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。
氨法脱硫氨逃逸及气溶胶分析及解决措施氨法脱硫是一种常用的烟气脱硫技术,其原理是利用氨与烟气中的二氧化硫反应生成硫化氢,再与氧气反应生成风险较低的硫磺。
然而,在氨法脱硫过程中,氨的逃逸和气溶胶问题是需要关注和解决的重要问题。
氨逃逸是指在氨法脱硫过程中,氨从各个环节中逸出到大气中,造成空气污染和氨损失。
氨逸出主要有以下几个方面的原因:1.系统运行不稳定:如果脱硫系统的运行不稳定,如操作不当、设备故障等,会导致氨逸出。
2.催化剂活性下降:氨法脱硫使用催化剂对氨和二氧化硫进行反应,如果催化剂的活性下降,会导致氨逸出增加。
3.氨泄漏:脱硫系统中的管道、阀门等设备可能存在泄漏,导致氨气逸出。
针对氨逃逸问题,可以采取以下措施进行解决:1.规范操作:操作人员应严格按照操作规程进行操作,确保系统稳定运行。
2.加强设备维护:定期对脱硫系统的设备进行检查、维护和更换,保证设备的正常运行。
3.泄漏监测和修复:对脱硫系统中的管道、阀门等进行泄漏监测,并及时修复泄漏点,减少氨气逸出。
4.催化剂管理:加强对催化剂的管理,避免催化剂活性下降,及时更换催化剂。
气溶胶是指气体中悬浮颗粒物,氨法脱硫过程中产生的气溶胶主要包括硫酸铵颗粒和硫酸混合胺颗粒。
气溶胶对环境和人体健康都造成一定风险。
对于气溶胶问题,常见的措施包括:1.预处理措施:在氨法脱硫前可采用预先加湿的方式将氨气和二氧化硫充分混合,提高氨气对二氧化硫的吸收效率,减少气溶胶的生成。
2.气溶胶控制技术:可通过增设静电除尘器等气溶胶控制设备,对烟气中的颗粒物进行捕集,减少气溶胶的排放。
3.废气处理措施:对于含有气溶胶的废气,可采用湿式或干式废气处理技术进行处理,将气溶胶捕集和吸收,减少排放。
4.监测和治理:建立相应的监测系统,对气溶胶进行实时监测,及时采取相应的治理措施,确保气溶胶排放符合相关标准和要求。
综上所述,针对氨法脱硫氨逃逸和气溶胶分析及解决措施,可以通过规范操作、加强设备维护、泄漏监测和修复、催化剂管理等措施来解决氨逸出问题;而通过预处理措施、气溶胶控制技术、废气处理措施和监测治理等措施来解决气溶胶问题,从而实现氨法脱硫的高效、稳定和环保运行。
氨法烟气脱硫过程中常见问题及优化措施摘要:神木天元化工有限公司锅炉烟气处理采用了氨法脱硫工艺。
本文介绍了氨法烟气脱硫工艺的原理、工艺流程,阐述了装置运行过程中出现的问题,分析了异常情况产生的原因,通过在脱硫吸收塔内增加分布器、循环氧化槽增加强制氧化设施、操作指标调整等方法,解决了装置尾气不达标、硫酸铵溶液氧化率低、设备腐蚀严重等影响装置长周期稳定的生产难题。
关键词:氨法脱硫;氨逃逸;硫酸铵;氧化率;脱硫吸收塔;腐蚀引言:随着煤化工产业的大力发展,环境污染面临着日益严峻的挑战。
由于煤炭硫含量普遍较高(硫分布范围为0.1%~10%,平均约2%),在加工过程中转化为SO2等含硫氧化物,存在于外排烟气中。
目前烟气脱硫工艺有干法、湿法、半干法等,其中湿法烟气脱硫工艺又可分为钙基、镁基、氨基等几大类[1]。
在这些脱硫工艺中,氨法脱硫工艺因其流程简单、反应速度快、脱硫效率高、装置开停车时间短以及脱硫副产品价值高而受到广泛关注。
20世纪 70 年代初日本和意大利等国开始研究氨法脱硫工艺,进入90年代后得到广泛应用。
氨法烟气脱硫工艺采用一定浓度的氨水( NH3·H2O) 或液氨作为脱硫剂,在脱硫吸收塔内与烟气中的SO2逆向接触并发生反应,进而达到SO2脱除目的。
氨与 SO2反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵经过氧化形成硫酸铵产品,整个过程不产生废水和废渣。
通过多年生产实践,尾气中SO2浓度<35mg>1 工艺原理氨法脱硫工艺以水溶液中的NH3和SO2反应为基础,在多功能烟气脱硫吸收塔吸收段,氨将烟气中的SO2吸收[2],得到中间产品亚硫酸铵(简称亚硫铵,下同)或亚硫酸氢铵的水溶液,见方程式为(1);在脱硫吸收塔外的氧化槽,鼓入压缩空气进行亚硫铵的氧化反应,将亚硫铵直接氧化成硫铵,见反应方程式(2),总化学反应式见(3)。
