氨法脱硫工艺技术研究与设计
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1. 概述焦化厂是炼焦煤进行高温氧化反应,生产焦炭和合成气的重要工业过程。
然而,在焦化过程中产生的废气中含有大量的二氧化硫(SO2),这对环境和人类健康造成很大的威胁。
因此,脱硫技术在焦化厂中变得尤为重要。
本文介绍了一种常用的焦化厂氨法脱硫方案,并详细阐述其原理、工艺流程以及优缺点。
2. 氨法脱硫原理氨法脱硫是一种以氨为脱硫剂的化学吸收脱硫技术。
其基本原理是利用氨与SO2反应生成硫代硫酸铵(NH4HSO3),进而生成硫酸铵((NH4)2SO3),最终通过再生过程得到硫酸。
反应方程式如下: SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3(NH4)2SO3 + H2O + 1/2O2 → 2NH4HSO32NH4HSO3 → H2O + (NH4)2SO4 + SO23. 氨法脱硫工艺流程氨法脱硫的工艺流程可分为吸收塔和再生系统两部分。
3.1 吸收塔吸收塔是实现氨法脱硫的核心设备,其结构一般为填料塔或喷淋塔。
废气在塔内与氨水进行接触吸收,将SO2转化为硫代硫酸铵。
吸收塔内还需要加入适量的催化剂,并保持适宜的温度和压力,以提高脱硫效果。
3.2 再生系统再生系统主要包括还原和吹扫两个工序。
在还原工序中,通过加热氨法脱硫液,使硫代硫酸铵分解为硫化氢(H2S),并进一步通过氧化反应生成硫酸。
吹扫工序利用气体吹扫方式将已生成的硫酸从吸收塔中移除,同时也将塔内吸收液中余留的SO2一起带走。
4. 氨法脱硫方案的优缺点4.1 优点•脱硫效率高:氨法脱硫可以将焦化厂废气中的SO2去除率达到90%以上。
•脱硫产物资源化利用:氨法脱硫产生的硫酸可以用于生产肥料等产品。
•设备相对简单:氨法脱硫设备结构相对简单,易于运维和维修。
4.2 缺点•进料水质需求高:氨法脱硫对进料水质要求较高,水质差会影响脱硫效果。
•产生氨气和硫化物:氨法脱硫过程中会产生氨气和硫化物等有害物质,需要适当处理以符合环保要求。
•需要大量的氨气:为了保证脱硫效果,氨法脱硫需要大量的氨气作为脱硫剂,这增加了成本和安全风险。
氨法脱硫技术装备在石油炼制过程中的应用研究氨法脱硫技术是一种常用的烟气脱硫技术,广泛应用于石油炼制过程中。
该技术通过在烟气中喷入氨水,使氨水与烟气中的二氧化硫反应生成氨硫水溶液,从而达到脱硫的目的。
本文将介绍氨法脱硫技术装备在石油炼制过程中的应用研究。
首先,氨法脱硫技术在石油炼制过程中的应用主要包括石油炼厂的脱硫装置和炼油炉的脱硫装置。
石油炼厂的脱硫装置一般采用脱硫塔,烟气通过脱硫塔时与喷入的氨水反应,生成氨硫水溶液。
而炼油炉的脱硫装置主要包括炉顶脱硫和废气烟囱脱硫两种方式。
炉顶脱硫是通过在炉顶处喷入氨水,使氨水与燃烧产生的二氧化硫反应,达到脱硫的目的。
废气烟囱脱硫是在废气烟囱中喷入氨水,将二氧化硫转化为硫酸气态化合物,达到脱硫的目的。
其次,氨法脱硫技术装备的研究主要包括脱硫塔结构和喷射装置的优化。
脱硫塔结构的优化可以通过改变塔床的形状和粒径,提高氨水与烟气的接触效果,增加反应的有效面积,提高脱硫效率。
喷射装置的优化可以通过改变喷射位置和角度,使氨水均匀喷洒到烟气中,提高反应的均匀性,减少反应的死角,提高脱硫效率。
此外,还可以根据石油炼制过程中的实际情况,对氨水的喷射量和浓度进行调整,以达到最佳脱硫效果。
