氨法烟气脱硫脱硝的技术特征
电子束氨法烟气脱硫脱硝技术特点及原理精讲
目前，电子束氨法烟气脱硫脱硝技术是我国的核心技术，代表了我国烟气脱硫技术未来的发展方向。
这项技术在我国环保领域得到了相当大的重视，目前，很多环保企业都在运用这项技术。
该技术利用电子加速器产生的电子束辐照含二氧化硫和氮氧化物的烟气，同时投加氨脱除剂，实现对烟气中二氧化硫和氮氧化物脱除。
EA-FGD技术实现了硫氮资源的综合利用和自然生态循环。
一、工艺原理EA-FGD 技术是利用~1MeV的电子束对经过降温增湿的烟气进行辐射，使烟气中的O2、N2、H2O 等成分生成多种强氧化性自由基OH、N、H2O、O和H等，氧气烟气中的SO2和NH4NO2。
二、技术特点(1) 不产生废水、废渣等二次污染物，避免了其它脱硫技术处理废水和固体废弃物的建设投资和运行费用。
(2)高效率脱硫脱硝一体装置，能同时脱除烟气脱销工艺中95%以上的二氧化硫和高达70%的氮氧化物，无需另建脱除氮氧化物的装置，节省占地。
(3)是一种较为经济的烟气脱硫脱硝方法，更适用于高硫煤机组脱硫，煤炭含硫量越高运行费用越低。
如果计算副产物收益及使用高硫煤节约费用，其运行费用极低甚至可以抵消运行费用。
(4) 副产物是硫酸铵和硝酸铵，可用作优质化肥，实现了氮硫资源的综合利用和自然生态循环。
(5) 烟气变化的负荷跟踪能力强，能在数分钟内自动调整装置系统的工作状态，满足电站调峰和机组工况变化范围宽等情况的需要。
三、烟气脱销工艺流程EA-FGD技术采用烟气调质、加氨、电子束辐射和副产物收集的工艺流程，装置主要由烟气调质塔、电子加速器、副产物收集器、氨站、控制系统和辅助装置构成。
烟气通过烟气调质塔调节烟气的温度和湿度，然后流经反应器，在反应器中，烟气中SO2和NO2在电子加速器产生的电子束作用下，同NH3反应得到去除。
副产物收集器收集生成的硫酸氨和硝酸氨微粒，净化后烟气经由原烟囱排放，整个装置在DCS控制系统的管理下工作。
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烟气脱硫脱硝技术介绍
烟气脱硫脱硝技术介绍为了控制SO2污染，防治酸雨危害，加快我国烟气脱硫技术和产业发展已刻不容缓。
国家烟气脱硫工程技术研究中心对多种烟气脱硫脱硝技术进行了研究开发，主要包括：1、磷铵肥法（PAFP）烟气脱硫技术磷铵肥法（Phosphate Ammoniate Fertilizer Process，简称PAFP），是我校和四川省环科院、西安热工所、大连物化所等单位共同研究开发的烟气脱硫新工艺（国家“七五”（214）项目新技术083号）。
其脱硫率≥95％，脱硫副产品为氮硫复合肥料。
此技术的特点是将烟气中的SO2脱除并针对我国硫资源短缺的现状，回收SO2取代硫酸生产肥料，在解决污染的同时，又综合利用硫资源，是一项化害为利的烟气脱硫新方法。
而且该技术已于1991年通过国家环保局组织的正式鉴定，获国家“七五”攻关重大成果奖，四川省科技进步二等奖等多项奖励。
2、活性炭纤维法（ACFP）烟气脱硫技术活性炭纤维法（Activated Carbon Fiber Process，简称ACFP）烟气脱硫技术是采用新材料脱硫活性炭纤维催化剂（DSACF）脱除烟气中SO2并回收利用硫资源生产硫酸或硫酸盐的一项新型脱硫技术。
该技术脱硫率可达95％以上，单位脱硫剂处理能力会高于活性炭脱硫一个数量级以上（一般GAC处理能力为102Nm3/h.t，而ACF可达104Nm3/h.t）。
由于工艺过程简单，设备少，操作简单。
投资和运行成本低，且能在消除SO2污染同时回收利用硫资源,因而可在电厂锅炉烟气、有色冶炼烟气、钢铁厂烧结烟气及各种大中型工业锅炉的烟气SO2污染控制中采用,改善目前烟气脱硫技术装置“勉强上得起，但运行不起”的状况。
该烟气脱硫技术按10万KW机组锅炉机组烟气计，装置投资费用3500万，年产硫酸3万～4万吨。
仅用于全国高硫煤电厂脱硫每年约可减少SO2排放240万吨，副产硫酸360万吨，产值可达数十亿元。
该技术已获国家发明专利，并已列入国家高新技术产业化项目指南。