SO2+H2O+XNH3=(NH4)XH(2-x)SO3 (1)(NH4)XH(2-x)SO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4 (2)SO2+H2O+2NH3+1/2O2=(NH4)2SO4(3)在脱硫吸收塔的浓缩段,利用高温烟气的热量将硫铵溶液浓缩,得到10-15%硫铵固体的硫铵浆液,硫铵浆液进入后处理系统,经浓缩、分离、干燥、包装等工序,得到硫铵产品。
氨法脱硫存在的问题及解决办法本文介绍了氨法脱硫工艺的应用现状,对其反应过程及存在问题进行了论述。
氨法脱硫技术在实际应用中存在着氨逃逸、气溶胶等显著问题,针对这些问题进行了分析与探讨。
本文提出了几种解决氨逃逸、气溶胶的办法。
标签:氨法脱硫;氨逃逸;气溶胶生态文明建设和环境保护是新时代下的要求。
随着国家对环保的要求越来越严:根据《国务院办公厅关于印发能源发展战略行动计划(2014年-2020年)的通知》中要求,大气污染物排放浓度限值在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50mg/Nm3。
氨法脱硫不失为一种较为成熟的主要脱硫技术。
在工业燃煤电厂、化工、烧结等行业,氨法脱硫有着广泛的应用空间,其脱硫系统稳定、投资更少、适应性广,将会更加广泛应用于更多行业的烟气脱硫中。
但氨法脱硫工艺普遍存在着氨逃逸严重、气溶胶难以消除等问题,这些问题制约了氨法脱硫技术的进一步的推广应用与发展。
1 氨法脱硫反应过程及存在问题氨法脱硫工艺是采用氨作为吸收剂脱除烟气中的SO2的工艺,其主要由脱硫吸收系统、副产物处理系统、烟气系统、氨贮存系统、电气仪控系统等组成。
锅炉排出的烟气通过引风机增压后进入氨法脱硫塔,脱硫塔分为三大区域,分别为浆池区、吸收段和除雾段。
1.1 反应过程烟气中的SO2从烟气进入浆液的过程是一个复杂的物理吸收和化学反应的过程,主要反应过程如下:SO2+H2O→H2SO3 (1)H2SO3+(NH4)2SO4→NH4HSO4+NH4HSO3 (2)H2SO3+(NH4)2SO3→2NH4HSO3 (3)NH3+H2O→NH4OH→NH4++OH- (4)SO2+NH4OH→NH4HSO3(5)SO2+2NH4OH→(NH4)2SO3+H2O(6)2NH4HSO3+O2→2NH4HSO4(7)2(NH4)2SO3+O2→2(NH4)2SO4(8)1.2存在問题1.2.1 氨逃逸在氨法脱硫工艺中,氨逃逸专指二氧化硫与氨反应不完全,游离氨的含量过高,导致过多的气态氨随烟气而排出。
氨法脱硫装置生产过程中存在的问题与解决方案摘要:近年来,我国的工业化进程有了很大进展,保证烟气产品的质量安全,则成为了一项重要的任务。
气体脱硫装置作为烟气生产过程中关键的环节,其性能和操作管理直接影响烟气产品的质量。
本文首先分析氨法脱硫装置存在的问题,其次探讨采用氨法脱硫工艺的优势,最后就氨法脱硫装置生产过程中存在问题及解决方案进行研究,极大地改善了脱硫装置的运行状态。
关键词:氨法脱硫;硫酸铵;氧化率;氨逃逸;脱硫塔引言烟气脱硫是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法,是控制酸雨和二氧化硫污染最为有效和主要的技术手段。
其基本原理都是以一种碱性物质作为SO2的吸收剂,即脱硫剂。
吸收剂的性能从根本上决定了SO2吸收操作的效率及运行成本,因而对吸收剂的性能有一定的要求。
一般情况下,吸收剂按吸收能力、化学吸收性能、不腐蚀或腐蚀性小、来源及便于处理及操作,不产生二次污染为原则进行选择。
1硫酸铵结晶原理硫酸铵结晶是通过吸收氨水和二氧化硫形成亚硫酸铵溶液;亚硫酸铵溶液通过氧化形成低浓度的硫酸铵溶液;低浓度的硫酸铵溶液再经过高温蒸发出大量的水,形成过饱和溶液;过饱和溶液达到一定饱和度析出固体晶核;晶核经过不断的热运动和周围的晶体发生碰撞、摩擦组合形成较大的晶体。