最后,氨法脱硫技术装备在石油炼制过程中的应用研究还包括脱硫效果的评价和增效方法的研究。
脱硫效果的评价可以通过测量烟气中二氧化硫的浓度,计算脱硫效率和脱硫速度,从而评估脱硫装置的性能。
增效方法的研究可以通过改变反应条件,如温度、压力和氨溶液的浓度,以及添加助剂等方式,提高脱硫效果。
总之,氨法脱硫技术装备在石油炼制过程中的应用研究包括脱硫装置和喷射装置的优化,脱硫效果的评价和增效方法的研究等方面。
这些研究可以提高脱硫装置的性能,实现对石油炼制过程中产生的二氧化硫的有效脱除,保护环境,减少大气污染。
同时,这些研究也为石油炼厂提供了参考,以确保其脱硫装置的正常运行和高效脱硫。
氨法脱硫技术氨法脱硫技术是一种常用的烟气脱硫工艺,其原理是在烟气中添加氨水,与二氧化硫(SO2)反应生成硫酸铵(NH4)2SO4。
氨法脱硫技术由于具有高效、低成本、操作简单、反应速度快等优点,被广泛应用于化工、电力、纺织等领域的脱硫处理过程。
1. 烟气进入氨法脱硫剂喷淋区,该区设置在烟气处理设备(如烟囱和烟气净化器)的上方。
2. 氨水在喷淋区中与烟气接触,进一步混合,产生一定的气液界面。
3. 在气液界面处,SO2与氨水反应生成氨气和亚硫酸氢铵(H2SO3NH4)。
4. H2SO3NH4在烟气和氨水的共同作用下继续存在,并进一步反应生成硫酸铵。
该反应与湿法脱硫反应类似,但是反应速度更快。
5. 氨法脱硫后的烟气被送至烟囱排放,废弃物则被喷淋法脱硫剂收集。
1. 反应速度快,脱硫效率高:氨法脱硫技术的反应速度比湿法脱硫技术快,因此能够在较短的时间内大幅度降低烟气中SO2的浓度。
2. 操作简单,维护成本低:相比湿法脱硫技术,氨法脱硫的操作简单,需要使用的设备和化学品也比较少,因此可以降低运营成本和维护成本。
3. 反应产物易处理:氨法脱硫产生的硫酸铵易于收集和处理,还可以作为化肥利用,并且不会像石灰石或石膏一样影响土壤质量。
4. 适用范围广泛:氨法脱硫技术可以适用于各种不同类型的烟气处理,包括高浓度SO2排放源、低浓度SO2排放源和高温烟气处理等,可用于不同类型的工业领域,如电力、化工、纺织等。
氨法脱硫技术是一种高效、低成本、操作简单的烟气脱硫技术,广泛应用于各个领域的烟气处理过程。
氨法脱硫技术在工业应用中已经得到了广泛的应用。
它的使用不仅能够减少工业排放对环境的污染,而且还能将废弃物转化为有益的化学肥料,从而提高资源的利用率。
在电力行业,由于其高效、低成本和易于实施的特性,氨法脱硫技术已经成为最常用的脱硫方式。
氨法脱硫技术在燃煤电厂中的应用最为广泛。
由于燃煤电厂的破坏对于环境的危害比较大,所以燃煤电厂需要保持高效的脱硫处理程序以达到氮氧化物和二氧化硫的排放标准。
氨法脱硫系统工艺优化分析与应用氨法脱硫技术是一种常用于燃煤电厂和工业锅炉中的脱硫技术。
通过将氨水与烟气中的二氧化硫进行反应,将其转化为硫酸铵,从而达到减少空气污染物排放的目的。
在实际应用中,氨法脱硫系统存在一些问题和不足之处,如脱硫效率不高、氨逃逸严重、脱硫废水处理难等,因此需要对其工艺进行优化分析和改进。
一、工艺原理氨法脱硫技术的基本原理是将含有二氧化硫的烟气经过喷雾塔,与氨水进行接触反应,生成硫酸铵颗粒并形成脱硫废水。
其中主要的反应方程式为:SO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2SO3(NH4)2SO3 + H2SO4 = 2NH4HSO4在这个反应过程中,氨水起到了中和和还原作用,将二氧化硫转化为相对无害的硫酸铵颗粒,从而达到净化烟气的目的。
