤炭在我国能源结构中的比重达67%。
2012年,我国煤炭消费总量首次超过全球消费总量的一半,达到50.2%。
我国煤炭消费的80%用于直接燃烧,而煤炭热值低、含硫高的特点,使我国二氧化硫和氮氧化物排放总量居高不下。
[1]煤炭燃烧所产生的二氧化硫、氮氧化物、烟尘等有毒有害物质,极易引起酸雨、温室效应、雾霾以及臭氧层破坏等环境问题,对人类的生产、生活以及身体健康造成严重破坏与影响。
[2-3]近年来,虽然我国二氧化硫排放总量整体呈不断下降趋势,但是年度二氧化硫排放总量还是在2000 万吨以上,居全球首位。
⑷为了控制二氧化硫排放量,减少其对人类生存环境的破坏,烟气脱硫技术逐渐兴起和发展,而氨法脱硫工艺因其脱硫速度快、效率高、装置停开车时间短、脱硫产品经济价值高等优点,逐渐成为一项较为成熟的主要脱硫技术。
20世纪70年代,Krou Kroers公司开发出了氨-硫酸铵法脱硫工艺。
⑸随着氨法脱硫工艺不断改进与完善,20世纪90年代以来,氨法脱硫不断得到推广和应用。
国外研究和推广氨法脱硫的公司有GE、Krou Kroers和千代田等,主要集中在美国、德国和日本;国内氨法脱硫厂家主要有江南环保、华东理工大学等。
目前,国内最大的氨法脱硫项目是天津永利电力公司的60MW机组烟气脱硫装置。
⑹1氨法脱硫工艺简介1.1工艺原理氨法脱硫是气液两相之间相互传质传热并发生化学反应的过程,主要的反应原理如下:S02 + H2O+ 2NH3=(NH4)2SO3 (1)(NH4)2SO3+ SO2 + H2O =2NH4HSO3 (2)NH4HSO3+ NH3=(NH4)2SO3 (3)(NH4)2SO3 + 1/2O2=(NH4)2SO4 (4)2(NH4)2SO3+2NO=2(NH4)2SQ+N2 (5)式(2)为吸收SO2的主要反应,整个脱硫反应中,(NH4)2SO3 对SO2的吸收起主要作用。
随着反应的进行,(NH4)2SO3浓度会逐渐下降,NH4HSO3浓度逐渐上升。
为了保持脱硫循环液的吸收能力,需向浆液池中注入氨水使NH4HSO3转化为(NH4)2SO3。
浆液中的(NHJ2SO3浓度升高后,为了避免生成的(NH4)2SO3重新分解成SO2,(NH4)2SO3被氧化风机鼓入的氧化空气强制氧化为(NH4)2SO4。
由于气态二氧化硫、氨气和水反应生成的(NH4)2SO3悬浮物容易导致气溶胶的形成。
因此,在整个反应过程中,需将浆液中(NH4)2SO3和NH4HSO3 的比例控制在合适的范围内,以保证氨法脱硫系统的脱硫效率和减少出口氨逃逸”量。
1.2工艺流程现目前国内氨法脱硫技术所采用的工艺存在一定差异,但是基本可以分为烟气吸收反应系统、吸收剂供给系统、硫酸铵分离系统、循环液循环系统、工艺水系统、压缩空气系统以及电气系统。
⑺具体工艺流程详见图1。
电除尘器■■原韦风机n g_____二Wfi应塔烟弋达樹机—除尘沁利用图1氨法脱硫工艺流程图1.3技术优势氨法脱硫技术与其他脱硫技术相比,具有以下几个方面的技术优势:1.3.1脱硫塔不易结垢,系统阻力小脱硫剂氨及产物硫酸铵均具有较高的化学活性,易溶解于水,因此脱硫塔不易结垢,系统总阻力约为1250Pd8],利用原系统风机即可。
1.3.2对煤中含硫量适用性广氨法脱硫技术对煤中含硫量适用性广,低、中、高含硫煤均能较好的适应,对中、高硫煤脱硫效果更好。
与石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术相比,煤中含硫量越高,石灰石用量越大,费用越高,而氨法脱硫采用废氨水或氨水作为脱硫剂,煤中含硫量越高,其副产品中硫酸铵产量越高、纯度越好,经济效益越大。
133系统占地面积小,能耗低氨法脱硫的脱硫剂氨是一种良好的碱性吸收剂,脱硫过程中氨与二氧化硫反应是一个典型液-气反应的化学过程,反应速率、反应完全且脱硫剂利用率高。
与钙法脱硫相比,氨的碱性强于钙基吸收剂,无需配套建设研磨、雾化、循环等用于提高脱硫剂利用率的设备,故氨法脱硫系统结构简单、占地面积小、运行能耗低。
