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1、75t/h锅炉烟气治理炉外脱硫、硝装置技术方案3 x 75t/h锅炉烟气炉外氨法脱硫、硝装置技术方案山东科环保工程有限公司2013年7月10日氨法脱硫1、氨法工艺介绍氨法烟气脱硫技术是采用氨水作为脱硫吸收剂，与进入吸收塔的烟气接触混 合，烟气中的SO与氨水反应，生成亚硫酸氨，经与鼓入的压缩空气强制氧化反 应，生成硫酸铵溶液，经结晶、离心机脱水、干燥器干燥后即得化学肥料硫酸铵。氨法脱硫工艺具有很多别的工艺所没有的特点。氨是一种良好的碱性吸收 剂，从化学反应机理上分析，烟气中二氧化硫的吸收是通过酸碱中和反应来实现 的。吸收剂碱性越强，越利于吸收，氨的碱性强于钙基吸收剂。而且使用氨水作 为脱硫吸收剂
2、，还可以有效的降低 NOx的排放。石灰石浆液吸收二氧化硫需要先有一个固-液反应过程，即固相的石灰石（CaCO先酸溶于亚硫酸，生成亚硫酸氢钙 Ca（HSO2；而氨吸收烟气中的二氧 化硫是反应速率极快的气-液或气-汽反应过程， 可以比较容易地达到很高的脱 硫效率。由于氨的化学活性远大于石灰石浆， 吸收塔循环喷淋量可以降至石灰石 -石膏法的1/51/4，脱硫塔循环喷淋的动力消耗远低于石灰石-石膏法。石灰石-石膏浆液系统一旦pH值发生比较大的波动，很容易结垢并难以清 除。而氨法副产品一硫酸铵的水溶性极好，其吸收液循环系统简单、工艺操作稳定性优于石灰石-石膏法的浆液系统。系统启停快速，维护简单，占地面积
3、小。氨-硫铵法工艺中的氯离子可以和氨结合生成氯化铵（化肥）随副产品一并 排出，补充加入的新鲜水仅用于烟气的增湿降温，因此氨法脱硫是一个完全闭路 循环的吸收系统，其间不需要排放废水。燃用高硫煤（硫含量2%时，氨法脱硫装置在不需要改造，不增加投资和 运行费用的情况下可取得更好的效益，而石灰石 -石膏法由于适应性有限，需要 增加相应投资和运行费用，煤种的选择必须控制在设计范围内。采用氨法脱硫装置可为电厂提供广泛的燃料选择余地。 目前市场上低硫煤价 格普遍高于高硫煤，高价值脱硫副产品的销售，使得这些高硫煤不仅对环境无害 而且具有经济吸引力。脱硫副产品硫酸铵可以制作成高效的复合化肥，变废为宝，化害为利，
4、防止 二次污染。硫酸铵的销售收入基本上可冲抵脱硫剂的消耗费用，燃用高硫煤时可 为电厂带来盈利。如果脱硫装置配套的是合成氨企业的热电厂，则氨法的优越性将得到充分发挥。以氨为碱性脱硫剂，吸收SO的原理为：SQ+ xNH+ H2O= (NH4)xH2-xSQx=1.02.0。当x=1.0 ,相当于1分子氨结合1分子SO,形成亚硫酸氢氨; 当x=2.0，相当于2分子氨结合1分子SO,形成亚硫酸铵。在气相中，SO和NH主要按下述反应进行：SO+ NH+ HO= NHHSO(2)2、工艺流程介绍：3、我公司氨法脱硫的特点目前，国内很多简易的氨法脱硫装置，不考虑系统水平衡和副产品回收，随 意排放废水，形成二
5、次污染。系统较为完整的氨法脱硫装置也大多存在两个方面 的问题。一些氨法脱硫技术直接采用碱性氨水喷淋(或加氨位置不当)，导致烟气排放时夹带大量游离氨，脱硫剂消耗量大，运行成本高，副产品回收率低；另 一些则采用外加热蒸发结晶的副产品回收工艺，存在流程复杂、投资高，能耗大的问题。我公司独家研制开发的“ FCL氨/硫、硝酸铵烟气脱硫技术”，其吸收液中 游离氨接近零，吸收剂利用率高，从而大大地降低了原料氨的消耗；同时充分利 用进口烟气的热能对接近饱和状态的硫酸铵溶液进行加热蒸发、浓缩、结晶，不 需外加热能，达到节能之目的。与石灰石-石膏湿法和循环流化床半干法脱硫工艺相比， 氨-硫、硝酸铵脱硫 系统是一个