二、系统组成氨法脱硫系统主要由喷雾塔、吸收器、氧化器、堆肥池、除氨设备、再生器和脱硫废水处理设施等部分组成。
喷雾塔是氨法脱硫系统的核心部件,用于将烟气和氨水进行充分接触和反应;吸收器用于收集并处理含有硫酸铵颗粒的烟气;氧化器用于将硫酸铵颗粒转化为硫酸铵;堆肥池用于暂存和处理脱硫废水;除氨设备用于去除脱硫废水中的氨气;再生器用于再生氨法脱硫系统中使用的氨水;脱硫废水处理设施用于处理脱硫废水中的污染物。
三、存在问题虽然氨法脱硫技术已经在国内外的燃煤电厂和工业锅炉中得到广泛应用,但在实际操作中还存在一些问题和难点:1. 脱硫效率不高。
由于烟气中的湿度和温度变化较大,以及烟气中存在着除硫剂的分布不均匀问题,导致氨法脱硫系统的脱硫效率不稳定,难以保证达标排放。
2. 氨逃逸严重。
在氨法脱硫过程中,由于氨水蒸气的挥发和气泡塔的氨泄漏等原因,导致氨气逃逸严重,不仅对环境造成污染,还会引起安全隐患。
3. 脱硫废水处理难。
由于氨法脱硫系统产生的废水中含有大量的硫酸铵和氨,难以直接排放,需要进行专门的处理和再利用。
四、优化分析针对氨法脱硫系统存在的问题和难点,可以从以下几个方面进行优化分析和改进:1. 提高脱硫效率。
氨法脱硫技术装备在煤制油工艺中的应用现状与研究进展煤制油作为一种重要的高价值石油替代品,其在能源领域中的应用已经引起了广泛关注。
然而,在这个过程中,二氧化硫的排放问题成为了一个亟待解决的环境难题。
作为一种常用的脱硫技术,氨法脱硫技术装备在煤制油工艺中的应用已经取得了一定的进展。
本文将介绍氨法脱硫技术在煤制油工艺中的应用现状,并概述了相关的研究进展。
目前,氨法脱硫技术在煤制油工艺中的应用已经越来越广泛。
氨法脱硫技术是利用氨与二氧化硫反应生成硫化物,从而实现脱硫的过程。
氨法脱硫技术装备包括气液反应器、吸收塔、再生装置等主要设备,其核心原理是通过与二氧化硫的气体进行反应,将其转化为易于处理的硫化物。
该技术具有脱硫效率高、操作简单等优点,因此在煤制油中得到了广泛应用。
根据现有研究,氨法脱硫技术装备在煤制油工艺中主要应用于两个方面:煤转化过程中的气体处理和尾气治理。
在煤转化过程中,氨法脱硫技术主要用于处理合成气中的硫化氢和二氧化硫,以防止硫化物对催化剂的损害。
在尾气治理方面,氨法脱硫技术用于处理煤制油过程中产生的含硫尾气,以达到环境要求。
然而,尽管氨法脱硫技术装备在煤制油工艺中有着广泛的应用,但仍存在一些挑战和问题。
首先,氨法脱硫技术对氨的使用量较大,造成成本增加。
其次,在处理高硫煤转化过程中,氨法脱硫技术对于脱除硫化氢的效果较好,但对于脱除二氧化硫的效果较差。
另外,氨法脱硫技术对细颗粒物的净化效果也有待进一步提高。
为了克服这些问题,研究人员正在进行一系列的研究工作。
首先,他们在氨法脱硫技术装备设计方面进行了改进,以降低氨的使用量和成本。
其次,研究人员正在探索新的吸收剂和催化剂,以提高对二氧化硫和细颗粒物的去除效率。
此外,他们还致力于提高氨法脱硫技术的稳定性和运行效果,在关键设备和工艺参数的优化方面取得了一定的进展。
除了上述改进和研究工作,还有其他一些新的技术和方法在煤制油工艺中被提出。
例如,湿法电触媒脱硫技术、催化剂改性技术和压力吸附脱硫技术等。
