一、氨法脱硫计算过程
风量（标态）：，烟气排气温度：168℃：
工况下烟气量：
还有约5%的水份
如果在引风机后脱硫，脱硫塔进口压力约800Pa，出口压力约-200Pa，如果精度高一点，考虑以上两个因素。
1、脱硫塔
（1）塔径及底面积计算：
塔内烟气流速：取
D=2r=6.332m即塔径为6.332米，取最大值为6.5米。
底面积S=πr2=3.14×3.252=33.17m2
塔径设定时一般为一个整数，如 6.5m，另外，还要考虑设备裕量的问题，为以后设备能够满足大气量情况下符合的运行要求。
（2）脱硫泵流量计算：
液气比根据相关资料及规范取L/G=1.4（如果烟气中二氧化硫偏高，液气比可适当放大，如1.5。）
①循环水泵流量：
由于烟气中SO2较高，脱硫塔喷淋层设计时应选取为4层设计，每层喷淋设计安装1台脱硫泵，476÷4=119m3/h，泵在设计与选型时，一定要留出20%左右的裕量。裕量为：
119×20%=23.8m3/h,泵总流量为：23.8+119=142.8m3/h，
参考相关资料取泵流量为140m3/h。配套功率可查相关资料，也可与泵厂家进行联系确定。
（3）吸收区高度计算
吸收区高度需按照烟气中二氧化硫含量的多少进行确定，如果含量高，可适当调高吸收区高度。
2.5米×4层/秒=10米，上下两层中间安装一层填料装置，填料层至下一级距离按1米进行设计，由于吸收区底部安装有集液装置，最下层至集液装置距离为
3.7米-3.8米进行设计。吸收区总高度为13.7米-13.8米。
（4）浓缩段高度计算
浓缩段由于有烟气进口，因此，设计时应注意此段高度，浓缩段一般设计为2层，每层间距与吸收区高度一样，每层都是2.5米，上层喷淋距离吸收区最下层喷淋为3.23米，下层距离烟气进口为5米，烟气进口距离下层底板为2.48米。总高为10.71米。
（5）除雾段高度计算
除雾器设计成两段。每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。最下层冲洗喷嘴距最上层(4.13)m 。冲洗水距离2.5米，填料层与冲洗水管距离为2.5米，上层除雾至塔顶距离1.9米。
除雾区总高度为：
如果脱硫塔设计为烟塔一体设备，在脱硫塔顶部需安装一段锥体段，此段高度为1.65米，也可更高一些。
（6）烟囱高度设计
具有一定速度的热烟气从烟囱出口排除后由于具有一定的初始动量,且温度高于周围气温而产生一定浮力，所以可以上升至很高的高度。但是，高度设计必须看当地气候情况以及设备建在什么位置，如果远离市区，且周围没有敏感源，高度可与塔体一并进行考虑。一般烟塔总高度可选60-80米。
（7）氧化段高度设计
氧化段主要是对脱硫液中亚硫酸盐进行氧化，此段主要以计算氧化段氧化时间。
（8）氧化风量设计
1、需氧量A （kg/h ）=氧化倍率×0.25×需脱除SO 2量（kg/h ）氧化倍率一般取1.5---2
2、氧化空气量（m 3/h ）=A ÷23.15%（空气中氧含量）÷（1-空气中水分1%÷100）÷空气密度1.29
（9）需氨量（T/h ）根据进口烟气状态、要求脱硫效率，初步计算氨水的用量。
式中：
W 氨水——氨水用量，t/h
C SO2——进口烟气SO 2浓度，mg/Nm 3
V 0——进口烟气量，Nm 3/h
η——要求脱硫效率
C 氨水——氨水质量百分比
（10）硫铵产量（T/h ）W3=W1×2×132/17。W3:硫胺产量，132为硫胺分子量，17为氨分子量
1氨法脱硫脱氮的技术原理
（1）对SO2的吸收过程液氨溶于水，反应式如下：
NH3＋H2O→NH4OH （1）
氨水吸收SO2，反应式如下：
2NH4OH＋SO2→（NH4）2SO3＋H2O（2）
（NH4）2SO3＋SO2＋H2O→2NH4HSO3（3）
NH4HSO3＋NH4OH→（NH4）2SO3＋H2O（4）
在吸收液循环使用过程中，式（3）是吸收SO2最有效的反应，通过补充新鲜水（4）或其它置换方法来保持亚硫酸铵[（NH4）2SO3]的一定浓度。
（2）对NOx的转化（还原为氮气）过程
2NO＋4NH4HSO3→N2＋（NH4）2SO4＋SO2＋H2O（5）
2NO＋4NH4HSO3→N2＋4（NH4）2SO4＋SO2＋4H2O（6）
4NH3＋4NO＋O2→6H2O＋4N2（7）
4NH3＋2NO2＋O2→6H2O＋3N2（8）
4NH3＋6NO→6H2O＋5N2（9）
8NH3＋6NO→12H2O＋7N2（10）
二、江南氨回收法烟气脱硫技术
【关键词】氨法氨-肥法氨-硫酸铵法江南氨回收法烟气脱硫回收法湿式氨法
【摘要】本文简述了江南氨回收法烟气脱硫的生产原理、工艺流程、发展历史、技术特点、前景分析以及各类氨法技术情况，为烟气脱硫技术的选择特别是选用氨法烟气脱硫技术提供参考。
1FGD烟气脱硫概况
我国清洁资源稀少，能源资源以煤炭为主，占一次能源消费总量的75％。燃煤排放的二氧化硫连续多年超过2000万吨，居世界首位，我国已成为世界上第三大酸雨区和世界上大气环境污染最严重的国家之一，其中火电厂二氧化硫排放量占全国总量的65%。同时近年来电力供应紧张，电力装机容量大量增加，预计到2020年我国二氧化硫排放量将达到每年3400万吨。根据有关的研究结果，每排放1吨二氧化硫造成直接和间接经济损失高达5000元，推算到2010年我国经济损失的累计数字将达到2万多亿元，严重制约我国经济和社会的发展。因此削减和控制燃煤二氧化硫污染、实现经济与环境双赢是我国能源和环境保护部门面临的严峻挑战，任务十分艰巨和紧迫。
我国的FGD烟气脱硫在20世纪70年代开始研究，相对发达国家起步较晚、起点很低。长时间以来脱硫市场未形成规模，同时FGD变化因素较多、系统要求较高、投资和运行消耗很大，所以目前我国脱硫装置基本上都是引进国外技术和设备并以钙法（石灰石-石膏法）为主。一是因为钙法的脱硫剂—石灰石来源丰富且价格便宜，另外钙法技术在国外相当成熟且公开，获取容易。但是由于钙法技术设备易结垢阻塞、附产物石膏销路不畅、系统复杂、投资多、占地面积大、产生二次污染、运行费用高等问题的日益显现，使得这项技术在中国的推广前景不容乐观。
近年来氨法脱硫技术倍受业界关注，许多的企业、研究单位对氨法脱硫技术的前景作出了乐观评价，诸如：“采用硫酸铵过程，烟气脱硫可以实现自负盈亏"——美国Ellison咨询公司；“通过大量、高价值的副产品生产，烟气脱硫可以获得卓越的投资效益"——美国JohnBrown公司；“氨法烟气脱硫时代已经到来了"——美国GE公司；“经过二十多年一步一步地漫长的发展，如今，氨法已进入工业化应用阶段。"——Krupp 公司。由于氨法是回收法，可充分利用我国广泛的氨源生产硫肥，以弥补我国大量进口硫磺的缺口，这样既治理了大气二氧化硫的污染，又变废为宝、满足我们这一农业大国长期大量的化肥需求，并可产生一定的经济效益，同时氨法脱硫工艺在脱硫的同时又可脱氮，对减少温室气体起到非常重要的作用，是一项较适应中国国情的、完全资源化的、适应长远发展的、很具推广价值的、更环保的脱硫技术。一些专家曾强调钙法脱硫最终产物填埋处理方法不科学、造成资源浪费、产生二次污染的问题，并提出氨法更符合循环经济理念、会成为将来的一个发展方向；还有一些官员曾表示支持电厂上氨法脱硫示范工程，也曾提出在很多条件下，如煤的含硫量较高时，无论是从经济角度还是脱硫效果而言，都应当选择氨法技术。本文拟对氨法脱硫技术的发展、原理、前景和各类氨法
技术情况进行浅析，并侧重介绍江南氨回收法脱硫技术。
2氨法脱硫的发展历史
70年代初，日本与意大利等国开始研制氨法脱硫工艺并相继获得成功。氨法脱硫工艺主体部分属化肥工业范筹，对电力企业而言比较陌生，这是氨法脱硫技术未得到广泛应用的主要因素。随着合成氨工业的不断发展以及厂家对氨法脱硫工艺自身的不断完善和改进，进入90年代后，氨法脱硫工艺渐渐得到了应用。
国外研究氨法脱硫技术的企业主要有：美国：GE、Marsulex、Pircon、Babcock&Wilcox；德国：LentjesBischoff、KruppKoppers；日本：NKK、IHI、千代田、住友、三菱、荏原；等等。不同工艺的氨法脱硫自20世纪80-90年代开始应用，日本NKK（日本钢管公司）在70年代中期建成了200MW和300MW两套机组，目前已累计运行二十多年。美国GE（通用环境系统公司）于1990年开始建成了多个大型示范装置，规模从50MW至300MW。德国KruppKoppers（德国克虏伯公司）也于1989年在德国建成65MW示范装置，目前已累计运行十多年。据不完全统计，全世界目前使用氨法脱硫的机组大约在10000MW左右。
