氨法脱硫技术课件

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1、第一讲：氨法脱硫技术简介本章主要讲述“氨法脱硫技术”的基本 原理和技术特点，向学员介绍氨法脱硫的 应用及其工艺流程。本本 讲讲 内内 容容l一、氨法脱硫技术原理l二、氨法脱硫应用分类l三、湿式氨法脱硫技术(主讲内容）1、脱硫工艺过程2、工艺流程3、技术特点l四、经济性分析一、氨法脱硫技术原理一、氨法脱硫技术原理l 氨法脱硫是以氨水（废氨水）、液氨（气氨）、尿素、碳铵 等含氨物质为脱硫剂，其原料来自化工企业，主要副产品也是氮 肥，脱硫设施不产生二次污染。所谓不产生二次污染要依据所采 用的脱硫方法的不同来定，但基本技术原理如下：第一步，以水溶液中的SO2和NH3的反应为基础的吸收过程：SO2H2O

2、XNH3 = (NH4)XH2XSO3 （1）因此，采用氨将废气中的SO2脱除，得到亚硫酸铵中间产品。 氨的载体可以是液氨（气氨）、氨水、碳铵、尿素等可以产生氨 的碱性物质。l第二步，采用空气对亚硫铵直接进行强制氧化过程：l(NH4)XH2-XSO3+1/2O2 +(2-x)NH3=(NH4)2SO4 (2)l此过程是将吸收中间产物不稳定的亚硫酸铵氧化成稳定的硫 酸铵，以制得农用的硫铵化肥。也可用硫酸、硝酸、磷酸等对亚 硫铵进行酸解，副产二氧化硫、硫酸、硝酸铵、磷酸铵等其它产 品。二、氨法脱硫应用分类二、氨法脱硫应用分类l1、电子束氨法（EBA法）l2、脉冲电晕氨法（PPCP法）以上两种氨法能

3、耗和效率尚要改进，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。 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

4、能。 简易氨法和湿式氨法简易氨法和湿式氨法3、简易氨法简易氨法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。 4、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，

5、湿式氨法又可分为：氨-硫铵肥法氨-磷铵肥法氨-酸法氨-亚硫酸铵法 三、湿式氨法脱硫技术三、湿式氨法脱硫技术湿式氨法烟气脱硫以氨水作为吸收剂脱除烟气中 的二氧化硫，吸收二氧化硫后的吸收液可用不同的方 法处理，获得不同的产品，从而也就形成了不同的脱 硫方法。但无论氨-硫铵肥法、氨-磷铵肥法、氨-酸法、氨 -亚硫酸铵法，在氨法的这些脱硫方法中，吸收的原 理和过程是相同的，不同之处在于对吸收液的处理和 工艺流程。1 1、工艺过程、工艺过程（1）吸收过程： 脱硫吸收过程是氨法烟气脱硫技术的核心，它以 水溶液中的SO2和NH3的反应为基础： SO2H2OxNH3 = (NH4) xH2XSO3（1） 得到

6、亚硫酸铵中间产品。其中，x=1.21.4。直接 将亚铵制成产品即为亚硫酸铵法 （2）中间产品处理 中间产品的处理主要分为两大类：a)直接氧化和b) 酸解。 la） 直接氧化氨-硫铵肥法 在多功能脱硫塔中，鼓入空气将亚硫铵氧化成硫 铵，其反应为： (NH4)XH2-XSO3+1/2O2 +(2-x)NH3=(NH4)2SO4 (2) lb） 酸解氨酸法 用硫酸、磷酸、硝酸等酸将脱硫产物亚硫铵酸解， 生成相应的铵盐和气体二氧化硫。反应如下：(NH4)XH2-XSO3+x/2H2SO4=x/2(NH4)2SO4+SO2+H2O (3) (NH4)XH2-XSO3+xHNO3=xNH4NO3+SO2+