封面目录一、概述 (2)1.氨法烟气脱硫 (2)2.氨法脱硫原理 (2)3.氨法脱硫方法及特点 (3)二、确定工艺流程 (5)1.方框流程图 (5)2.工艺流程说明 (5)三、物料衡算和热量衡算 (6)1、工艺参数 (6)2、技术指标 (6)3、物料衡算 (6)4、热量衡算 (7)四、设备选型 (10)1、脱硫塔 (10)2、循环泵和氧化风机 (11)3、旋流器 (12)4、离心机 (12)5、干燥机 (12)6、包装机 (12)参考文献 (13)致谢 (13)附图 (13)一、概述1.氨法烟气脱硫烟气脱硫(FGD)是指从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物(SO2和SO3)。
在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法:以CaCO3(石灰石)为基础的钙法,以MgO为基础的镁法,以Na2SO3为基础的钠法,以NH3为基础的氨法,以有机碱为基础的有机碱法。
这里,主要介绍氨法烟气脱硫技术。
氨法脱硫即是根据氨与SO2、水反应成脱硫产物的基本机理而进行的,是控制SO2排放的技术。
2.氨法脱硫原理任何FGD过程都包括两个基本的化学反应过程:①吸收:SO2吸收生成为亚硫酸盐;②氧化:亚硫酸盐氧化为硫酸盐。
氨法脱硫以水溶液中SO2和NH3的反应为基础。
脱硫塔是烟气脱硫和产生硫酸氨盐的中间装置。
烟气中的SO2在脱硫塔中被除去,脱硫塔中是PH值控制为 5.0~5.9的饱和硫酸氨/亚硫酸氨溶液,与SO2的反应,按照下列反应生成亚硫酸氢氨/硫酸氢盐:(1)SO2 + H2O = H2SO3(2)H2SO3 +(NH4)2SO4 = NH4HSO4 + NH4HSO3(3)H2SO3 +(NH4)2SO3 = 2NH4HSO3在反应(1)中,烟气中的SO2溶于水中,生成亚硫酸。
在反应(2)和(3)中,亚硫酸与该溶液中溶解的硫酸氨/亚硫酸盐反应。
喷射到反应池底部的氨水,按如下方式中和酸性物:(4)H2SO3 + NH3 =(NH4)2SO3(5)NH4HSO3 + NH3 =(NH4)2SO3(6)NH4HSO4 + NH3 =(NH4)2SO4喷射到脱硫塔底部的氧化空气,会按照如下方式将亚硫酸盐氧化为硫酸盐:(7)(NH4)2SO3 + 1/2O2 = (NH4)2SO4至此,脱硫塔中生成了大量的硫酸氨,硫酸氨溶液饱和后,使硫酸氨从溶液中以结晶形式析出。
氨法脱硫技术论文氨法脱硫法是一种在化学工业领域应用普遍的技术。
这是店铺为大家整理的氨法脱硫技术论文,仅供参考!浅议烟气氨法脱硫技术篇一摘要: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。
氨法脱硫论文1. 引言气候变化和环境污染是当前全球关注的热点问题之一。
二氧化硫(SO2)是主要的大气污染物之一,对人体健康和环境造成严重的危害。
因此,研究和开发高效的脱硫技术,对于减少大气污染和保护生态环境具有重要意义。
本论文将介绍氨法脱硫技术的原理、工艺流程、优缺点和应用前景。
2. 氨法脱硫技术的原理氨法脱硫技术是一种利用氨水作为脱硫剂的脱硫技术。
其原理是通过反应生成的亚硫酸盐与氨水中的氨气发生反应,生成硫代硫酸盐并随氨气一同流出,从而实现脱硫的目的。
相比传统的石灰石-石膏法脱硫技术,氨法脱硫技术具有以下特点: - 脱硫效率高,可以达到90%以上; - 生成的硫酸铵具有较高的可利用价值,可用于农田肥料或其他工业用途; - 反应速度快,适用于高负荷、高浓度的烟气脱硫;3. 氨法脱硫技术的工艺流程氨法脱硫技术的工艺流程主要包括烟气净化、吸收塔、氨水再生和产品处理四个步骤。