1.4氨法脱硫工艺脱硫效率的影响因素1.4.1氨水喷嘴的角度与数量氨水雾化效果与脱硫效率具有较大的相关性,雾化效果越好,氨水与烟气接触面积越大,二氧化硫脱除效率越高。
对于同等的烟气量,不能简单地通过增加氨水量提咼脱硫效率,而应通过最大限度的提咼喷雾技术质量,增加气液接触面积实现脱硫效率的提高。
超微液滴与大的覆盖面积是关键。
洗涤塔内烟气分布不均匀,不同区域二氧化硫浓度存在较大差别,并且塔内烟气流速与喷入氨水密度之间存在分配不均匀的矛盾,导致脱硫效率整体水平不高,因此,须通过合理设置氨水喷嘴角度和数量来消除此类问题,使脱硫效率整体水平得到提高。
142脱硫塔温度的影响脱硫塔内烟气温度与脱硫效率存在较大的相关性。
车建炜等人对常温至95C范围内脱硫塔脱硫效率与脱硫反应温度之间的关系进行了研究,研究结果表明,低温状态下二氧化硫脱除率较高,随温度上升,脱除率下降;温度继续升高,脱除率则开始上升;当温度达到70去C时,脱除率最低。
他们认为在氨法脱硫工程实际应用过程中,脱硫塔内温度宜控制在60 C以下或在80C以上,才能有效保证烟气脱硫效率。
⑶143氨水喷入量的影响氨水喷入量越大,烟气与氨水接触面积越大,脱硫效率越高,但随着氨水量增加,脱硫效率增加缓慢并趋于稳定;但是脱硫设施外排废液pH升高,当pH大于7时,表明氨水利用率开始下降,随之将会出现氨逃逸、外排废气气溶胶增加、脱硫副产品硫酸铵质量下降等问题。
因此,氨水喷入量不是越多越好,要根据脱硫设施入口二氧化硫监测浓度、脱硫设施运行状态等实际情况确定。
144氨水浓度的影响在氨水喷入量一定的情况下,氨水浓度增加,氨侧传质速度加快, 氨与二氧化硫反映时间缩短,脱硫效率提高,但是氨消耗量增加。
当选用低浓度氨水时,氨水雾化效率较高,氨水利用率增大,避免出现氨水浪费的情况,但是脱硫效率低于高浓度氨水。
因此,在实际生产过程中,要综合考虑脱硫效率和氨水成本两个方面来确定氨水浓度。
1.4.5用水水质的影响当脱硫设施温度连续超过50 C时,脱硫设施用水中的钙、镁等离子会在管路中结垢,造成堵塞,使氨水喷入量降低,脱硫效率下降, 甚至出现脱硫设施因堵塞停工的情况。
不同地区水中钙镁离子浓度不同,因此脱硫设施用水要充分考虑水质的具体情况。
1.4.6烟气速度的影响对气膜吸收系数准数关系分析可以得出,烟气气速对传质也有影响,而气速与脱硫塔直径密切相关,江南环保徐长春报道反应段气速一般控制在3m/s以上,才能够保证脱硫效率咼于90%,技术人员在设计上采用气速数据要根据经验和具体情况确定。
147循环液pH值的影响pH值是脱硫塔运行控制的重要参数之一。
循环脱硫液组成和性质对传质影响甚大,根据循环脱硫液pH值可以对所可能含有组分进行判断分析,进而控制脱硫塔运行状况。
用氨水吸收二氧化硫反应十分迅速,影响总反应速度的控制因素是二氧化硫的水化反应[10],水化反应受气膜传质控制,当吸收液pH值为中等或偏咼时,二氧化硫易溶于氨水溶液,膜阻力很小,当pH值低时,膜阻力较大。
丁红蕾、苏秋凤等[11]研究发现,适宜的湿式氨法脱硫循环液pH值应在5.5~6.0 之间,这样既可以保证高的脱硫效率,同时也可减少氨逃逸量。
2存在问题及应对措施目前,国内氨法脱硫技术普遍存在脱硫剂消耗大、氨逃逸严重、气溶胶难以消除、亚硫酸铵氧化慢、硫酸铵结晶难等问题,这些问题的存在制约了氨法脱硫技术的进一步推广应用。
2.1氨逃逸与气溶胶HJ 2001-2010《火电厂烟气脱硫技术规范氨法》要求脱硫系统运行时,吸收塔出口单位烟气体积中氨的质量应小于10mg”而氨和铵盐类又是气溶胶的主要成分。
[12]2012年1月1日新的GB13223-2011 《火电厂大气污染物排放标准》正式实施,标准要求新建燃煤锅炉二氧化硫排放要低于100mg/m3,现有燃煤锅炉二氧化硫排放要低于200 mg/m3。
面对更为严格的污染物排放标准,使用氨法脱硫工艺的企业通常选择加大喷氨量来提高二氧化硫的脱除效果,从而实现二氧化硫的稳定达标排放,但是过量氨水的加入,会使氨逃逸及气溶胶问题更加严重。