但是，氨法脱硫技术长时间存在着气溶胶、氨损、副产品稳定性的问题，加上氨法起步晚、业绩少，这些都是制约氨法在烟气脱硫上推广的因素，一直没有被企业和环保部门完全接受。1995年国家计委和科技部将氨法脱硫技术作为国家重点科技攻关项目并列入“十五"863项目，经过一些科研机构和企业的多年烟法和工业试验，逐渐形成了适合我国国情的氨回收法脱硫技术并树立了工程业绩。目前国内氨法脱硫最大的业绩是镇江江南环保工程建设有限公司在天津碱厂建设的60MW机组氨回收法烟气脱硫装置，该装置的成功应用，彻底解决了困扰氨法脱硫技术在锅炉烟气脱硫工程上使用的难题，为氨法脱硫技术在我国的全面应用拉开了序幕。
3氨法分类及各类氨法简介
氨法脱硫工艺皆是根据氨与SO2、水反应成脱硫产物的基本机理而进行的，主要有湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等。
3.1电子束氨法（EBA法）与脉冲电晕氨法（PPCP法）
电子束氨法与脉冲电晕氨法分别是用电子束和脉冲电晕照射喷入水和氨的、已降温至70℃左右的烟气，在强电场作用下，部分烟气分子电离，成为高能电子，高能电子激活、裂解、电离其他烟气分子，产生OH、O、HO2等多种活性粒子和自由基。在反应器里，烟气中的SO2、NO被活性粒子和自由基氧化为高阶氧化物SO3、NO2，与烟气中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3，在有NH3或其它中和物注入情况下生成（NH4）2SO4/NH4NO3的气溶胶，再由收尘器收集。脉冲电晕放电烟气脱硫脱硝反应器的电场本身同时具有除尘功能。这两种氨法大的能耗和低的效率尚要改进，同时设备容易阻塞，主要设备如大功率的电子束加速器和脉冲电晕发生装置还在研制阶段。
3.2简易氨法
简易氨法已商业化的有TS、PS氨法脱硫工艺等，主要利用气相条件下的H2O、NH3
与SO2间的快速反应设计的简易反应装置，严格地讲简易氨法是一种不回收的氨法，其脱硫产物大部分是气溶胶状态的不稳定的亚铵盐，回收十分困难，氨法的经济性不能体现；且脱硫产物随烟气排空后又会有部分分解出SO2，形成二次污染。所以，该工艺只能用在环保要求低、有废氨水来源、不要求长期运行的装置上。
3.3湿式氨法
湿式氨法是目前较成熟的、已工业化的氨法脱硫工艺，并且湿式氨法既脱硫又脱氮。湿式氨法工艺过程一般分成三大步骤：脱硫吸收、中间产品处理、副产品制造。根据过程和副产物的不同，湿式氨法又可分为氨-肥法、氨-酸法、氨-亚硫酸铵法等。其中氨-肥法又可根据附产物不同分为氨-硫酸铵肥法和氨-磷酸铵肥法，本文详述的氨-肥法特指附产物为硫酸铵肥。
湿法氨水脱硫工艺最早是由克卢伯（kruppkroppers）公司开发于七八十年代的氨法Walther工艺。传统的氨法工艺遇到的主要问题之一是净化后的烟气中存在气溶胶问题没得到解决。能捷斯-比晓夫公司对传统氨法进行了改造和完善为氨法AMASOX工艺。90年代，美国的GE公司也开发了氨法GE工艺，并在威斯康辛州的kenosha电厂建一个500MW的工业性示范装置。之后日本钢管公司又开发了氨法NKK工艺。
3.4江南氨回收法脱硫工艺
“九五"期间，在国家发展计划委员会、国家科技部、国家教育部的共同支持下，华东理工大学成功地完成了国家“九五"重点科技攻关项目“二氧化硫废气回收净化新技术的工程化"，开发了一种新的火电厂烟气SO2回收净化技术。该技术于1999年9月17日通过了由国家科技部、国家教育部、国家环保局和电力公司共同主持的专家鉴定和验收，具有多项适合我国国情的关键技术创新，被专家一致评价为“国际领先水平"。2001年，江南公司与华东理工大学国家863高新计划课题组合作，由江南公司总承包建设了天津碱厂260t/h锅炉氨回收法脱硫示范工程，于2004年4月份投产运行、2004年9月份通过天津环保局的验收，并且取得了这项863技术的独家使用权。
目前江南公司已经拥有各项专利14项，几乎覆盖了氨法脱硫技术的所有内容，形成了一套完全自主知识产权的江南氨回收法烟气脱硫技术。江南氨回收法脱硫技术吸纳了化学工程、化工设备和化工材料等多方面的先进成果，继承了传统氨法脱硫技术反应速度快、工艺流程短、装置占地少等优点，彻底解决了氨法脱硫中的气溶胶、氨损失、设备腐蚀、亚氨氧化、操作可靠性等方面的重大问题。
4江南氨法烟气脱硫的原理和工艺流程
4.1工艺原理
以水溶液中的SO2和NH3的反应为基础：
SO2＋H2O＋xNH3=(NH4)xH2－XSO3（1）
得到亚硫酸铵中间产品，亚硫酸铵再进行氧化：
(NH4)XH2-XSO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4（2）
4.2工艺流程
锅炉引风机（或脱硫增压风机）来的烟气，经换热降温至100℃左右进入脱硫塔用氨化液循环吸收生产亚硫酸铵；脱硫后的烟气经除雾净化入再热器（可用蒸汽加热器或气气换热器）加热至70℃左右后进入烟囱排放。脱硫塔为喷淋吸收塔是专利设备，主要引用在湿式石灰石/石膏脱硫中常用的结构，在反应段、除雾段增加了相应的构件增大反应接触时间。吸收剂氨水（或液氨）与吸收液混合进入吸收塔。吸收形成的亚硫酸铵在吸收塔底部氧化成硫酸铵溶液，再将硫酸铵溶液泵入过滤器，除去溶液中的烟尘送入蒸发结晶器。硫酸铵溶液在蒸发结晶器中蒸发结晶，生成的结晶浆液流入过滤离心机分离得到固体硫酸铵(含水量2～3%)，再进入干燥器，干燥后的成品入料仓进行包装，即可得到商品硫酸铵化肥。
5江南氨回收法烟气脱硫技术解决的技术难点
5.1反应条件
江南氨回收法脱硫反应是典型的气-液两相过程，SO2吸收是受气膜传质控制的，所以该反应须保证SO2在脱硫溶液中有较高的溶解度和相对高的气速。SO2溶解度随PH 值降低、温度的升高而下降，故正常要求吸收液PH值控制在4.0-8.0、反应温度控制在60-70℃左右。而反应段的气速一般控制在4m/s以上。这样的控制条件才能保证脱硫效率高于90%。
5.2降低氨损
江南氨回收法脱硫技术因脱硫剂为价格较高的氨，其装置的经济性必须建立在氨回收的基础上，氨损问题曾经是困扰氨法脱硫技术发展的重要因素。为降低氨损，人们发明了多级洗涤、湿式电除尘器收集等方法，但基本皆从氨雾形成后的补救上做文章，从而使运行的成本和投资大幅度上升。江南氨回收法脱硫技术从降低氨损的根源上进行了改进，严格控制反应温度在60-70℃左右和吸收液的成份，消除了氨雾形成的条件，经济地解决了氨损难题。运行中净化后的烟气中氨含量在10mg/Nm3以下，折氨损小于0.19%。
5.3亚铵氧化
脱硫的中间产品亚铵盐的氧化也是关系氨法脱硫装置运行经济性的关键，以往有加压氧化、催化氧化等方法，皆需另建一套氧化装置，使整个系统的运行费用难以下降。江南氨回收法脱硫技术利用多功能塔，巧妙地作了工艺调整，在塔内布置了充分利用烟气进行氧化的自然氧化部分和辅助以空气进行强制氧化部分，使出塔的氧化率达99%。
6江南氨回收法脱硫技术应用
6.1江南氨回收法工程应用
镇江江南环保工程建设有限公司在天津碱厂的260t/h的锅炉上成功地应用了江南氨回收法脱硫技术，这是国内湿式氨回收法整套技术在电站锅炉烟气脱硫工程是的首次应用，也是国内处理烟气量最大的一套氨法脱硫装置。该锅炉设计能力为260t/h，烟气
量为520000m3/h，烟气入脱硫岛的温度133℃，原料煤的全硫分1.8%，耗煤量为37.5t/h。该工程于2004年3月建成，经6个来月的运行检测各项经济技术指标完全达到设计要求，脱硫率稳定在95%以上（天津环保验收监测脱硫效率为99.3%），副产硫酸铵达超过电力行业标准DL808-2002副产硫酸铵标准、达国标GB535-95农用硫酸铵一级品标准。
6.2装置运行技术指标分析
天津碱厂的260t/h锅炉江南氨回收法脱硫工程，经一年多的运行考核，其主要经济技术指标如下表：
天津碱厂江南氨回收法脱硫装置运行经济技术指标