首先,烟气中的颗粒和有害气体通过除尘器进行预处理,以减少对后续吸收塔的影响。
然后,烟气进入吸收塔,与氨水进行接触和反应。
在吸收塔内部,烟气与氨水发生反应,亚硫酸盐与氨气生成硫代硫酸盐,同时伴随着一些氨气的流失。
接下来,氨水再生是为了回收流失的氨气并准备下一轮的脱硫。
再生过程中,经过冷凝和蒸发等处理,流失的氨气与水分离,并重新装入吸收塔。
这个过程需要消耗一定的能量。
最后,经过氨法脱硫后产生的硫酸铵溶液可以经过脱水和干燥等处理,用于生产农田肥料或其他工业用途,提高资源利用效率。
4. 氨法脱硫技术的优缺点4.1 优点氨法脱硫技术相较于传统的石灰石-石膏法脱硫技术有以下优点: - 脱硫效率高:氨法脱硫技术可以在较短的时间内将烟气中的硫化物去除,达到90%以上的脱硫效率; - 可利用价值高:氨法脱硫生成的硫酸铵溶液可以作为农田肥料或工业原料,提高资源利用效率; - 反应速度快:氨法脱硫技术适用于高负荷、高浓度的烟气脱硫,反应速度快,适用于工业生产环境。
关于氨法脱除二氧化硫的工艺二氧化硫属于大气中的主要污染物之一,在现代工业中例如化工、冶金、电力等生产部门都会排放大量烟气,这其中就含有二氧化硫,造成极为严重的大气环境污染。
为了有效减轻大气中的二氧化硫危害,防止地区土壤、水系的过度酸化,维持生态平衡,本文专门探讨了基于氨法脱除二氧化硫的相关工艺做法。
标签:氨法脱硫;二氧化硫;燃煤烟气;撞击流气—液反应器;工艺应用我国火电行业与新建脱硫技术发展快速,这两方面的市场容量已经高达250.20亿元以上,这展现了我国烟气脱硫庞大的市场需求量。
其中氨法烟气脱硫技术作为当前我国工业化脱硫技术应用中的高效技术,它在脱硫过程中不但不会产生固体废弃物,且还能实现对硫资源的有效回收。
总体而言氨法脱硫所产生的经济效益是相当巨大的,目前看来它是具有较好的市场保障的。
一、氨法脱硫的工业化应用概述(一)氨法脱硫技术概述氨法脱硫技术属于资源回收型技术,它的产品为硫酸铵化肥。
目前国内有大量企业工厂会生产合成氨,这些都为氨法脱硫技术应用提供了便捷原料条件,所以我国采用氨法脱硫的条件是相当充分的。
从整体来看,氨法脱硫的工艺流程相当简单、设备占地面积相对较小、施工周期相对偏短、整体脱硫率可高达97%以上。
如果从经济层面看,氨法脱硫过程所体现出的经济指标表现良好,环保优越性也相对明显,可为其它工业网污染治理起到良好的示范作用,对促进火电企业工业化健康发展也具有一定好处。
(二)撞击流气—液反应器的氨法处理工艺原理撞击流是能够促进化学反应的,它有效应用到了气体的吸收与解析、离子的交换以及固体颗粒的干燥功能,大量收集粉尘与造粒乳液,可在多种化工单元操作过程中有效应用。
撞击流气—液反应器的基本原理主要是基于两股等量流体进行撞击分析,观察流体沿同轴高速相向流动过程在中点位置撞击形成撞击面,进而在反应器中的两根加速管之间形成一个高度湍动的小范围撞机区域,以此来强化气、液反映的传递过程。
具体来讲,这种强化传递希望在多个方面有所良好表现:第一,它利用颗粒振荡和和反向深入增加撞击区中平均停留时间;第二,基于液相分散相体系建设相间或滴粒间碰撞剪切力效应,它会直接导致滴粒破碎,进而增大颗粒表面积与传质速率。