科技成果——氨法烟气脱硫技术
科技成果——氨法烟气脱硫技术成果简介氨法烟气脱硫技术具有脱硫效率高、无二次污染、可资源化回收二氧化硫等特点，具有满足循环经济要求等优势。
其主要原理是以氨基物质（液氨、氨水、碳铵、尿素等）作吸收剂，在吸收塔内，吸收液与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫（SO2）与吸收液中的氨进行化学反应而被脱除，吸收产物被鼓入的空气氧化后最终生成脱硫副产物硫酸铵，硫酸铵经干燥、包装后，得到水分<1%的商品硫酸铵。
国际上，氨法脱硫于20世纪70年代首次应用。
在我国，氨法脱硫技术首先用于硫酸行业，主要用于制酸尾气的吸收治理。
在烟气脱硫领域，氨法的发展较迟。
近年来，随着合成氨工业的不断发展以及氨法脱硫工艺自身的不断改进和完善，我国氨法脱硫技术取得了较快的发展，在氨逃逸控制、高硫煤的脱硫效率、氨的回收利用率等多方面实现突破，并已建成工程案例。
该技术脱硫效率一般为95%-99.5%，能保证出口SO2浓度在50mg/Nm3以下，单位投资大致为150-200元/kW，运行成本一般低于1分/kWh。
该技术成熟、稳定，脱硫效率高，投资及运行费用适中，装置设备占地面积小。
适用于燃煤锅炉烟气脱硫。
该技术燃煤硫分适应强，可用于0.3%-8%甚至更高的燃煤硫分，且应用于中、高硫煤时经济性更加突出，煤的含硫量越高，副产品硫酸铵产量越大，脱除单位SO2的运行费用越低；同时锅炉也因为使用中、高硫煤使得成本降低；环保效益、经济效益一举两得。
典型案例案例名称2×135MW机组烟气脱硫改扩建工程技术开发单位江苏新世纪江南环保股份有限公司项目概况本项目现有两台135MW发电机组，燃用百色地区混煤，烟气中SO2含量设计值达7684mg/Nm3。
本工程采用塔顶烟气直排、塔内饱和结晶工艺，外购液氨为吸收剂，产品为硫酸铵化肥。
本工程采用EPC模式建设，于2008年6月6日开始脱硫装置的建设，2009年8月14日一次性通过168小时试运行考核。
主要工艺原理（1）技术原理本工程采用氨法脱硫工艺，以液氨作吸收剂，脱除烟气中的SO2并回收副产物硫酸铵化肥。
烟气脱硫、脱硝技术特点和监察要点
3. 石灰石－石膏湿法脱硫
3.1 脱硫原理
石灰石—石膏湿法烟气脱硫采用石灰石浆液 做为反应剂，与烟气中的SO2发生反应生成亚硫酸 钙（CaSO3），亚硫酸钙CaSO3与氧气进一步反应 生成硫酸钙（CaSO4）。其脱硫效率和运行可靠性 高，是应用最广的脱硫技术。
2CaCO3+2SO2+O2+4H2O <==> 2CaSO4·2H2O+2CO2
–关闭旁路挡板运行不仅是控制SO2排放的措施，也是 保证脱硫装置安全稳定长期运行的重要措施。
旁路挡板运行的判断
1、从增压风机入口判断旁路挡板是否关闭
增压风机入口负压，一般应在－150～－300pa；（一般情况下锅炉引风 机出口压差在0～150pa、烟囱入口在－200～－250pa）
2、从挡板门密封风机运行状况判断旁路挡板是 否关闭
名
称
湿
法
干法/半干法
喷雾干燥法
炉内喷石膏湿法 烟气循环流化床技术 熟石灰喷雾干燥法 炉内喷钙法 海水脱硫法 氨—硫铵法
加热再生吸附 洗涤再生吸附 分子筛吸附法 电子束/电晕法
活性焦加热再生吸附法
通俗定义：
湿 法：吸收剂和副产物均为湿态。 干 法：吸收剂和脱硫副产物为干态。不管反应中间
前言
“十二五”期间，国家在现有化学需氧量、二氧 化硫减排约束性指标的基础上增加了氨氮和氮氧化 物两项指标。
我省“十二五”大气污染减排总体目标为：到 2015年，全省主要污染物二氧化硫、氮氧化物排放 总量分别比2010年减少2.7%和6.9%。完成污染减排 任务压力增大，任务更加艰巨。
由于电厂等企业耗煤量大，烟气排放量大，因此， 对电厂等大型燃煤企业脱硫、脱硝的环境监管尤为 重要。
氨法烟气脱硫技术综述
氨法烟气脱硫技术综述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 、Krupp 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( PPCP 法) EBA 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、HO2 等多种活性粒子和自由基。