NO项目名称消耗量单价每小时每天300天/年+/-
数量单位数量单位
1。锅炉蒸发量260t/hr
2。发电能力6MW
3。烟气量335000Nm3/hr
4。烟气二氧化硫1043ppm
5。脱硫率95.70%
6。脱硫量0.955t/hr 0.95522.96878.7
7。工程能耗235kw0.27元/kw63.51522.8456840-
8。氨水（15%）耗量3.384t/hr265元/t896.7215206455934-
9。工艺水耗量12t/hr2.6元/t31.2748.8224640-
10。烟气再热蒸汽耗量2.3t/hr35元/t80.51932.0579600-
11。产品干燥蒸汽耗量2.4t/hr35元/t83.62006.7602009.2-
12。副产品 1.991t/hr660元/t1313.931533.89460143.8+13。- 1155.427730.18319022.9-
总计+1313.931533.89460143.8+
净值+158.53803.71141121.0+
可见，该装置直接运行成本出现了收益，这是其它脱硫技术不能达到的，且高的脱硫效率能适应天津地区现在和将来对二氧化硫排放的要求。
6.3江南氨回收法其他应用实例
这种新型的氨法技术应用在化工领域则具有“以废治废"的特别优势，云南解化集团每年产生大量废弃氨水，该集团3X75t/h+1X130t/h燃煤锅炉还需二氧化硫治理，烟气量为190000X3NM3/h+322533NM3/h，该集团经过多方考证选定江南氨回收法进行烟气脱硫治理，采用两套脱硫系统和一套后续硫铵系统。该装置不仅解决了解化集团二氧化硫的污染问题，又将其排放的废弃氨水在脱硫过程中“吃净用光"，同时消灭了两大污染源。在经济上使得解化集团不但省去了废液和废气两大排污费用，每年附产物硫酸铵化肥的销售又为其带来了一块可观的收入。该脱硫装置可年产硫酸铵3.8万吨，以每吨硫酸铵
800元计算（目前市场上800-900元/吨），每年可产生销售收入3000多万元。
目前江南公司的在建工程还有：三门峡亚能天元2X220吨锅炉工程，烟气量280000X2NM3/h，采用两套脱硫系统和一套后续硫铵系统，相当于100MW机组；洛阳龙羽宜电4X260吨锅炉工程，烟气量312000X4NM3/h，四炉五机两个脱硫塔，一套后续硫铵系统，相当于2X200MW机组。
7副产品硫酸铵的质量
副产品为农用硫酸铵，产品品质达GB535-1995一级品标准。各项指标见下表：副产硫酸铵质量指标
项目指标一级品指标国标GB535-1995天津碱厂实际检测结果
外观无可见机械杂质浅黄色晶体，无可见机械杂质
氮（N）含量（以干基计）≥21.021.16
水分（H2O）≤0.30.07
游离酸（H2SO4）含量，≤0.050.03
注：产品检测结果为天津碱厂江南氨回收法脱硫装置的检测结果。
8江南氨回收法脱硫技术特点
8.1完全资源化--变废为宝、化害为利
江南氨回收法脱硫技术将回收的二氧化硫、氨全部转化为硫酸铵化肥（也可根据电站当地的条件副产其它产品），不产生任何废水、废液和废渣二次污染，是一项真正意义上的将污染物全部资源化并且符合循环经济要求的技术。
8.2脱硫副产物价值高
因为江南氨法脱硫是回收法，副产高附加值的产品，可使氨增值，所以氨法脱硫的运行费用小，煤中含硫量愈高，运行费用愈低。故电厂可利用价格低廉的高硫煤，既大幅度降低发电成本，又降低了脱硫费用，一举两得。原料来自于化肥产品又回到化肥，既不影响化肥的总量供应又改善了国内化肥品种的结构。依托我国庞大的化肥工业、化害为利，同时促进了我国煤炭、电力和化肥工业的长期发展。江南氨回收法脱硫装置的运行过程即是硫酸铵的生产过程，每吸收1吨二氧化硫需消耗0.5吨氨并可生产2吨硫酸铵，按照常规价格液氨2000元/吨、硫酸铵700元/吨，则烟气中的二氧化硫体现了约400元/吨的价值。
8.3装置阻力小--方便锅炉系统配置，节省运行电耗
利用氨法脱硫的高活性，液气比较常规湿法脱硫技术降低，脱硫塔的阻力仅为850Pa 左右，无加热装置时包括烟道等阻力脱硫岛总阻力在1000Pa左右；配蒸汽加热器时脱硫岛的总设计阻力也仅在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即可。系统阻力较常规脱硫技术节电50%以上。另，循环泵的功耗降低了近70%。
8.4脱硫装置可靠--运行方便、高效、脱硫效率高
氨法为气液两相反应，反应物活性强，具有较大的化学反应速率，脱硫剂及脱硫产物皆为易溶性的物质，装置内脱硫液皆为澄清的溶液无积垢无磨损。所以，氨法更容易实现PLC、DCS等自动控制，操作控制简单易行；脱硫效率可稳定在90%以上（有特别要求时可稳定在95%以上）。其次，氨法采用了先进的重防腐技术，并选用可靠的材料和设备，使装置可靠性高达98.5%，日常维护量少，且节约维修费用。
8.5装置设备占地小--便于老锅炉改造
氨法脱硫装置无需原料预处理工序，脱硫副产物的生产过程相对也较简单，装置总配置的设备在30台套左右；且处理量较少（每吸收1吨二氧化硫产生2吨的硫酸铵），设备选型无需太大。脱硫部分的设备占地与锅炉的规模相关，75t/h-1000t/h的锅炉占地在150m2-500m2左右；脱硫液处理即硫铵工序占地与锅炉的含硫量有关，但相关系数不大，整个硫铵工序正常占地在500m2内。与钙法脱硫技术比较，占地节省50%以上。
8.6既脱硫又脱硝--适应环保更高要求
氨法脱硫的吸收剂为氨，氨对NOX同样有吸收作用。另外脱硫过程中形成的亚硫铵对NOX还具有还原作用，所以氨法脱硫的同时也可实现脱硝的目的，减轻温室效应。钙法每处理1吨二氧化硫要排放0．7吨二氧化碳，天津碱厂环保实测数据氮氧化物去除率为22.3%。
8.7自主知识产权技术—符合国情、适合全面推广
江南氨回收法烟气脱硫技术是拥有我国自主知识产权的脱硫技术，因此投资更少、从长远角度更有利于在我国长期和全面推广。目前在我国脱硫领域普遍使用的钙法基本上都是从国外引进，不但要支付较高的先期技术转让费和项目实施时的技术使用费，而且目前常常是多家国内脱硫公司引进同一种技术，这种状态严重影响我国可持续发展战略的顺利实施。在2004年底国家环保局、国家发改委和中国环保产业协会共同主办的第三届全国脱硫工程技术研讨会上把“缺乏拥有自主知识产权的烟气脱硫工艺技术和设备制造技术"列为脱硫行业发展中存在的首要问题。
9结论
江南氨回收法烟气脱硫技术是一项成熟可靠、投资少、占地小、系统简单、运行方便、脱硫效率高、无二次污染、运行费用低、完全资源化、附产物价值高的烟气脱硫技术，经济、社会、环保效益明显，特别适合中国国情，很具推广价值。目前江南公司在我国氨回收法脱硫市场中是唯一一家成功拥有多项专利技术及应用业绩的公司，随着公司应用业绩的不断增加，在未来全国脱硫市场中必将会异军突起、成为后起之秀。
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[3]王志轩，等，火电二氧化硫环境影响与控制对策。北京：中国环境科学出版社，2002。
氨法脱硫氨逃逸及气溶胶分析及解决措施
氨法脱硫氨逃逸及气溶胶分析及解决措施 、水反应成脱硫产物的基本机理而进行烟气氨法脱硫工艺皆是根据氨与SO 2 的，主要有湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等。氨法脱硫技术在化学工业领域应用普遍，用氨吸收硫酸生产尾气中的SO2, 生产亚硫铵和硫铵。据不完全统计，全世界目前使用氨法脱硫的机组大约在10000MW，氨法是高效、低耗能的湿法。氨法是气液相反应，反应速率快，吸收剂利用率高，能保持脱硫效率95—99%。氨在水中的溶解度超过20%。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，氨法的最大特点是 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。副产品硫铵是一种性能优良的氮肥，在我国具有很好的市场前景，目前主装置是大型合成氨尿素的热电厂基本上都采用此方法脱硫。但脱 1 硫后烟气温度较低，设备的腐蚀较干法严重并易产生氨逃逸和气溶胶即“气拖尾”现象,需要不断完善。 1 .烟气氨法脱硫氨逃逸及气溶胶的形成原因 1.1 烟气氨法脱硫氨逃逸的形成原因 1.1.1 所谓氨逃逸是氨水温度较高时（一般60℃以上）逐步分解成为气体氨与水的过程，由于气体氨气不参与氨法脱硫反应，所以氨气同脱硫烟气一起从烟囱排出，形成所谓的氨逃逸现象。 1.1.2 氨逃逸是困扰氨法脱硫的一大难题，也是影响脱硫经济性同时影响周边环境的重要因素；有些氨脱硫技术提供商由于技术落后，脱硫率低，为了让二氧化硫排放达标，用氨水过量，在脱硫塔上方形成“白烟”现象，这不但造成