2采用氨法脱硫工艺的优势目前国内有合成氨生产或纯碱产品的生产厂家,因生产过程中有低浓度氨水产生,原料易得且具备成本优势,与钙法脱硫相比,我公司热电锅炉烟气采用氨法脱硫工艺具有以下优势:1)原料易得且成本较低:公司合成氨、联碱生产工序(如铜洗再生气回收、氨贮槽驰放气回收、联碱综合回收塔洗涤液等)有回收稀氨水产生,可提浓后送锅炉烟气脱硫工序使用,原料成本相对较低。
2)运行成本较低:一方面,其本身反应活性好,配置循环液液气比较低;另一方面硫铵溶液浓缩能源来自较高温度烟气提供,无需外部另行增加热源,从而达到节能效果。
3)回收硫酸副产品,无新增污染物排放:在整个脱硫和浓缩过程中,利用高温烟气含有的余热,蒸发脱硫液中的水分,不产生新的废水。
氨法脱硫工艺存在的问题及解决办法氨法脱硫是利用气氨或氨水做为吸收剂,气液在脱硫塔内逆流接触,脱除烟气中的SO2o氨是一种良好的碱性吸收剂,从吸收化学机理上分析,二氧化硫的吸收是酸碱中和反应,吸收剂碱性越强,越有利于吸收,氨的碱性强于钙基吸收剂;而且从吸收物理机理分析,钙基吸收剂吸收二氧化硫是一种气固反应,反应速率慢,反应不完全,吸收剂利用率低,需要大量的设备和能耗进行磨细、雾化、循环等以提高吸收剂利用率,设备庞大、系统复杂、能耗高;氨吸收烟气中的二氧化硫是气液反应,反应速率快,反应完全、吸收剂利用效率高,可以做到很高的脱硫效率。
同时相对于钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。
脱硫副产品硫酸锭是一种农用废料,销售收入能降低一部分成本。
就吸收S02而言,氨是一种比任何钙基吸收剂都理想的脱硫吸收剂,就技术流程可知,整个脱硫系统的脱硫原料是氨和水,脱硫产品是固体硫钱,过程不产生新的废气、废水和废渣,既回收了硫资源,又不产生二次污染。
氨法脱硫分为以下几个系统1.氨蒸发系统液氨由储罐出来经蒸发变为气氨,气氨进入储罐,供中和吸收系统使用。
2、吸收系统烟气进入吸收塔,经过下部喷淋的含氨母液和浮化层含氨母液充分吸收,反应后,达标排放,母液循环使用,氨气通过控制加入,母液循环到一定浓度,部分移入高倍中和槽,循环槽补充低浓度母液或清水继续吸收。
3、中和系统母液打入中和槽后,根据比重、母液温度情况决定何时通氨母液温度适合时通氨,通入氨后定时测PH值和中和温度。
根据中和温度控制通氨量,达到终点后,待溶液温度降下后通知包装工离料出产品,并取样,交化验进行质量检定。
4、循环水系统因为母液吸收和中和过程均有热量,为了移走热量,在循环槽内和中和槽内均加装冷却管束,用循环水移走多余热量,热水经冷却塔降温后循环使用。
氨法脱硫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、硫酸筱生产系统(若非氨-硫钱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。
刍议氨法脱硫结晶存在的问题及处理措施【摘要】随着国家科学技术的不断发展,人们对于环保理念的追求也越来越高,现阶段在追求低碳生产的过程中需要对于超低碳排放进行合理的工艺优化,运用氨法脱硫结晶技术高效治理二氧化硫,但是在实际应用过程中产生的副产物硫酸铵晶体颗粒较小和结晶率较低,因此本文主要研究了氨法脱硫结晶存在的问题,并对提出优化措施,希望对于相关企业发展能够提供一些参考性建议。
【关键词】氨法脱硫;结晶;优化措施1.氨法脱硫结晶技术概述1.1氨法脱硫结晶技术简述氨法脱硫作为烟气脱硫中十分重要的一种技术,对于脱硫产物的氨硫酸进行结晶再利用,通过脱硫产物的在利用有效的解决成本问题。
在进行氨法脱硫结晶技术的应用过程中结晶的操作条件、亚硫酸铵的氧化率、原料氨水以及烟气的杂质等多种因素对于硫酸氨结晶率都有十分重要的影响,因此在操作过程中需要对于结晶条件包括pH值、蒸发温度、搅拌速率等各项因素通过介稳区宽度进行有效的干涉,增加溶液的过饱和度,提高硫氨酸的结晶产率。
