氨法脫硫工藝是采用氨作為吸收劑除去煙氣中的SO2的工藝,該工藝過程一般分成三大步驟:硫吸收、中間產(chǎn)品處理、副產(chǎn)品制造。氨法脫硫?qū)γ褐辛蚝康倪m應(yīng)性廣,低、中、高硫含量的煤種脫硫均能適應(yīng),特別適合于中高硫煤的脫硫。采用石灰石/石膏法時,煤的含硫量越高,石灰石用量就越大,費用也就越高;而采用氨法時,特別是采用廢氨水作為脫硫吸收劑時,由于脫硫副產(chǎn)物的價值較高,煤中含硫量越高,脫硫副產(chǎn)物硫酸銨的產(chǎn)量越大,也就越經(jīng)濟。
氨法脫硫存在的問題
1、氨逃逸
這里所述的氨逃逸專指氣態(tài)氨隨煙氣排出脫硫裝置的現(xiàn)象。在氨法脫硫工程中,通常造成氨逃逸的主要原因是脫硫循環(huán)液中游離氨含量高。氨是極易揮發(fā)的物質(zhì),常溫常壓下氨是氣體。所以在氨法脫硫的工程中需要將氨的濃度和溫度降到盡量低。脫硫所需要的氨是由脫除煙氣中的二氧化硫的量所決定的,所以為了使吸收液中氨的濃度降低,只能加大吸收液的循環(huán)量,同時,吸收液溫度降低。
另外,亞硫酸銨氧化率低也是造成氨逃逸嚴重的另一個原因。脫硫生成的亞硫酸銨是不穩(wěn)定的化合物,如果不及時氧化成穩(wěn)定的硫酸銨,容易分解成二氧化硫和氨,造成排放煙氣中二氧化硫升高同時氨逃逸加劇。
2、氣溶膠
在氨法脫硫方法中,所謂氣溶膠是指氣態(tài)酸性氧化物在一定條件下與氣態(tài)氨反應(yīng),生成相應(yīng)的極細的銨鹽固體微粒,如同煙塵漂浮在氣體中。根據(jù)生成氣溶膠氧化物的酸性程度,可以分為弱酸性氣溶膠和強酸性氣溶膠,主要是亞硫酸銨和硫酸銨。
氨法脫硫的工程越來越多,規(guī)模越來越大,人們注意到所謂的“白煙”問題,主要是氣溶膠的原因。在氣態(tài)氨和水存在的條件下與煙氣中的二氧化硫和三氧化硫反應(yīng)生成了硫酸銨和亞硫酸銨固體微粒,不容易除去。
石灰石-石膏法脫硫工程中也出現(xiàn)了氣溶膠問題,尤其是安裝了脫硝裝置的工程,會出現(xiàn)“藍煙”、“黃煙”現(xiàn)象。不過這種氣溶膠是硫酸酸霧,與硫酸銨氣溶膠有區(qū)別。
如何解決“氨逃逸”和“氣溶膠”?
1、選擇合理的液氣比
氨逃逸和氣溶膠的形成與液氣比關(guān)系密切,從抑制氣溶膠的角度考慮,選擇較大的液氣比可以將液相游離氨含量控制的很低,也使氣相氨的含量很低,這樣就抑制了氣溶膠的生成。美國Marsulex公司主張液氣比在10以上,這是經(jīng)過*研究的結(jié)論,應(yīng)該具有很高的參考價值。目前國內(nèi)氨法脫硫液氣比取5—10。
2、氨水濃度
避免脫硫過程中生成氣溶膠的措施是將脫硫區(qū)域氣態(tài)氨含量降低,由氣液平衡得知,氨水的濃度降低可以有效的降低氣態(tài)氨的濃度。一般工業(yè)上氨濃度控制在10%—20%。
3、設(shè)置氨回收段
在脫硫塔吸收段上方設(shè)置一個氨回收段,對于減少氨逃逸有一定效果。噴淋水會與上升的脫硫后煙氣逆向接觸,煙氣中的氨被噴淋水吸收。脫硫塔吸收段與氨回收段之間由橫斷塔體的隔板隔開,隔板上裝有升氣帽。噴淋水清洗后下落到隔板上方,經(jīng)管道流回噴淋罐。沖洗后的水可以作為脫硫塔補充水落入塔循環(huán)漿液,而噴淋水用新鮮水補充,以此降低氨濃度。
4、脫硫塔進口噴水
脫硫塔煙氣進口區(qū)域或者進口煙道布置水噴淋設(shè)施,三氧化硫等強酸性氧化物都是極易溶于水的,噴水可以使這些氧化物迅速溶于水,從而避免氣溶膠的產(chǎn)生。
5、脫硫塔出口高效除塵除霧裝置
經(jīng)過脫硫的煙氣含有大量霧滴,霧滴由漿液液滴、凝結(jié)液滴和塵顆粒組成,當這部分煙氣進入高效除塵除霧器,高效除塵除霧器筒內(nèi)加設(shè)的氣旋板使脫硫氣旋轉(zhuǎn)起來,在氣旋器上方形成氣液兩相的劇烈旋轉(zhuǎn)及擾動,從而使得煙氣中的小液滴、粉塵顆粒、氣溶膠等微小顆粒物相互碰撞團聚凝聚成大液滴,其與氣旋筒壁碰撞,并被氣旋筒壁捕獲吸收,捕獲的液滴進入多級氣旋設(shè)置的一個桶內(nèi),脫硫后的煙氣可以達到國家標準直排。
濕法脫硫中,氨法脫硫是投入產(chǎn)出比比較高的,與此同時其技術(shù)難度、工藝復(fù)雜程度也是比較高的。氨法脫硫塔內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,沒有相當程度的化工工程經(jīng)驗難以保證脫硫塔有效、穩(wěn)定運行。明晟環(huán)保在燃煤煙氣脫硫技術(shù)上,采用了二元結(jié)構(gòu)多功能一體化脫硫塔及雙區(qū)位雙循環(huán)的脫硫工藝設(shè)計。在保證出口凈煙氣達到超低排放標準的同時,采用復(fù)合高分子軟吸附凝并技術(shù),該技術(shù)以高分子復(fù)合材料為載體,此種載體具有大比表面積、憎水性等特點。煙氣進入凈化前其夾帶的為吸收循環(huán)液,循環(huán)液中含有鹽類晶體顆粒。進入凈化段后,凈化水將循環(huán)液液滴替換為水滴或含有低鹽類晶體的液滴,這部分微小液滴經(jīng)過載體時,互相凝并為大液滴,由于載體還具有憎水性,大液滴無法停留在載體上累積,在重力作用下返回至脫硫塔內(nèi)隨循環(huán)液帶出。
通過這種技術(shù)能夠確保凈煙氣出口含塵量≤5mg/Nm³,液滴攜帶量≤50mg/Nm³,有效的克服了氨法脫硫技術(shù)存在的氨逃逸和氣溶膠生成的難題。