氨法脱硫 ??????氨法脱硫工艺是用氨水吸收SO2的成熟的脱硫工艺。不同的氨法工艺，区别仅在于从吸收溶液中除去二氧化硫的方法。不同的方法可获得不同的产品。 ??????氨法工艺主要有氨-硫酸铵法、氨-亚硫酸氢铵法、氨- ??????氨-硫酸铵法 一、工艺原理： ??????该工艺利用氨液吸收烟气中的SO2 ??????（1 ?????? ??????2NH3＋ ??????随着吸收进程的持续，溶液中的NH4HSO3会逐渐增多，而NH4HSO3已不具备对SO2的吸收能力，应及时补充氨水维持吸收浓度。 ??????（2）氧化过程
??????氧化过程主要是利用空气生成（NH4）2SO4的过程： ??????(NH4)2SO3＋O2??→(NH4)2SO4 ??????NH4HSO3＋O2??→?NH4HSO4 ??????NH4HSO4＋NH3?→(NH4)2SO4 ??????（3）结晶过程 ??????氧化后的（NH4）2SO4经加热蒸发，形成过饱和溶液，（ 二、工艺流程 （1 氨-NH3和亚硫酸铵、硫酸铵气溶胶。 氨法脱硫中的氨损失主要包括液氨蒸气损失和脱硫塔雾沫夹带损失两部分。亚硫酸铵、硫酸铵气溶胶一旦形成，很难去除。所以国外公司（如美国GE公司等）在脱硫塔出口设置电除雾器，以消除逃逸的氨损耗和亚硫氨气溶胶。 本公司采用独特的MW微雾净化系统可高效去除逃逸的氨损耗和亚硫氨气溶胶。且空间及额外投资小。 氨-硫酸铵回收法具有丰富的原料，可以是液氨、氨水和碳铵，氨是人工合成，不像石灰石是天然资源，氨是化肥原料，脱硫后副
产品为化肥，我国是人口、粮食和化肥大国，氨法很适合中国国情。???液氨、氨水和碳铵是等效的，它们是氨的不同载体，来源广泛。
氨法烟气脱硫脱硝的技术特征 The technical characteristics of the amm onia process for rem oving SO x and NO x from flue gas 雷士文1,雷世晓2,王德敏2 (11南京明斯顿能源化工有限公司,江苏南京 210037;21遵义师范学校,贵州遵义 563003)摘要:氨法烟气脱硫脱硝具有显著的技术优势:脱硫效率高,脱硫脱硝一举两得,不耗费热量不产生废渣,脱硫剂利用充分用量小,不损害设备有节能功效。 关键词:烟气脱硫脱硝;氨法 Abstract:Ammonia proce ss removing SO x and NO x from flue ga s po sse sse s many remarkable technical advantage s: de sulfurization efficient,simultaneously removing SO x and NO x,no heat consumption and no wa ste re sidue s,used de sulfurizer fewer and the utilization ratio higher,no equipment damaged and saving power. K ey words:SO x and NO x removed from flue ga s;ammonia proce ss 中图分类号:X701.3 文献标识码:B 文章编号:1009-4032(2006)02-0032-03 氨法脱硫脱硝,就是以氨(NH3)为吸收剂将工业废气中的气态硫化合物固定为铵盐或还原为单质硫、将氮氧化物转化为氮气而实现清洁排放的工程技术。自20世纪70年代以来,国外将氨法脱硫脱硝方法应用于大型电站锅炉的烟气治理。2000年鞍钢第二发电厂在220t/h煤粉炉上加装氨法脱硫脱硝装置获得成功,至今运行正常,取得了良好的技术经济效益。 1 氨法脱硫脱硝的技术原理 1.1 吸收二氧化硫、三氧化硫 液氨溶于水后喷入烟气中,吸收烟气中S O2和S O3而形成铵盐,具体反应如下: NH3+H2O→NH4OH(1) 2NH4OH+S O2→(NH4)2S O3+H2O(2) (NH4)2S O3+S O2+H2O→2NH4HS O3(3) NH4HS O3+NH4OH→(NH4)2S O3+H2O(4) 当废气中含有O2、C O和S O3时(如电厂烟气),还会发生如下反应; NH4OH+C O2→NH4HC O3(5) 2NH4OH+C O2→(NH4)2C O3(6) 2NH4OH+C O2→H2NC ONH2+3H2O(7) 2NH4HC O3+S O2→(NH4)2S O3+H2O+C O2(8) NH4HC O3+NH4HS O3→ (NH4)S O3?H2O+C O2(9) 2NH4OH+S O3→(NH4)2S O4+H2O(10) 2(NH4)2S O3+O2→2(NH4)2S O4(11) 2NH4HS O3+O2→2NH4HS O4(12) 在吸收液循环使用过程中,式(3)是吸收S O2最有效的反应。通过补充新鲜氨水(式4)或其他置换方法可保持亚硫酸铵的浓度。 1.2 对硫化氢的吸收 烟气中有H2S存在时,氨水吸收H2S,将其还原成单质S;反应如下: NH4OH+H2S→NH4HS+H2O(13) 经催化氧化,氨水再生,并得单质硫。 2NH4H2S+O2→2NH4OH+2S(14) 1.3 对氮氧化物的转化 氨水和烟气中的NO x发生反应生成氮气: 2NO+4NH4HS O3→ N2+(NH4)2S O4+S O2+H2O(15) 2NO+4NH4HS O3→ N2+4(NH4)2S O4+S O2+4H2O(16) 4NH3+4NO+O2→6H2O+4N2(17) 4NH3+2NO2+O2→6H2O+3N2(18) 4NH3+6NO→6H2O+5N2(19) 8NH3+6NO→12H2O+7N2(20) 2 氨法脱硫脱硝的技术优势 2.1 氨利用充分脱硫效率高 2.1.1 选择性反应 氨与硫氧化物、氮氧化物之间的反应是选择性 23 2006年4月 电 力 环 境 保 护 第22卷 第2期
氨法脱硫 氨法脱硫工艺是用氨水吸收SO2的成熟的脱硫工艺。不同的氨法工艺，区别仅在于从吸收溶液中除去二氧化硫的方法。不同的方法可获得不同的产品。 氨法工艺主要有氨-硫酸铵法、氨-亚硫酸氢铵法、氨-酸法和氨-石膏法。 氨-硫酸铵法 一、工艺原理： 该工艺利用氨液吸收烟气中的SO2生成亚硫酸铵溶液，并在富氧条件下将亚硫酸氨氧化成硫酸铵，再经加热蒸发结晶析出硫酸铵，过滤干燥后得化肥产品。主要包括吸收过程、氧化过程和结晶过程。 （1）吸收过程 在脱硫塔中，氨和SO2在液态环境中以离子形式反应： 2NH3＋H2O＋SO2 → (NH4)2SO3 (NH4)2SO3＋H2O＋SO2 → 2NH4HSO3
随着吸收进程的持续，溶液中的NH4HSO3会逐渐增多，而NH4HSO3已不具备对SO2的吸收能力，应及时补充氨水维持吸收浓度。 （2）氧化过程 氧化过程主要是利用空气生成（NH4）2SO4的过程： (NH4)2SO3＋O2 → (NH4)2SO4 NH4HSO3 ＋O2 →NH4HSO4 NH4HSO4 ＋NH3 → (NH4)2SO4 （3）结晶过程 氧化后的（NH4）2SO4经加热蒸发，形成过饱和溶液，（NH4）2SO4从溶液中结晶析出，过滤干燥后得到化肥产品硫酸铵。 二、工艺流程
三、运行参数对脱硫效率的影响 （1）氨水量；（2）氨水浓度；（3）反应温度。 四、值得注意的问题 氨-硫酸铵法脱硫工艺存在的主要问题是存在二次污染的隐患，净化后的烟气含有微量的NH3和亚硫酸铵、硫酸铵气溶胶。 氨法脱硫中的氨损失主要包括液氨蒸气损失和脱硫塔雾沫夹带损失两部分。亚硫酸铵、硫酸铵气溶胶一旦形成，很难去除。所以国外公司（如美国GE公司等）在脱硫塔出口设置电除雾器，以消除逃逸的氨损耗和亚硫氨气溶胶。 本公司采用独特的MW微雾净化系统可高效去除逃逸的氨损耗和亚硫氨气溶胶。