封面目录一、概述 (2)1.氨法烟气脱硫 (2)2.氨法脱硫原理 (2)3.氨法脱硫方法及特点 (3)二、确定工艺流程 (5)1.方框流程图 (5)2.工艺流程说明 (5)三、物料衡算和热量衡算 (6)1、工艺参数 (6)2、技术指标 (6)3、物料衡算 (6)4、热量衡算 (7)四、设备选型 (10)1、脱硫塔 (10)2、循环泵和氧化风机 (11)3、旋流器 (12)4、离心机 (12)5、干燥机 (12)6、包装机 (12)参考文献 (13)致谢 (13)附图 (13)一、概述1.氨法烟气脱硫烟气脱硫(FGD)是指从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物(SO2和SO3)。
在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法:以CaCO3(石灰石)为基础的钙法,以MgO为基础的镁法,以Na2SO3为基础的钠法,以NH3为基础的氨法,以有机碱为基础的有机碱法。
这里,主要介绍氨法烟气脱硫技术。
氨法脱硫即是根据氨与SO2、水反应成脱硫产物的基本机理而进行的,是控制SO2排放的技术。
2.氨法脱硫原理任何FGD过程都包括两个基本的化学反应过程:①吸收:SO2吸收生成为亚硫酸盐;②氧化:亚硫酸盐氧化为硫酸盐。
氨法脱硫以水溶液中SO2和NH3的反应为基础。
脱硫塔是烟气脱硫和产生硫酸氨盐的中间装置。
烟气中的SO2在脱硫塔中被除去,脱硫塔中是PH值控制为 5.0~5.9的饱和硫酸氨/亚硫酸氨溶液,与SO2的反应,按照下列反应生成亚硫酸氢氨/硫酸氢盐:(1)SO2 + H2O = H2SO3(2)H2SO3 +(NH4)2SO4 = NH4HSO4 + NH4HSO3(3)H2SO3 +(NH4)2SO3 = 2NH4HSO3在反应(1)中,烟气中的SO2溶于水中,生成亚硫酸。
在反应(2)和(3)中,亚硫酸与该溶液中溶解的硫酸氨/亚硫酸盐反应。
喷射到反应池底部的氨水,按如下方式中和酸性物:(4)H2SO3 + NH3 =(NH4)2SO3(5)NH4HSO3 + NH3 =(NH4)2SO3(6)NH4HSO4 + NH3 =(NH4)2SO4喷射到脱硫塔底部的氧化空气,会按照如下方式将亚硫酸盐氧化为硫酸盐:(7)(NH4)2SO3 + 1/2O2 = (NH4)2SO4至此,脱硫塔中生成了大量的硫酸氨,硫酸氨溶液饱和后,使硫酸氨从溶液中以结晶形式析出。
3.氨法脱硫方法及特点工业上氨法脱硫的方法很多,目前应用较广泛的有湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等。
各种方法都有一些共同的特点,具体如下:(1)脱硫塔不易结垢由于氨具有更高的反应活性,且硫酸铵具有极易溶解的化学特性,因此氨法脱硫系统不易产生结垢现象。
(2)氨法对煤中硫含量适应性广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,脱硫副产品硫酸铵的产量越大,也就越经济。
(3)无二次污染氨是生产化肥的原料。
以氨为原料,实现烟气脱硫,生产化肥,不消耗新的自然资源,不产生新的废弃物和污染物,变废为宝,化害为利,为绿色生产技术,将产生明显的环境、经济和社会效益。
因此,氨法与钙法具有明显的区别。
氨法属于回收法,钙法属于抛弃法。
抛弃法的缺点是消耗新的自然资源、产生新的废弃物和污染污,具有明显的二次环境问题。
