脱硫脱硝氨法方案

3×75t/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

2

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，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

3）先酸溶于亚硫酸，生成亚硫酸氢钙Ca(HSO

3

)

2

；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1/5～1/4，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，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

2

的原理为：

SO

2＋xNH

3

＋H

2

O＝(NH

4

)xH

2

-xSO

3

(1)

x=1.0~2.0。当x=1.0，相当于1分子氨结合1分子SO

2，形成亚硫酸氢氨；当x=2.0，相当于2分子氨结合1分子SO

2

，形成亚硫酸铵。

在气相中，SO

2和NH

3

主要按下述反应进行：

SO

2＋NH

3

＋H

2

O＝NH

4

HSO

3

(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

～140℃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70℃～80℃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

只是预吸收，其作用主要是烟气降温除尘，吸收液浓缩。

发浓缩后取得硫酸铵结晶。预洗涤塔循环液的PH 较低，对SO

2

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 自动调节加入的液氨量,使SO

2吸收液的PH 值较高，从而利于SO

2

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＜75mg/Nm3。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%的氨水，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。SO

2

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

2

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

2

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%～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SO

3

、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；