烟气脱硫之氨法烟气脱硫技术 氨回收法符合世界FGD发展趋势 氨法脱硫技术在化学工业领域应用普遍，用氨吸收硫酸生产尾气中的SO2, 生产亚硫铵和硫铵。 80-90年代，在我国硫酸和磷肥厂，具有氨法脱硫装置高达100余套。 美国和德国的脱硫石膏已成为一个突出的环境问题，正着力研究转化为硫铵的技术。 据不完全统计，全世界目前使用氨法脱硫的机组大约在10000MW · 专家论点 美国Ellison 咨询公司：采用硫铵过程，烟气脱硫可以实现自负盈亏。 美国John Brown工程师和建筑师有限公司：通过大量、高价值的副产品生产，烟气脱硫可以获得卓越的投资效益。 美国GE公司：氨法烟气脱硫时代已经到来了。 Krupp公司：经过二十多年一步一步地漫长的发展，如今，氨法已进入工业化应用阶段。 ·氨法特点 氨法是高效、低耗能的湿法。氨法是气液相反应，反应速率快，吸收剂利用率高，能保持脱硫效率95-99%. 氨在水中的溶解度超过20%.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。 氨法的最大特点是 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。副产品硫铵是一种性能优良的氮肥，在我国具有很好的市场前景。
江南氨回收法是湿式氨法的一种。1995年氨法技术作为国家重点科技攻关项目列入"十五"863计划；1998年公司成立了专门的环保研究所进行技术攻关；2000年我们研制的第1台简易氨法脱硫装置通过江苏省科技成果鉴定。此后公司通过与多家科研院校的密切合作，在简易氨法的基础上逐步发展成现在的氨回收法，并在天津碱厂、云南解化、亚能天元等项目上成功运行1年以上，各项指标均达到了预期效果。 · 技术特点 1、完全资源化--变废为宝、化害为利 江南氨回收法技术将回收的二氧化硫、氨全部转化为化肥，不产生任何废水、废液和废渣，没有二次污染，是一项真正意义上的将污染物全部资源化，符合循环经济要求的脱硫技术。 2、脱硫副产物价值高 江南氨回收法脱硫装置的运行过程即是硫酸铵的生产过程，每吸收1吨液氨可脱除2吨二氧化硫，生产4吨硫酸铵，按照常规价格液氨2000元/吨、硫酸铵700元/吨，则烟气中每吨二氧化硫体现了约400元的价值。因此相对运行费用小，并且煤中含硫量愈高，运行费用愈低。企业可利用价格低廉的高硫煤，同时大幅度降低燃料成本和脱硫费用，一举两得。 3、装置阻力小，节省运行电耗 利用氨法脱硫的高活性，使液气比较常规湿法脱硫技术降低。脱硫塔的阻力仅为850Pa左右，无加热装置时包括烟道等阻力脱硫岛总阻力在1000Pa左右；配蒸汽加热器时脱硫岛的总设计阻力也只有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即可。系统阻力较常规脱硫技术节电50%以上。另外，循环泵的功耗降低了近70%. 4、防腐先进、运行可靠
氨法脱硫计算过程 风量(标态):,烟气排气温度:１68℃: 工况下烟气量: 还有约5％得水份 如果在引风机后脱硫,脱硫塔进口压力约80０Pa,出口压力约—200Ｐa,如果精度高一点,考虑以上两个因素、 1、脱硫塔 (1)塔径及底面积计算: 塔内烟气流速:取 D=2r=6、332ｍ即塔径为6。332米,取最大值为６、5米。 底面积S=πr２=3.14×3、２５２=33、1７m２ 塔径设定时一般为一个整数,如６、5ｍ,另外,还要考虑设备裕量得问题,为以后设备能够满足大气量情况下符合得运行要求。 (2)脱硫泵流量计算: 液气比根据相关资料及规范取L／G= 1.4(如果烟气中二氧化硫偏高,液气比可适当放大,如１.５、) ①循环水泵流量: 较高,脱硫塔喷淋层设计时应选取为４层设计,每层喷淋设计由于烟气中SＯ ２ 安装1台脱硫泵,476÷4=1１９m3／ｈ,泵在设计与选型时,一定要留出２0％左右得裕量。裕量为: １１９×20％=２3.8 m３/h, 泵总流量为:２３。８+119=1４2.8m3／ｈ, 参考相关资料取泵流量为１40 ｍ3／h。配套功率可查相关资料,也可与泵厂家进行联系确定。 (３)吸收区高度计算 吸收区高度需按照烟气中二氧化硫含量得多少进行确定,如果含量高,可适当调高吸收区高度、 ２。5米×4层/秒=10米,上下两层中间安装一层填料装置,填料层至下一级距离按１米进行设计,由于吸收区底部安装有集液装置,最下层至集液装置距离为３。７米－3。8米进行设计、吸收区总高度为13.７米—１3、８米。
(4)浓缩段高度计算 浓缩段由于有烟气进口,因此,设计时应注意此段高度,浓缩段一般设计为2层,每层间距与吸收区高度一样,每层都就是2.5米,上层喷淋距离吸收区最下层喷淋为3、２3米,下层距离烟气进口为５米,烟气进口距离下层底板为２。4８米。总高为１0、71米。 (5)除雾段高度计算 除雾器设计成两段、每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。最下层冲洗喷嘴距最上层(4、1３)m 。冲洗水距离2。5米,填料层与冲洗水管距离为２。5米,上层除雾至塔顶距离1.9米、 除雾区总高度为: 如果脱硫塔设计为烟塔一体设备,在脱硫塔顶部需安装一段锥体段,此段高度为１、6５米,也可更高一些。 (6)烟囱高度设计 具有一定速度得热烟气从烟囱出口排除后由于具有一定得初始动量,且温度高于周围气温而产生一定浮力,所以可以上升至很高得高度。但就是,高度设计必须瞧当地气候情况以及设备建在什么位置,如果远离市区,且周围没有敏感源,高度可与塔体一并进行考虑。一般烟塔总高度可选６0－80米。 (7)氧化段高度设计 氧化段主要就是对脱硫液中亚硫酸盐进行氧化,此段主要以计算氧化段氧化时间。 (８)氧化风量设计 1、需氧量Ａ(ｋg/h)=氧化倍率×0、25×需脱除SO 2量(kg/h)氧化倍率一般取１、 5--－2 ２、氧化空气量(m 3／h)＝A ÷23。15％(空气中氧含量)÷(1－空气中水分1％÷１00)÷空气密度1.29 (9)需氨量(T/ｈ)根据进口烟气状态、要求脱硫效率,初步计算氨水得用量。 式中: W 氨水——氨水用量,ｔ/h C SO2-—进口烟气SO 2浓度,ｍｇ/Ｎm 3 V 0——进口烟气量,Ｎm 3／h η——要求脱硫效率 C 氨水-—氨水质量百分比
氨法烟气脱硫技术综述 Review on ammonia flue gas desulfurization 徐长香,傅国光 (镇江江南环保工程建设有限公司,江苏镇江212009) 摘要:简述了多种氨法烟气脱硫的原理和技术特点。主要介绍了湿式氨法烟气脱硫技术,为烟气脱硫技术的选择提供参考。 关键词:氨法;烟气脱硫;回收法;湿式氨法 Abstract:Am monia s crubbing technology has been developed over the last few years.Wet amm onia flue gas desulfu-rization(FGD)process offers an unique advantage of an attractive amm onium sulfate by-product that can be used as fertilizer. Key words:flue gas desulfurization;recoverable process,wet am monia FGD process. 中图分类号:X701.3 文献标识码:B 文章编号:1009-4032(2005)03-0017-04 1 氨法脱硫的发展 20世纪70年代,日本、意大利等国开始研究氨法脱硫工艺并相继获得成功。由于氨法脱硫工艺主体部分属化肥工业范筹,当时该技术未能在电力行业得到广泛应用。随着合成氨工业的不断发展以及对氨法脱硫工艺的不断完善和改进,进入90年代后,氨法脱硫工艺逐步得到推广。 国外研究氨法脱硫技术的企业主要有:美国的GE、Marsulex、Pircon、Babcock&Wilcox;德国的Lentjes Bischoff、Kr upp Koppers;日本的NKK、IHI、千代田、住友、三菱、荏原等。 