6、稳定的气液反应系统，系统阻力小；脱硫效率高（95%;启动与退出运行，快速简便；副产品是利用价值较高的硫酸铵。根据脱硫工艺选择的原则：“工艺成熟、运行稳定、脱硫效率高、投资省、 运行费用低、无二次污染”，推荐采用 FCL氨-硫、硝酸铵烟气脱硫工艺技术。4、系统组成：因贵公司燃煤含硫量低，结合当前环保局势，建议贵公司按照氨法脱硫整 套系统考虑布置，后期根据需要增加氨法脱硫后处理既分离系统和回收系统。本工程设置一套烟气脱硫系统，包括烟道、浓缩塔、脱硫、硝塔等脱硫系统 部分；氨水储罐、氨水泵、工艺水罐、工艺水泵等公用系统部分；结晶蒸发器、 冷却结晶槽、离心分离机、滤液槽等产品分离系统部分；以及流化床干
7、燥机、蒸 汽空气加热器、干燥风机、水冷螺旋、包装及等产品回收系统部分。（1）流程说明140C的热烟气进入预洗涤塔（即浓缩塔），与来自脱硫塔的硫酸铵溶液并 流接触，烟气被绝热饱和而被冷却到70C80C进入脱硫塔，同时，由于硫酸铵溶液中水的蒸发而浓缩。因此，在预洗涤塔和脱硫塔中，烟气的余热得到充分 有效的利用，而不必使用大量的外供蒸汽对吸收液进行蒸发浓缩后取得硫酸铵结 晶。预洗涤塔循环液的PH较低，对SO只是预吸收，其作用主要是烟气降温除 尘，吸收液浓缩。脱硫、硝塔为逆流喷淋式吸收塔，上部布置了三层喷嘴。烟气自下而上流过喷淋吸收区，经洗涤脱硫、除雾后排出吸收塔。在脱硫塔内，根据喷淋液的PH自 动调
8、节加入的液氨量，使SQ吸收液的PH值较高，从而利于SQ的吸收。在吸收 塔喷淋层上方布置有两级除雾器，分离收集喷淋吸收后的烟气中夹带的绝大部分 雾滴，烟气出口雾滴含量v 75mg/Nm每层除雾器上下安装喷淋水管，通过定期 冲洗，去除除雾器表面上的沉淀物，补充因烟气饱和而带走的水份，维持塔底循 环液的液位，喷水量与塔底循环液液位联锁。本工程烟气脱硫技术为氨法湿式烟气脱硫，脱硫剂采用 20%勺氨水，为了保 持系统的水平衡，系统中要采用加注液氨的方式补充脱硫剂。 SCO与氨反应后生 成亚硫酸铵,亚硫酸铵就地强制氧化为硫酸铵，硫酸铵浆液经回收处理后作为制 作复合化肥的原料。（2）工艺原理1）锅炉排烟通过
9、充满脱硫剂喷淋液的吸收塔2）热烟气与脱硫剂在吸收塔内接触并传质传热3）SO被脱硫剂吸收并转化为亚硫酸铵和硫酸铵4）通过浓缩塔预洗涤控制最佳反应温度5）向脱硫塔喷淋层合适位置补充新鲜氨水（液氨），恢复脱硫浆液的SO吸 收功能。6）向脱硫塔持液槽内鼓入空气，强行将副产物氧化，并取出部分浆液输送 到副产物分离、回收系统。（3）技术特点1）脱硫效率高：在液汽比为 2.5时，脱硫效率就可达98%以上；2）运行费用较低，为石灰-石膏工艺的40%左右；3）工艺流程简单，系统设备少，为石灰-石膏工艺的20%-30%且转动部 件少，提高了系统的可靠性，降低了维护和检修费用；4）占地面积小，为石灰-石膏工艺的20
10、%-40%且系统布置灵活，非常适 合现有机组的改造和场地紧缺的新建机组；5）能源消耗低，如电耗、水耗等为石灰-石膏工艺的30%-40%6）能有效脱除SQ氮氧化物、氯化物和氟化物等有害气体；7） 对锅炉负荷变化的适用性强，负荷跟踪特性好，启停方便，可在40%负 荷时投用，对基本负荷和调峰机组均有很好的适用性；8）对燃煤硫分的适应性强，可用于 0.3%6.5%的燃煤硫分。且应用于中高 硫煤（2%）时，副产物价值可以超过运行成本，其经济性非常突出；9）通过科学设计，使系统完全做到水平衡，无脱硫废水排放，不会造成二次污染；（4）烟气系统整个FGD烟气系统的压降约10001200Pa,由位于FGD系统上
11、游的增压风 机提供，使整个FGDS统为正压操作，同时避免引风机可能受到的低温烟气的腐 蚀，保证引风机及整个FGDS统长期安全运行。从锅炉来的原烟气，由增压风机通过钢烟道引至脱硫系统，经过原烟气挡板,烟气进入预洗涤塔（浓缩塔），烟气经降温除尘后进入脱硫塔进行脱硫反应。 在预洗涤塔（浓缩塔）内，烟气与循环喷淋的硫酸铵溶液进行热交换，烟气温度下降至70C后进入脱硫塔；同时，硫酸铵溶液吸热、蒸发，进而达到浓 缩的目的，硫酸铵浓度达过饱和状态。在脱硫塔内烟气与循环浆液充分接触反应脱除其中的 SQ,烟气温度进一步 降低至饱和温度52T左右。脱硫后的净烟气经过净烟气烟道、 净烟气挡板通过原 有烟囱排放到大气