脱硫脱硝氨法方案_1
2×75t/h锅炉烟气炉外氨法脱硫、硝装置技术方案二〇一五年七月二日.学习帮手.1、氨法工艺介绍氨法烟气脱硫，脱硝技术是采用氨水作为脱硫，脱硝吸收剂，与进入吸收塔的烟气接触混合，烟气中的NOx，SO2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，氮氧化物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，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（CaCO3）先酸溶于亚硫酸，生成亚硫酸氢钙Ca(HSO3)2；而氨吸收烟气中的二氧化硫和氮氧化物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，脱硝效率。
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1/5～1/4，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—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，脱硝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，脱硝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。
氨法烟气脱硫技术优势分析
氨法烟气脱硫技术优势分析发表时间：2016-09-12T15:25:59.573Z 来源：《基层建设》2015年29期 作者： 陈凤丽[导读] 本文着重阐述了目前国内几种技术比较成熟的锅炉烟气脱硫技术各自的特点及其间的差异，对于电力、化工烟气脱硫项目顺利完成建设、减少投资、选择正确的脱硫方案具有重要的意义。
南京力准自动化科技有限公司 江苏南京 201100摘要：本文着重阐述了目前国内几种技术比较成熟的锅炉烟气脱硫技术各自的特点及其间的差异，对于电力、化工烟气脱硫项目顺利完成建设、减少投资、选择正确的脱硫方案具有重要的意义。
关键词：氨法；石灰法；石灰石法；节能减排1.概述“十一五”以来，各级政府非常重视节能减排工作，从中央到地方再到企业层层签订了节能减排目标责任状，限期限量完成节能减排目标。
2007年4月27日温家宝总理召开全国节能减排工做电视会议后，各地政府相应出台了一系列政策措施，强化节能减排监督管理。
做好烟气脱硫项目已经成为各大重点污染源企业生存发展的前提。
在此种背景下，选择可靠、稳定、节约、高效的脱硫方案，显得尤为重要，本文就脱硫技术问题对目前国内几种比较成熟的脱硫技术进行比较分析。
2．几种脱硫方法的优劣比较目前国内脱硫方法有多种，技术比较成熟的有石灰石法（湿法）、石灰法（干法）、氨法（湿法）等，结合实际情况分析，它们各有优劣。
（1）、石灰法（干法）。
目前采用石灰干法脱硫方式的电厂对脱硫灰均未得到有效开发利用，按2×135MW 机组（二氧化硫及烟尘排放浓度见表1）计算，脱硫灰量每年排出达8.69万吨，而目前各厂灰渣库已爆满为患，仅堆放售剩灰渣就已非常吃力，若再堆放脱硫灰则是难上加难；而新建的砖厂近几年能为灰渣库解困就算不错，再指望它能为脱硫副产品做贡献就勉为其难了，所以脱硫后的副产品处置将成为难题。
表1项目单位设计煤种备 注脱硫系统入口烟气SO 2浓度mg/Nm 37684标态，干基，6%O 2脱硫系统入口烟气含尘浓度mg/Nm 3130标态，干基、6%O 2另外，根据考察了解，目前干法脱硫效率最高只能达到90～93%，按二氧化硫排放浓度达7500～6720 mg/Nm3计算，93%脱硫率后出口浓度仍有470 mg/Nm3以上，超过国家排放标准400 mg/Nm3。
氨法脱硫工艺技术特点