7、H2O (4) (NH4)XH2-XSO3+x/2H3PO4=x/2(NH4)2HPO4+SO2+H2O (5)l（3）副产品制造 中间产品经处理后形成了铵盐及气体二氧化硫。 铵盐送制肥装置制成成品氮肥或复合肥；气体二氧化 硫既可制造液体二氧化硫又可送硫酸制酸装置生产硫 酸。而生产所得的硫酸又可用于生产磷酸、磷肥等。2 2、工艺流程、工艺流程l一、脱硫塔不易结垢。由于氨具有更高的反应活性，且因亚硫 酸铵溶液的化学特性，决定了可以避免结垢。l二、氨法更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，因副产物的价值较高，含硫量越高，其副

8、产品硫酸铵产 量越大，也就越经济。l三、氨法脱硫过程中产生的副产品亚硫酸铵可综合利用生产固 体硫酸铵成为肥料，无废水排放，无二次污染。符合循环经济 的理念和环保产业发展的方向。3 3、技术特点、技术特点l四、耗能低，因脱硫过程中不需降、升温，脱硫塔阻力小，耗 电量低，脱硫运行电耗占总发电量的比例不超过1%。l五、不需设旁路烟道（用户要求设置除外），吸收剂停止供应 时，反应塔作烟道使用，不影响机组、锅炉的正常运行。l六、脱硫装置高效、方便，氨法烟气脱硫活性强、反应速率快 。脱硫剂为澄清的氨水清液，脱硫副产物皆为易溶性物质，无 结垢、无磨损，更容易实现PLC、DCS的自动控制。烟气不用降 温即可进

9、入脱硫塔进行脱硫反应，处理后的烟气不用升温即能 在露点以上温度排放，脱硫效率大于95%。整个脱硫工艺流程简 单，只需配备相应的监管人员就可以运行。l七、阻力小，脱硫塔阻力450Pa左右，火电厂脱硫系统建造时，能 充分利用原引风机压头的富裕量，一般不需设增压风机或更换引风 机，必要时将原引风机叶轮升级即可。l八、占地面积小，每台锅炉可配一个塔，也可每个引风机口配用一 座塔。在脱硫配置上目前是国内占地面积最少的，脱硫部分的设备 占地与锅炉规模相关，脱硫副产物处理，硫铵生产工序占地在 500m2左右。l九、设备投资低，包括副产物综合利用设备在内，火电厂脱硫每千 瓦投资在200元-300元之间.4 4

10、、经济性分析、经济性分析l1、基本概念l（1）煤中硫的氧化反应机理：S + O2=SO2l（2）二氧化硫排放量： D1=BS1.7其中： D1SO2产生量（kg/h）S燃煤全硫份含量（%）B耗煤量（kg/h）1.7可燃硫转化二氧化硫的转换系数。l2、脱硫效率l以耗煤量15t/h、烟气量100000Nm3/h、燃煤全硫份含量为0.6%计 算：l脱硫前二氧化硫排放量= D1=BS1.7 =15t/h0.6%1.7=153kg/hl标准状况下的烟气量为100000Nm3/h（压强近似为标准大气压） ，则转换成工况烟气量为： （200+273K）100000Nm3/h/273K=173260m3/hl

11、脱硫前每立方米烟气中的二氧化硫含量= 153kg/h106173260m3/h=883.1mg/m3l满足脱硫后SO2排放浓度300 mg/m3要求，则最低脱硫效率l= 1-（ 300/883.1）=67%3、计算氨消耗量（费用）l计算依据lNH3H2O +SO2NH4H SO3 l 根据SO2原始排放量为153kg/h，脱硫效率67%计算得每小时消 耗纯氨（100%浓度）27.2kg/h。l折合浓度为5%氨水la、需5%浓度的氨水27.25%=544kg/hlb、需加水(544-27.2)=516.8kg/hlc、折合成20%浓度的氨水质量136kg。配成5%浓度加水408kg(每小时流量)