1.2氨法脱硫结晶工艺流程在氨法脱硫结晶工艺的应用过程中主要是将原烟气进入预洗塔内,从底部使用搅拌机进行物料的充分搅拌,通过物料的有效融合使之进入预洗塔内将烟气温度降低,防止后续反应产生的亚硫酸铵分解,降低逆反应发生速率。
通过对于烟气温度的有效降低使烟气进入脱硫塔内,让烟气中的二氧化硫与氨水进行反应条件的发生,生成亚硫酸铵溶液,然后向脱硫塔内通入空气,提供氧化环境,得到硫酸铵母液,装置结构通过管道回流的预设使硫酸铵母液能够重新回到预习塔内,利用原来通入的烟气的高温进行有效的浓缩得到饱和硫酸铵浆液,通过负压蒸发系统进行水分的有效蒸发,对于硫酸铵浆液进行提纯,通过对于水分的蒸发使结晶槽内出现结晶,在结晶槽内得到的结晶,通过分离,干燥和包装后得到较为纯化的硫铵产品。
1.3氨法脱硫结晶原理在氨法脱硫结晶技术的应用过程中主要是对于硫酸铵结晶进行细小晶核的逐渐浓缩,随着晶核的逐渐长大,给予特定的外部环境加压,使晶体成长速度能够大于晶核形成速度,使结晶颗粒慢慢变大,因此在进行结晶速率的形成过程中需要对于晶核形成速度和成长速度进行有效的相关性分析,在进行硫酸铵的结晶过程应该进行吸收浓缩、晶核形成、晶体长大等多个过程,在进行晶体结晶过程时伴随着吸收反应的进行高温烟气对于结晶能够提供大量的热量使浆液进行不断的浓缩,形成过饱和溶液,当溶液达到一定饱和程度时能够对于固体晶核进行自然吸出,随着晶核的不断长大,通过气力和液力的搅动使浓缩泵的循环喷淋装置对于塔内的浆液进行不断的搅动,使成型的晶体在碰撞摩擦过程中形成外部脱落的现象,重新返回到晶核阶段,进行再次成核。
氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施研究【摘要】本文主要分析了氨法脱硫工艺中存在的不足,重点介绍了氨法脱硫工艺不足的解决方法和应对措施,这些应对措施不仅能够克服现有氨法脱硫工艺中存在的不足和缺点,而且具有多种特有的优势以及优点。
通过对氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施研究,以期进一步优化氨法脱硫工艺,创造出最大化的经济与社会效益。
【关键词】氨法脱硫工艺;优化措施;分析研究1氨法脱硫工艺概述在我国社会经济发展水平稳步提高的背景下,我国对于能源资源的需求量也在不断增加,煤炭是我国的主要能源之一,我国工业以及诸多生产生活领域需要消耗和使用煤炭资源,煤炭燃烧所生产的二氧化硫已经成为了我国大气污染的主要污染物。
同时,催化裂化作为炼油生产中的主要核心技术,在应用过程中也会产生大量的烟气,而烟气中的主要成分同样为二氧化硫。
在此背景下,治理二氧化硫污染成为了我国环境保护与治理的主要工作之一,脱硫工艺逐渐得到了发展。
当前我国所主要应用的脱硫工艺中,氨法脱硫具有脱硫速度快、效率高、装置开车停车时间短以及脱硫产品经济价值高等显著优势优点,逐渐成为了当前所大规模应用的成熟脱硫技术。
氨法脱硫是一种典型的气液两相接触过程,不仅存在着化学反应,也同时存在着物理吸收情况,同时在液相中也伴随着各类化学反应。
从整体角度进行分析,氨法脱硫是复杂的电解质混合体系。
在脱硫塔中,脱硫的过程主要是利用氨气进行脱硫,氨气与二氧化硫及水进行反应首先生成亚硫酸氢铵,同时,也会生成亚硫酸铵,而亚硫酸铵再与水及二氧化硫反应,会生成亚硫酸氢铵,而亚硫酸氢铵与氨气发生反应又会再次生成亚硫酸铵。
通过脱硫反应可以得知,在整体反应中,实际上能够对二氧化硫进行脱除作用的是亚硫酸铵,亚硫酸氢铵并不吸收二氧化硫,而氨气的作用主要是调节脱硫液的pH值,并将亚硫酸氢铵转化为亚硫酸铵,为二氧化硫提供脱硫剂。
在氨法脱硫过程中,一定要谨慎考虑加氨的位置,并控制浓缩段浆液的pH值,从而有效控制氨逃逸以及气溶胶的生成。
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。