(4)系统简单、设备体积小、能耗低氨是一种良好的碱性吸收剂,从吸收化学机理上分析,SO2的吸收是酸碱中和反应,吸收剂碱性越强,越利于吸收,氨的碱性强于钙基吸收剂;而且从吸收物理机理上分析,钙基吸收剂吸收SO2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,往往设备庞大、系统复杂能耗高;而氨吸收烟气的SO2是气-液反应,反应速度快、反应完全,吸收剂利用率高;可以做到很高的脱硫效率,同时相对钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。
(5)氨法具有丰富的原料氨法以氨为原料,其形式可以是液氨、氨水和碳铵。
目前我国火电厂年排放二氧化硫约1000万吨,即使全部采用氨法脱硫,用氨量不超过500万吨/年,供应完全有保证。
(6)SO2的可资源化可将污染物SO2回收成为高附加值的商品化产品。
其脱硫副产品硫酸铵是一种农用肥料,在我国具有很好的市场前景,硫酸铵的销售收入能冲抵吸收剂的成本,甚至是整个运行成本,特别是对于自身副产液氨或有废氨水的企业来说,可以利用液氨或废氨水作为脱硫吸收剂,达到用废水治理废气的目的,副产品的销售收入还可以给脱硫装置带来一定的经济效益。
二、确定工艺流程1.方框流程图2.工艺流程说明烟气进入脱硫塔与循环浆液逆流接触进行洗涤、降温和吸收,在此过程中含氨吸收剂的循环液将烟气中的SO2吸收,反应生成亚硫酸铵;含亚硫酸铵的液体再与从脱硫塔底部鼓入的空气进行氧化反应,将亚硫酸铵氧化成硫酸铵,形成硫酸铵稀溶液;含硫酸铵的稀溶液流至循环槽,通过二级循环泵再送入脱硫塔,再进一步浓缩、结晶后,得到一定含量的硫酸铵浆液,从而形成闭合循环,这样在循环槽中使硫酸铵浓度达到规定值后,通过铵排出泵将生成的硫酸铵浆液送入硫铵后处理系统。
反应后的净烟气经除雾器进行净化达标后再经主烟囱直接排出。
硫铵溶液通过硫酸铵排出泵送入旋流器进一步浓缩后,依靠重力进入离心机,浆液经离心机分离后得到含水率 4.0%的固体硫酸铵,经重力送入干燥机,干燥后含水小于 1.0%,干燥后的硫铵经包装后即可得到商品硫酸铵;离心分离母液进入循环槽重复使用。
三、物料衡算和热量衡算1、工艺参数(1)入口烟气量:6.5×105Nm3/h;(2)SO2浓度:1000mg/Nm3;(3)烟气入口温度:T=126℃、常压。
(4)脱硫率≥95%2、技术指标脱硫保证效率≥95%出口SO排放浓度≤200mg/Nm32出口烟尘排放浓度≤50mg/Nm3NO脱除效率≥30 %X烟气排放温度≥60℃烟气通过脱硫系统的压降≤1500Pa脱硫系统耗电量≤187kW·h脱硫系统耗水量≤9t/h脱硫系统耗汽量≤0.2t/h脱硫系统液氨耗量≤280Kg/h脱硫系统设备的噪音不高于 85dB(A)(距离设备外1m,操作平台1.2m处测试)脱硫除尘系统设备可用率不低于 95 %脱硫除尘系统漏风率≤3%除雾器除雾效率≥98%脱硫塔等主体设备使用寿命≥30年3、物料衡算前面已经详细地介绍了脱硫反应的机理,为了确保脱硫率,使氨气过量,由此可知反应的物料比例为:SO2 ~NH3 ~H2O ~ (NH4)2SO4 ~O22 : 2 : 2 : 1 : 0.5在标准状态下、单位时间内烟气中含有二氧化硫质量为h kg h mg h mg M SO /650/105.6/1000105.6852=⨯=⨯⨯=对应的NH 3的质量为650kg/h ,工艺水的质量为650kg/h 。
综合以上计算结果,本部分给出的是一些近似的简化物料平衡计算方法,物料点涵盖了一些主流程。