12、 ld、按市场价20%浓度氨水540.00元/吨、自来水1.42元/吨计算：（1）540.00*136*10-3=73.44元/h（2）1.42*408*10-3=0.58元/h第二讲：简易湿式氨法脱硫技术的应用本章主要讲述“简易湿式氨法脱硫技术”的应 用和技术特点，向学员介绍山东鲁抗医药股份有 限公司75t/h循环流化床锅炉简易氨法脱硫装置的 工艺流程以及脱硫装置运行维护注意事项。本本 讲讲 内内 容容l一、75t/h循环流化床锅炉简易湿式氨法 脱硫装置l二、“金锐环保”氨法脱硫的技术特点l三、脱硫系统日常维护及运行注意事项l四、烟气脱硫监控系统操作说明l五、运行经验交流一、一、7575t/

13、ht/h循环流化床锅炉简易湿式氨法脱硫循环流化床锅炉简易湿式氨法脱硫l 我公司（山东鲁抗医药股份有限公司）75t/h循环流化床锅炉“ 氨法脱硫装置”于2009年12月建成投入使用，装置采用镇江金锐环保 设备有限公司“简易湿法氨法脱硫技术”。l 该脱硫装置采用氨法脱硫技术基本原理，结合我公司实际运行 状况设计，脱硫剂为5%浓度氨水（或废氨水）溶液，锅炉烟气经除 尘装置（袋式除尘器）进入脱硫塔，与配制好的脱硫剂在脱硫塔内 进行化学吸收反应。脱硫后的烟气经引风机、烟囱排入大气；脱硫 后生成的亚硫酸铵混合水溶液，经脱硫塔内脱水除雾装置后沉降于 脱硫塔底部，溢流到积液池中。经沉淀过滤后再由清液泵（循环泵

14、 ）打回脱硫塔和脱硫剂混合再与烟气中的二氧化硫进行反应，循环 使用至饱和后用于场地绿化或作为农家肥使用。l 只所以称其为简易湿法脱硫是因为在脱硫塔内未安装中间品处 理装置和副产品制造系统。（一）工艺流程图（一）工艺流程图（二）设备工艺介绍（二）设备工艺介绍l（1）泵房设备及工艺管道l（2）脱硫塔l（3）控制系统（1 1）泵房设备及工艺管道）泵房设备及工艺管道（2 2）脱硫塔）脱硫塔（3 3）控制系统）控制系统氨法烟气脱硫以氨水作为吸收剂脱除烟气中的二氧 化硫，吸收二氧化硫后的吸收液可用不同的方法处理 ，获得不同的产品，从而也就形成了不同的脱硫方法 。其中较成熟的为氨-硫铵肥法、氨-磷铵肥法、氨

15、-酸 法、氨-亚硫酸铵法。这些脱硫方法中，吸收的原理和过程是相同的， 不同之处在于对吸收液处理的方法和工艺路线。根据用户的不同需求，简化中间品和副产品的处 理和加工工艺，同样可以实现烟气脱硫的目的。简易 湿法氨法脱硫，脱硫后水溶液循环使用，可节约运行 成本。二、二、“ “金锐环保金锐环保” ”氨法脱硫的技术特点氨法脱硫的技术特点(1)(1)脱硫塔对烟气脱硫塔对烟气SOSO2 2的吸收机理的吸收机理l氨法吸收 SO2的原理：lNH3+H2O+SO2NH4HSO3(1)l2NH3+H2O+SO2(NH4)2SO3(2)l(NH4)2SO3 +SO2+H2O2NH4HSO3(3)在通入氨量较少时发生

16、(1)反应，在通入氨量较多时发 生(2)反应，而(3)式表示的才是氨法中的真正吸收反 应。在吸收过程中所生成的酸式盐NH4HSO3对SO2不具有吸收能力 。随着吸收过程的进行，吸收液中的NH4HSO3数量增多，吸 收液吸收能力逐步下降，此时需向吸收液中补充氨，使 NH4HSO3转变为(NH4)2SO3 ，以保持吸收的能力。当加氨调配时：NH4HSO3 +NH3(NH4)2SO3 (4)这也是为什么需要向脱硫塔内连续不间断的提供氨水的原因 。l 对于烟气而言，因其含有较高的氧量（一般为6-7%）， 吸收塔内会发生部分氧化反应：l 2(NH4)2SO3 +O22(NH4)2SO4 (5) l 2NH4HSO3 +O22NH4HSO4