12、中。为了将烟气脱硫系统与锅炉系统分离开来，脱硫系统在整个烟气系统中设置有烟气挡板门，其中设置电动执行机构， 以保证旁路挡板的快速开启。当脱硫 系统正常运行时，旁路挡板关闭，原烟气挡板和净烟气挡板开启，原烟气汇合后 通过原烟气挡板后进入FGD装置进行脱硫反应。在要求关闭烟气脱硫系统的紧急 状态下，旁路挡板自动快速开启，原烟气挡板和净烟气挡板自动关闭。 烟道均采 用普通钢制矩形烟道（或圆形烟道），脱硫塔入口前的原烟气段烟道由于烟气温 度较高，无需防腐处理。脱硫塔出口后的净烟气烟道由于烟气温度已降至 52C左 右，接近酸露点，因此考虑采用玻璃鳞片树脂涂层。与钢烟道和脱硫塔不同，挡板门的防腐措施，主要
13、靠正确选用金属材料来 保证。（5）烟气脱硫系统吸收剂储备供给系统本烟气脱硫系统所用的吸收剂为氨水。设置氨水储罐，氨水由罐车输送至界区氨水贮罐内贮存，通过液氨水泵向脱硫塔循环浆液中补充脱硫系统所消耗的 吸收剂。氨水加入量根据脱硫塔循环浆液的 pH值控制。（6）反应塔和吸收系统原烟气首先进入预洗涤塔（浓缩塔），与来自脱硫塔的硫酸铵溶液并流接触，烟气被绝热降温到70C后进入脱硫塔。同时，由于硫酸铵溶液中水的蒸发， 硫酸铵溶液将会被浓缩，使得烟气的余热在预洗涤塔中得到充分有效的利用。预洗涤塔（浓缩塔）循环浆液的PH较低，PH值一般在5以下，因此对SO只 是预吸收，其主要作用是烟气降温、洗涤，硫酸铵浆液
14、的浓缩，分离系统的硫酸 铵浆液从预洗涤塔（浓缩塔）取出，其中含有少量硫酸铵结晶和少量烟尘，被送 往硫铵分离系统。当循环吸收液的PH在4.27.0之间时，溶液中游离的氨和SO 浓度都很低，几乎可以忽略不计，当PHC 5以下的预洗涤塔取出液不存在氨的逸出问题。烟气进入脱硫塔进行脱硫反应。氨水/亚硫酸铵/硫酸铵浆液通过三个喷淋 层的雾化喷嘴，向脱硫塔下方成雾罩形状喷射，形成液雾高度叠加的喷淋区，下 降的浆液雾滴与上升的烟气形成逆向流，烟气与喷淋的浆液在气液相接触界面产 生化学反应，SO气体被大量吸收，使烟气得到净化。同时，烟气中包含的大部 分的固体尘粒也被洗涤分离。经净化的烟气再连续流经两层波浪型除
15、雾器除去所 含浆液雾滴。在每层除雾器的前后分别布置了清洗喷嘴，清洗喷淋水将带走除雾器顺流面和逆流面上的固体颗粒， 防止除雾器结垢，同时补充原烟气增湿带走的 水分，以维持脱硫塔氧化池的液位。经脱硫吸收后的浆液落入塔底的脱硫塔氧化 池中，通过循环泵将浆液池中的浆液送至塔上部的喷嘴层再喷淋脱硫。浆液经系列分配管上连接的喷嘴向下喷出粒径细小、 化学反应活性高的浆液雾，对由下向 上流过脱硫塔的含硫烟气进行洗涤。在烟气与脱硫浆液逆流接触、洗涤过程中， SQ被浆液吸收，并发生如下总反应：SO+ 2NH+HQ=(NH2SQSQ+(NH) 2SQ+ H2Q =2NHHSQNH+NHHSO=(NH4)2SQ在塔底氧化池内，亚硫酸铵被鼓入的氧化空气氧化成硫酸铵：2(NH) 2SG+Q=2(NH)2SQ脱硫塔按逆流式喷淋吸收塔设计，塔底部为氧化池，上部布置了三层循环喷淋层。烟气自下而上流过喷淋吸收区，经洗涤脱硫、除雾器除雾后排出吸收塔。脱硫塔的氧化池内循环吸收液pH控制在5.56.5之间。根据喷淋液的pH, 自动调节加入氨水的量，使SQ2吸收液的PH值较高，而氧化池内液体的PH值较 低。控制脱硫塔循环吸收液的浓度在一个较低的水平上，以保证有足够的吸收效率。脱硫塔按适宜的液气比设计，内部设置有钢结构，采用玻璃鳞片树脂内衬 防腐。由于烟气中含有大量