目前在国内成功应用的湿式氨法脱硫装置大多从硫酸尾气治理中发展而来,主要的技术供应商有江南环保工程建设有限公司、华东理工大学等。现国内湿式氨法脱硫最大的应用项目是天津永利电力公司的60MW机组烟气脱硫装置。 近年来出现的磷铵法、电子束法、脉冲电晕放电等离子体法等烟气脱硫脱硝技术皆是氨法的演变与发展,改进之处在于降低水耗、改进氧化及后处理、降低装置压降、提高脱硝能力等,以求氨法烟气脱硫技术更加经济、更加适应锅炉的运行。 2 氨法脱硫的技术原理 2.1 氨法脱硫工艺特点 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。 根据氨与SO2、H2O反应的机理,氨法脱硫工艺主要有湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等。 2.2 电子束氨法(EBA法)与脉冲电晕氨法(PPC P 法) EB A与PPCP法分别是用电子束和脉冲电晕照射70℃左右、已喷入水和氨的烟气。在强电场作用下,部分烟气分子电离,成为高能电子,高能电子激活、裂解、电离其他烟气分子,产生OH、O、H O2等多种活性粒子和自由基。在反应器中,SO2、NO被活性粒子和自由基氧化成SO3、NO2,它们与烟气中的H2O相遇形成H2SO4和HNO3,在有NH3或其他中和物存在的情况下生成(NH4)2SO4/NH4NO3气溶胶,再由收尘器收集。 脉冲电晕放电烟气脱硫脱硝反应器的电场还具有除尘功能。 这两种氨法能耗和效率尚需改善,主要设备如大功率的电子束加速器和脉冲电晕发生装置还在研制阶段。 EB A法脱硫工艺流程见图1。 17
氨法脱硫的缺点： 一、成本较高： （以3*220T/H锅炉为例） 1、脱硫剂氨价格较高，市价格一般在2500-3000元/吨，每小时用氨量在0.5-1吨之间。 2、电耗较高，一般每小时用电量在1200-1500度之间。（电价约为0.5元/度） 3、水耗较高，一般每小时用水量在20-40吨之间。（水价约为5元/吨） （每小时脱硫剂消耗，电耗，水耗费用在1950元3950元之间。 每小时硫酸铵产量约为2.5-5吨，硫酸铵按400元/吨计算，那么每小时销售的硫酸铵价格在1000-2000元之间。用三耗费用减去硫酸铵销售价，那么每小时脱硫净亏950-1950元。 按年运行8000小时计算，脱硫系统（不算人工费用，税费，检修费用）年亏760万元—1560万元。） 二、腐蚀较重： 1、化学腐蚀，二氧化硫遇水形成亚硫酸和硫酸，会和铁发生化学反应，对铁的腐蚀性较强。由于二氧化硫的不断存在，（遇铁的情况下）腐蚀会连续的发生。 2、结晶腐蚀：在烟气脱硫过程中，浆液中会有硫酸铵，亚硫酸铵和亚硫酸氢铵生成，会渗入防腐层表面的毛细孔内，当设备停用时，在自然干燥下产生结晶型盐，使防腐材料自身产生内应力而破坏，特别在干湿交替作用下，腐蚀更加严重。 3、冲刷腐蚀：由于氨法脱硫是饱和结晶，饱和状态下会有硫酸铵晶体析出，析出的越多，浓度就越大，浆液脱硫是在不间断的情况下连续循环，那么析出的晶体会对设备造成连续的冲刷腐蚀，浓度越高，冲刷腐蚀越重，长时间运行后会把系统的薄的防腐层冲刷掉，是脱硫系统最严重的一种腐蚀。 三、有氨逃逸、气溶胶、气拖尾现象 1、氨逃逸产生的原因： （1）反应时间短接触不充分，造成氨逃逸。 （2）氨水加的过多，过剩造成氨逃逸。 （3）由于氨的性质较活泼，造成氨逃逸。 （4）净烟气温度较高，造成氨逃逸。 （5）加氨位置不合理，造成氨逃逸。 2、气溶胶产生的原因： （1）烟气流速大，造成浆液中小的固体颗粒随气体带出，产生气溶胶。 （2）除雾器性能差或损坏，造成浆液颗料随气体带出，产生气溶胶。 （3）氨逃逸大，和烟气中的SO2反应，生成亚硫酸铵，产生气溶胶。
浅析氨法脱硫工艺 来源：内蒙古科技与经济更新时间：09-11-23 10:55 作者: 冯国, 蒲日军 摘要: 简述了氨法脱硫的特点、原理, 及其需要克服的问题, 根据目前的脱硫趋势说明了氨法脱硫技术突出的技术成本优势。 关键词: 氨法脱硫, 二氧化硫, 氮氧化物, 硫酸铵, 吸收剂 中国是一个以煤炭为主要能源的国家, 随着工业的快速发展, 煤炭燃烧生成的SO 2 已成为中国大气污染的主要污染物。1995 年, 中国SO 2 年排放量2 370万t, 大大超出了环境自净能力, 排放总量超过了美国和欧洲跃居世界首位。 自2002 年, 中国在电力行业内开展了大规模的SO 2 治理工程。随着电厂脱硫治理的开始, 一大批国外烟气脱硫技术被不同的脱硫公司引进到国内, 这其中的绝大部分是石灰 石- 石膏法。随着烟气脱硫在国内电力行业的大规模使用, 其他烟气脱硫方法也逐渐被使用、被认识, 包括海水法、氨法、镁法、双碱法等, 这其中, 氨法正受到越来越广泛的关注。氨法烟气脱硫工艺是采用氨做吸收剂除去烟气中的SO 2 的工艺。70 年代初, 日本与意大利等国开始研制氨法脱硫工艺并相继获得成功。但由于技术经济等方面的原因在世界上应用较少。进入90 年代后, 随着技术的进步和对氨法脱硫观念的转变, 氨基脱硫技术的应用呈逐步上升的趋势。 1氨法FGD 的主要特点 1. 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。 1. 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。 1. 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
宏盛焦化厂 焦炉烟气氨法脱硫工程 技 术 方 案 建业庆松集有团限公司 2015年9月11日
目录 第一章概述 (3) 1.1工程概况 (3) 1.2设计依据 (3) 1.3设计范围 (3) 1.4设计参数 (3) 1.5设计思路 (4) 1.6技术标准及规范 (4) 第二章脱硫工艺概述 (5) 2.1脱硫技术现状 (5) 2.1.1国外烟气脱硫现状 (5) 2.1.2国内烟气脱硫现状 (6) 2.2氨法烟气脱硫概述 (7) 2.2.1氨法烟气脱硫工艺的特点 (7) 2.2.2氨法烟气脱硫工艺反应原理 (9) 2.2.3副产品硫酸铵的利用 (10) 第三章脱硫工程方案 (12) 3.1脱硫工艺系统 (12) 3.1.1工艺系统主要设计原则 (12) 3.1.2烟气系统 (12) 3.1.3 SO2吸收氧化系统 (14) 3.1.4硫铵后处理系统 (15) 3.1.4硫铵溶液储存系统 (16) 3.1.5吸收剂系统 (16)
3.1.6公用工程 (16) 3.1.7脱硫工艺布置 (17) 3.2热控系统 (18) 3.3电气系统 (18) 3.3.1供配电系统 (18) 3.3.2电气控制与保护 (19) 3.3.3照明及检修系统 (19) 3.4供货范围 (19) 3.5 主要设备清单（见附件） (21) 第四章公用工程消耗 (22) 第五章经济效益评估 (23) 5.1概述 (23) 5.2经济效益分析的依据 (23) 5.3经济效益分析 (23) 第六章本公司氨法脱硫技术特点 (24) 第七章项目实施进度 (26) 7.1项目实施 (26) 7.2项目实施进度安排 (27) 附件：氨法脱硫业绩表 (33)
氨法脱硫计算过程 风量（标态）：，烟气排气温度：168℃： 工况下烟气量： 还有约5%的水份 如果在引风机后脱硫，脱硫塔进口压力约800Pa，出口压力约-200Pa，如果精度高一点，考虑以上两个因素。 1、脱硫塔 （1）塔径及底面积计算： 塔内烟气流速：取 D=2r=6.332m 即塔径为6.332米，取最大值为6.5米。 底面积S=πr2=3.14×3.252=33.17m2 塔径设定时一般为一个整数，如6.5m，另外，还要考虑设备裕量的问题，为以后设备能够满足大气量情况下符合的运行要求。 （2）脱硫泵流量计算： 液气比根据相关资料及规范取L/G= 1.4（如果烟气中二氧化硫偏高，液气比可适当放大，如1.5。） ①循环水泵流量： 由于烟气中SO2较高，脱硫塔喷淋层设计时应选取为4层设计，每层喷淋设计安装1台脱硫泵，476÷4=119m3/h，泵在设计与选型时，一定要留出20%左右的裕量。裕量为： 119×20%=23.8 m3/h, 泵总流量为：23.8+119=142.8m3/h， 参考相关资料取泵流量为140 m3/h。配套功率可查相关资料，也可与泵厂家进行联系确定。 （3）吸收区高度计算 吸收区高度需按照烟气中二氧化硫含量的多少进行确定，如果含量高，可适当调高吸收区高度。 2.5米×4层/秒=10米，上下两层中间安装一层填料装置，填料层至下一级距离按1米进行设计，由于吸收区底部安装有集液装置，最下层至集液装置距离为 3.7米-3.8米进行设计。吸收区总高度为13.7米-13.8米。