氨法脱硫工艺技术特点1．SO2的高效吸收、严密的氨雾控制技术：根据SO2吸收的基本原理，(NH4)2SO3和N H3对SO2均具有较强的化学吸收作用，但NH3在溶液中的NH3平衡分压大，而(NH4)2SO3的分解NH3平衡分压小。
本项设计在S O2吸收上既要保证高的吸收效率，又要保证NH3逸出少，减少氨耗。
操作工艺以及设备上，主要利用(NH4)2SO3的吸收功能，补充氨是作为吸收剂的再生原料。
吸收过程和吸收剂的再生过程形成如下循环：在洗涤吸收塔分三段布液：第一段以(NH4)2SO3、NH4HSO3为主体浓度高的吸收液最大限度吸收SO2；第二段以喷淋以含(NH4)2SO4为主体的氧化液，该溶液含一定量NH4H SO3、(NH4)2SO3，能吸收第一段吸收剩余的SO2，并捕集上升气体中夹带液滴；第三段除雾器（塔气体出口前）喷淋系统补水（工艺水），进一步洗涤烟气中夹带的微量NH3雾（NH3的平衡分压极低），并防止除雾器阻塞。
各级吸收液严格控制不同的工艺参数，达到较好的吸收率和保证了NH3逸出最低。
这一高效吸收工艺及塔设备在云维股份等多个工程上实施，排放烟气中的SO2浓度＜20mg/Nm3，NH3浓度＜20mg/Nm3。
该吸收工艺及塔设备具有很好的操作弹性，吸收工艺具有自适应调节控制的的特点，能满足烟气量、烟气SO2浓度频繁大幅度变化及烟气温度变化时的高效脱硫与除尘，允许烟气量负荷波动30%～120%、SO2浓度0～7500 mg/Nm3，烟气温度在＜200℃下的波动。
2 吸收产物亚硫酸铵高效氧化设备：吸收SO2产生的亚盐氧化率是保证产品质量、减少氨耗、防止后序产品干燥过程亚盐分解恶化生产环境造成二次污染的关键。
氧化系统使亚盐氧化率＞98%，甚至达99%以上。
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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232006年4月 电 力 环 境 保 护 第22卷 第2期优先反应,只要反应条件控制得当,不会与其他物质化合。
2.1.2 均相反应氨无论是以液态还是以气态参与反应,同硫氧化物、氮氧化物之间都呈均相反应;而钙质脱硫剂无论是以粉状还是以浆状投入,同反应物之间均是异相反应,反应仅在其表面进行,反应产物封闭表面后,颗粒内部成分很难得到利用,即使延长反应时间,也仅能获得在扰动中颗粒破碎的好处。
这种情况也不能用催化剂加以改善。
从反应动力学上看,二者在反应速率、反应进行完全程度上相差数个数量级。
2.1.3 充分循环氨水在脱硫脱硝工艺过程中可以不断循环,只有反应完成的产物(硫酸铵)才移出系统。
从实际经验来看,氨法脱硫脱硝工艺中氨的利用率可达90%以上,脱硫效率在90%以上、脱硝效率在80%以上。
2.2 脱硫剂用量小无废渣废水 从反应物质的量来看,吸收1m ol的S O2,需2 m ol的NH3。
商品液氨的纯度近似达到100%,因此脱硫剂利用率高,脱硫产物量少,易处理。
氨法与钙脱硫对比见表1。
从反应生成物看,等摩尔的CaS O4虽只略重于(NH4)2S O4,但钙脱硫剂中的大量杂质和未能有效参与反应的成分必须作为废渣处理,由CaC O3产生的大量C O2也是污染物。
表1 吸收同量S O2的反应物和反应产物项 目S O2NH3CaO Ca(OH)2CaCO3(NH4)2S O4CaS O4CO2摩尔数12111111质量1/t10.5310.875 1.156 1.563 2.063 2.1250.688质量2/t---1.750 2.312 3.126---质量3/t-0.590------质量4/t-- 3.500 4.624----质量5/t--8.75011.56015.630--- 注:质量1是吸收1t二氧化硫实际参加反应的量;质量2是计算脱硫剂中杂质后的量;质量3是利用率90%时的量,仅氨法有此利用率;质量4是利用率50%时的量,对应于湿法钙脱硫工艺;质量5是利用率20%时的量,对应于炉内喷钙法和类似工艺。