(1)吸收塔出口烟气量G 2h Nm G /1045.4000650126273273352⨯=⨯+=, (2)氨气的量h kg M M SO NH /65023==(3)工艺水的量h kg M M SO O H /65022==(4)氧化空气量假设空气通过氧化风机进入喷淋塔后,当中的氧气完全用于氧化亚硫酸铵,即最终这部分空气仅仅剩下氮气、惰性气体组分和水汽。
理论上氧化1mol 亚硫酸铵需要0.5mol 的氧气。
其数值为h kg h kg M M SO O /5.162/65025.025.022=⨯== 而换算为压缩空气的流量为kom/h 28kmol/h 295.162552=⨯==空气空气M M n O (5)吸收塔的硫酸铵产量(干态)h kg h kg M M SO SO NH /325/6505.05.02424)(=⨯==4、热量衡算从锅炉来的热烟气经增压风机增压后进入烟气换热器(GGH)降温侧,经GGH 冷却后,烟气进入吸收塔(烟气温度为100℃),向上流动穿过喷淋层,在此烟气被冷却到饱和温度,烟气中的SO 2被石灰石浆液吸收。
除去SO 2及其它污染物的烟气经GGH 加热至60℃以上,通过烟囱排放。
设置一套密封系统保证GGH 漏风率小于1%。
GGH 是利用热烟气所带的热量加热吸收塔出来的冷的净烟气。
在设计条件下且没有补充热源时,GGH 可将净烟气的温度提高到60℃以上。
在热烟气的进口与GGH 相连的烟道出口安置一套可伸缩的清洗设备,用来进行常规吹灰和在线水冲洗。
清洗装置都有单独的、可伸缩的矛状管和带有单独的辅助蒸汽和水喷嘴的驱动机械。
GGH 配一台在线的冲洗水泵 ,该泵为在线清洗提供高压冲洗水。
自动吹灰系统可保证GGH 的受热面不受堵塞,保持净烟气的出口温度。
当GGH 停机后,换热元件可用一低压水清洗装置进行清洗。
此低压水清洗装置每年使用两次。
每台GGH 上的两个固定的水冲洗装置用来进行离线冲洗。
每一个固定的水清洗装置配有带喷嘴的直管,从有一定间隔的喷嘴中均匀地向换热面喷冲洗水。
烟道上设有挡板系统,以便于FGD 系统正常运行和事故时旁路运行。
FGD 装置的挡板系统包括一台FGD 进口原烟气挡板,一台FGD 出口净烟气挡板和一台旁路烟气挡板,挡板为双百叶式。
在正常运行时,FGD 进出口挡板开启,旁路挡板关闭。
在故障情况下,开启烟气旁路挡板门,关闭FGD 进出口挡板,烟气通过旁路烟道绕过FGD 系统直接排到烟囱。
所有挡板都配有密封系统,以保证“零”泄露。
密封空气设两台100%容量的密封空气风机(一台备用)和二级电加热器,加热温度不低于70℃。
对于换热器,进入换热器的烟气分成两种,包括要进入脱硫塔(喷淋塔)的原烟气(温度为126℃)和经过喷淋塔石灰石浆液淋洗后的净化烟道气(出口温度50℃),两股流体在换热器内传热。
原烟气的热流量Q i = i pi i i i pi i m c t v c t ρ== h kJ h kJ /1065.1/)100126(975.0105.675⨯=-⨯⨯⨯ 净化烟气的热流量h kJ h kJ t c t c m Q p p /1034.6/)5060(975.0105.66500000000⨯=-⨯⨯⨯===νρ平均传热温差 C t t t t t m ︒=-----=∆∆∆-∆=∆74.165060100126ln )5060()100126(ln 2121'考虑换热器的热量损失,则换热器的传热效率为%4.38%1001065.11034.6%100760=⨯⨯⨯=⨯=i Q Q η 而换热器的传热效率一般都大于该数值,因此传热效率满足设计要求。