（4）浓缩段高度计算 浓缩段由于有烟气进口，因此，设计时应注意此段高度，浓缩段一般设计为2层，每层间距与吸收区高度一样，每层都是2.5米，上层喷淋距离吸收区最下层喷淋为3.23米，下层距离烟气进口为5米，烟气进口距离下层底板为2.48米。总高为10.71米。 （5）除雾段高度计算 除雾器设计成两段。每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。最下层冲洗喷嘴距最上层(4.13)m 。冲洗水距离2.5米，填料层与冲洗水管距离为2.5米，上层除雾至塔顶距离1.9米。 除雾区总高度为： 如果脱硫塔设计为烟塔一体设备，在脱硫塔顶部需安装一段锥体段，此段高度为 1.65米，也可更高一些。 （6）烟囱高度设计 具有一定速度的热烟气从烟囱出口排除后由于具有一定的初始动量,且温度高于周围气温而产生一定浮力，所以可以上升至很高的高度。但是，高度设计必须看当地气候情况以及设备建在什么位置，如果远离市区，且周围没有敏感源，高度可与塔体一并进行考虑。一般烟塔总高度可选60-80米。 （7）氧化段高度设计 氧化段主要是对脱硫液中亚硫酸盐进行氧化，此段主要以计算氧化段氧化时间。 （8）氧化风量设计 1、需氧量A （kg/h ）=氧化倍率×0.25×需脱除SO 2量（kg/h ）氧化倍率一般取1.5---2 2、氧化空气量（m 3/h ）=A ÷23.15%（空气中氧含量）÷（1-空气中水分1%÷100）÷空气密度1.29 （9）需氨量（T/h ）根据进口烟气状态、要求脱硫效率，初步计算氨水的用量。 式中： W 氨水——氨水用量，t/h C SO2——进口烟气SO 2浓度，mg/Nm 3 V 0——进口烟气量，Nm 3/h η——要求脱硫效率 C 氨水——氨水质量百分比 （10）硫铵产量（T/h ） W3=W1×2 ×132/17。W3:硫胺产量，132为硫胺分子量，17为氨分子量
论文题目：提升燃煤锅炉烟气氨法脱硫工艺氨的综合利用效率 主要内容：燃煤锅炉烟气氨法脱硫工艺氨的综合利用效率，关系到氨法脱硫的运行成本，同时最为关键的氨的综合利用效率低会造成氨的逃逸量大，形成气溶胶，在烟囱排放时形成较长的烟羽不能有效扩散。通过改造塔内喷淋结构，增加吸收浆液循环量，提高浆液的覆盖率；通过气体再分布装置，增强气体分部效果；改变吸收剂氨的加入方式，实现吸收段浆液PH至分级阶梯控制；利用水洗段洗涤烟气，吸收烟气中逃逸的游离氨，水回收利用；合理控制一级浆液的氧化率，一级浆液的比重，提高吸收浆液的吸收速率。通过以上改进和工艺优化，提升氨的综合利用效率，可以较为有效的控制烟羽的长度。 一、氨法脱硫技术： 燃煤锅炉烟气氨法脱硫工艺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SO2。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。脱硫副产品硫酸铵是一种农用废料，销售收入能降低一部分成本。就吸收SO2
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，脱硫产品是固体硫铵，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。 氨法脱硫吸收反应原理： NH3+H2O+SO2=NH4HSO3 （1） 2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3 （2） (NH4)2SO3+H2O+SO2=2NH4HSO3 （3） NH3+NH4HSO3 = (NH4)2SO3（4） 在通入氨量较少时发生①反应，在通入氨量较多时发生②反应，而式③表示的才是氨法中真正的吸收反应。在吸收过程中所生成的酸式盐 NH4HSO3对SO2不具有吸收能力，随吸收过程的进行，吸收液中的NH4HSO3含量增加，吸收液吸收能力下降，此时需向吸收液中补氨，发生④反应使部分NH4HSO3转变为(NH4)2SO3，以保持吸收液的吸收能力。因此氨法吸收是利用(NH4)2SO3-NH4HSO3的不断循环的过程来吸收烟气中的SO2，补充的NH3并不是直接用来吸收SO2，只是保持吸收液中(NH4)2SO3的组分量比。 吸收后的浆液利用空气进行强制氧化， NH4HSO3+1/2O2= NH4HSO4 (NH4)2SO3+1/2O2=( NH4)2SO4 氨化反应： NH3+NH4HSO3 = (NH4)2SO3（1） NH3+NH4HSO4 = (NH4)2SO4（2） 氧化后的硫酸铵采用塔内结晶技术，利用热烟气将浆液的水分蒸发，硫酸铵浆液在塔内浓缩结晶后，固含量约5％～15%的硫酸铵浆液由结晶泵送入旋流器进行初步固液分离，清液进入料液槽，底流（固含量20％～
220t/h锅炉烟气氨法脱硫项目 技术方案 [ - 山东雪花生物化工股份有限公司 2011年5月
目录 1 项目概况 (3) 2 基本参数及设计要求 (4) 3 规范和标准（不仅限于此） (5) ] 4 脱硫系统技术指标 (10) 二、技术方案及工艺特点 (11) 1设计原则 (11) 2 氨法脱硫概述 (12) 4本工艺技术特点 (14) 5脱硫及硫酸铵回收工艺系统描述 (15) 6 主要经济技术指标 (25) 7脱硫系统运行费用与硫酸铵回收统计(年运行时间按7500小时计) (26) { 8主要设备选型及设备表 (26) 三、投资概算 (33) 四、工程施工周期 (33) 五、施工组织计划 (34) 六、施工准备 (35) 补充说明： (37)
一、技术方案设计大纲 1 项目概况 ' 随着工业经济的不断发展，世界环境日益恶化。尤其是随着发展中国家的工业化进程的不断推进，排向大气的污染物绝对量快速增长。人类越来越被因自己而造成的恶果而感到疲于应付、甚至恐惧。燃煤电厂所排放烟气中的二氧化硫是造成大气污染主要的因素之一，它不仅能造成酸雨危害人类，而且据最近世界环境专家断言，还是破坏大气臭氧层的一个重要因素。因此，二氧化硫的治理迫在眉睫。 燃煤电厂S02排放超过全国SO2排放总量的50%。随着新型能源基地的发展战略逐渐向煤电并举，输电为主的方向转变，在燃煤电厂的设计或脱硫改造工程中，如何合理选用脱硫工艺，并以较低的初投资和运行费用达到脱硫后SO2排放量符合国家排放标准的规定以及建设机组环境评价要求，是燃煤电厂烟气脱硫行业健康发展的关键问题。 燃煤是大气环境中S02、氮氧化物、烟尘等污染物的主要来源。从煤的消耗量来看：煤炭在我国能源消费中的比例保持在70%左右，且短期内难以改变；从煤的使用方式上看：煤炭消费量的80%直接用于燃烧，其中燃煤电厂燃煤量占煤炭消耗量的50%以上。 “十二五”规划主要大气污染物排放总量持续削减，按照目前统计口径，全国二氧化硫排放总量比“十一五”减少10%，重点行业和重点地区氮氧化物排放总量比“十一五”减少10%，全国氮氧化物增长趋势得到遏制。电力行业仍为减排重点领域，新建燃煤机组全部配套建设脱硫设施，脱硫效率达到95%以上，并根据排放标准和建设项目环境影响报告书批复要求配套建设烟气脱硝设施，脱硝效率达到80%以上，除淘汰机组外，“十一五”期间未脱硫的燃煤机组安装脱硫设施，综合脱硫效率提高到90%以上，已投运的脱硫设施中不能稳定达标排放或实际燃煤硫分超过设计硫分