每吸收1t S O2,需NH30.59t;若采用炉内喷钙工艺并以石灰石粉作脱硫剂,需石灰石粉15.63t。
后者是前者的26.5倍。
改用石灰或熟石灰后,情况有所改善,但还相当于氨用量的14.8倍和19.6倍之多。
若采用钙利用率较高的湿法脱硫工艺,生石灰和熟石灰的用量分别是氨用量的5.9倍和7.8倍。
将上述情况放大为一个年烧煤100万t的电厂考察:设煤硫分为2%,其中20%的硫被燃煤灰分本身吸收固定。
为了使烟气中的二氧化硫浓度降到国家允许排放标准,还需要脱除50%的二氧化硫,具体量是1万t,氨法工艺需要氨0.59万t;石灰浆湿法工艺需熟石灰4.6万t;炉内喷钙工艺需石粉15.6万t。
从产物看,氨法工艺产生2.06万t硫酸铵,无其他废渣;钙法工艺除了以石灰粉为脱硫剂时有部分转化为二氧化碳排空以外,投入的脱硫剂加上被吸收固定的二氧化硫以及在反应中结合的氧元素,一起成了废渣,即废渣的量大于投入的脱硫剂量。
2.3 氨法工艺的热利用效率高 分别以氨水、石灰、熟石灰和石灰石粉作脱硫剂,吸收1m ol的S O2的焓变如下式所示:2NH3(g)+H2O(1)+S O2(g)+1/2O2→(NH4)2S O4(ag)+543.4k J/m ol(21) CaO(s)+S O2(g)+1/2O2→CaS O4(ag)+520.1k J/m ol(22) Ca(OH)2(s)+S O2(g)+1/2O2→CaS O4(ag)+H2O(1)+454.9k J/m ol(23) CaC O3(s)+S O2(g)+1/2O2→CaS O4(ag)+C O2(g)+341.9k J/m ol(24)可见,以氨为脱硫剂时,热效应最好。
此外,氨剂可达到充分利用,不会无效地带走热量;钙质脱硫剂未有效利用部分(包括其中的杂质和未参加反应的成分)以环境温度进入炉膛或烟道,然后以某一较高温度移出系统,带走大量热能;如果是碳酸钙或氢氧化钙,还将在炉内耗费热能将它们反332006年 雷士文等:氨法烟气脱硫脱硝的技术特征 第2期应转化为氧化钙。
CaC O3(s)→CaO(s)+C O2(g)-179.6k J/m ol(25)Ca(OH)2(s)→CaO(s)+H2O(1)-109.2k J/m ol(26)上述有关热量数值列于表2。
表2 不同脱硫剂吸收单位S O2的焓变和无效热耗脱硫剂ΔHθ/k J・m ol-1未利用物/t未利用物热容/k J无效反应吸热/k J无效热损耗总量/k J80%50%80%50%80%50% 80%50%2NH3543.4--------CaO520.17.9 2.6 3.7×105 1.2×105-- 3.7×105 1.2×105 Ca(OH)2454.910.4 3.4 4.9×105 1.6×105 1.5×107 5.0×106 1.6×107 5.5×106 CaCO3341.914.1- 6.6×105- 2.5×107- 2.6×107- 表2中是不同脱硫剂吸收1m ol二氧化硫的焓变。
2m ol NH3吸收1m ol S O2,产生热量543.4k J。
设投入10kg氨,其中9kg参与反应,生热1.4×105 k J,1kg升温60℃后移出系统,损耗热量252k J,此值比产生的热低3个数量级,可以忽略不计。
表中还列出了使用不同钙脱硫剂每吸收1t二氧化硫所投入的无效未利用物重量,以及这些无效物从炉内带走的热量、无效反应吸热及无效热损耗的总量。
其中碳酸钙的比热容是近似按氧化钙的比热容计算的,因其实际上在炉内转化成了氧化钙和二氧化碳,而二氧化碳的比热容比氧化钙还高。
计算无效物带出热量时,温差也是按60℃计。
每吸收1t二氧化硫达2.6×107k J,已接近1t标煤的热值,炉内喷石灰石粉的工艺造成的无效热损耗最大,比氨法大得多。
2.4 脱硫脱硝一举两得 从(15)、(16)两个反应式可知,转化NO、NO2并不消耗氨本身,氨或亚硫酸铵吸收二氧化硫生成亚硫酸氢铵后失去了脱硫能力,亚硫酸氢铵将氧化氮转化为氮气后,自身又回到亚硫酸铵的形式,重新恢复了对二氧化硫的吸收能力。
因此,在这里,氧化氮在向氮气转化的同时起到了再生脱硫剂的作用,是“一举两得”。