氨法脱硫工艺流程 随着国家环保政策要求越来越严格，SO2排放指标越来越低，新的排放标准为400mg/mm3，这么低的排放指标，对每一个企业来说不采用高效脱硫设备是很难达到这个指标的，气动浮化脱硫塔具有占地面积少、耐磨耐腐蚀、脱硫效率高、低阻力降等许多优点被国内外许多家企业首选的脱硫设备。脱硫方法国内外有成百上千种，但国内采用最多最实用的方法仍为钙法、钠法和氨法，钙法因需投资庞大的处理系统和堆渣场地、产生新的固废，不能为企业创造利润被越来越少的企业采用；钠法因投资太大，往往投入多回报少也不被大多数企业看中；氨法具有吸收高、投资少、见效快诸多优点被广泛采用。 氨法脱硫的工艺原理是：液氨首先经蒸发变成气氨，氨气与水生成氨水，氨水与烟气中的SO2结合生成亚硫氢铵，亚硫氢铵溶液继续与NH3反映生成亚硫酸铵，不断地通入氨，不断地吸收SO2循环往复，当溶液达到一定的浓度时候，将浓溶液移入中和槽，通氨中和，等反映完全，离心分离亚铵产品。 主要反映的化学方程式： NH3+H2O→NH3·H2O+Q NH3·H2O+ SO2→NH4HSO3+Q NH4HSO3+ NH3→(NH4)2SO3+Q (NH4)2SO3+ SO2→NH4HSO3+Q
分为以下几个系统： 一、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。 二、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。 三、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，通氨前将冷却系逐步加大，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。 四、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。
北京化工大学北方学院 毕业设计文献综述 题目名称《氨法脱硫工艺设计》文献综述 题目类别毕业设计 专业班级应化0906 学号 090105161 姓名王冲 指导老师尹建波老师 完成时间 2012年10月25日
引言 据统计，中国1995年SO2排放量为2370万吨，占世界第1位。 SO2排放量剧增使大多数城市SO2浓度处于较高的污染水平。SO2排放量的增加，使中国的酸雨发展异常迅速，严重的酸性降水和脆弱的生态系统使我国经济损失严重，1995年，仅酸雨污染给森林和农作物造成的直接经济损失已达几百亿。随着经济的发展、社会的进步和人们环保意识的增强，工业烟气脱除SO2日益受到重视。由于历史的原因，目前主流的脱硫技术仍为钙法，但钙法脱硫的二次污染、运行不经济等问题日益显现出来，于是，氨法脱硫技术逐渐受到关注，许多的企业、研究单位对氨法脱硫技术的前景作出了乐观的评价。国内已成功地在60MW机组烟气脱硫工程上使用了氨法，其各项经济技术指标居脱硫业的领先水平。由于氨法脱硫工艺自身的一些特点，可充分利用我国广泛的氨源生产需求大的肥料，并且氨法脱硫工艺在脱硫的同时又可脱氮，是一项较适应中国国情的脱硫技术。为帮助大家全面了解氨法，本文对氨法脱硫技术的发展、机理和不同技术的特点进行简述，并侧重介绍湿式回收法氨法脱硫技术。
1. 氨法脱硫技术概况 1.1 氨法脱硫工艺特点 氨法脱硫工艺是采用氨作为吸收剂除去烟气中的SO2的工艺。氨法脱硫工艺具有很多特点。氨是一种良好的碱性吸收剂，氨的碱性强于钙基吸收剂；而且氨吸收烟气中SO2是气-液或气-气反应，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，相对于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。 1.2 氨法脱硫的发展 70年代初，日本与意大利等国开始研制氨法脱硫工艺并相继获得成功。氨法脱硫工艺主体部分属化肥工业范筹，这对电力企业而言较陌生，是氨法脱硫技术未得到广泛应用的最大因素，随着合成氨工业的不断发展以及厂家对氨法脱硫工艺自身的不断完善和改进，进入90年代后，氨法脱硫工艺渐渐得到了应用。 国外研究氨法脱硫技术的企业主要有：美国：GE、Marsulex、Pircon、Babcock & Wilcox；德国：Lentjes Bischoff、Krupp Koppers；日本：NKK、IHI、千代田、住友、三菱、荏原；等等。 国内目前成功的湿式氨法脱硫装置大多从硫酸尾气治理技术中发展而来，主要的技术商有江南环保工程建设有限公司、华东理工大学等，现国内湿式氨法脱硫最大的业绩是天津永利电力公司的60MW机组的烟气脱硫装置。 近来出现的磷铵法、电子束法、脉冲电晕放电等离子体法等烟气脱硫脱硝技术皆是氨法的演变与发展，改进之处在于降低水耗、改进氧化及后处理、降低装置压降、提高脱硝能力等方面，以求使氨法烟气脱硫技术更加经济更加适应锅炉的运行。 2. 氨法脱硫的技术原理 氨法脱硫工艺皆是根据氨与SO2、水反应成脱硫产物的基本机理而进行的，主要有湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等。 2.1 电子束氨法（EBA法）与脉冲电晕氨法（PPCP法） 电子束氨法与脉冲电晕氨法分别是用电子束和脉冲电晕照射喷入水和氨的、已降温至70℃左右的烟气，在强电场作用下，部分烟气分子电离，成为高能电子，高能电子激活、裂解、电离其他烟气分子，产生OH、O、HO2等多种活性粒子和自由基。在反应器里，烟气中的SO2、NO被活性粒子和自由基氧化为高阶氧
氨法脱硫后硫酸铵回收技术方案 2），工艺技术要求 （1）冷凝水水质：冷凝水的含盐量不大于1.0%。 （2）装置的设计需要考虑此种水质的特性，对装置设备进行针对设计，保证装置的机械清洗周期大于10天，必要时配备专用清洗工具。同时也 要保证三效蒸发器蒸发室内有足够的高度，防止物料起泡及蒸发携带 引起的冷凝水水质超标。 （3）防冻措施：本装置需考虑必要的防冻措施及停运时的防冻措施，以保证各单元处理设施冬季正常运行。 （4）本装置汽耗比不大于0.4； 二，设计和验收依据 执行与三效蒸发器相关的国家、行业现行有效的设计、施工标准和规范，采用最新有效版本。 压力容器执行相关的国家、行业现行有效的设计、施工标准和规范，采用最新有效版本。 包括但不限于如下标准： 《压力容器安全技术监察规程》国家质量技术监督局1999年 《钢制压力容器》GB150 《钢制压力容器-分析设计标准》JB4732 《压力容器法兰》JB4700～4707 《衬里钢壳设计技术规定》HG/T 20678 《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG20592～20635
《钢制人孔和手孔》HG/T21514～21535 《不锈钢人、手孔》HG21594～21604 《钢制压力容器用封头》JB/T4746 《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709 《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708 《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》JB4744 《承压设备无损检测》JB/T4730.1～.6 《压力容器用钢锻件》JB4726～4728 《补强圈》JB/T4736 《鞍式支座》JB/T 4712 《腿式支座》JB/T 4713 《支承式支座》JB/T 4724 《耳式支座》JB/T 4725 《压力容器波形膨胀节》GB16749 《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709 《压力容器涂敷与运输包装》JB/T4711 《压力容器波形膨胀节》GB 16749 《压力容器安全技术监察规程》（劳锅字（1990）8号） 《压力容器设计单位资格管理与监督规则》（劳锅字（1992）12号）《压力容器无损检验》JB4730 《压力容器油漆、包装、运输》JB2532 《钢制化工容器设计基础规定》HG20580 《钢制化工容器材料选用规定》HG20581 《钢制化工容器强度计算规定》HG20582 《钢制化工容器机构设计规定》HG20583 《钢制化工容器制造技术要求》HG20584 《板式换热器》GB1649 《换热器学会标准—蒸汽表面冷凝器标准》HEI 《管式换热器制造商学会标准》TEMA 《管式换热器》GB151 三，方案选择：