湿式氨法烟气脱硫系统_-标准集团（香港）有限公司

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一、湿式氨法烟气脱硫反应机理及特点 

1、反应机理 

湿式氨法烟气脱硫技术是一种选用氨水或液氨等氨类作为吸收剂，对烟气中存在的SO2气体进行脱除且对副产物硫酸铵进行回收的烟气脱硫技术。其主要反应机理可分成两部分： 

（1）吸收过程：SO2+H20+xNH3=（NH4）xH2-xSO3。采用氨对烟气内的二氧化硫进行脱除，反应形成亚硝酸氢铵中间产品。 

（2）氧化反应：（NH4）xH2-xSO3+1/2O2+（2-x）NH3=（NH4）2SO4。对吸收反应后的非稳定亚硫酸氢铵产物进行氧化处理，形成稳定的硫酸铵，也就是常用硫铵化肥。[1] 

2、技术特点 

（1）可同时进行脱硫脱硝处理：氨法脱硫的吸收剂氨可吸收NOx，脱硫时形成的亚硝酸铵可对NOx实施还原，脱硫与脱硝可同时进行，且脱硝率可达到25%左右；（2）系统经济性高，脱硫系统液气相对较低，功能较少，相比石灰石-石膏法可节省50%的能耗；并且系统设计简洁，工艺流程平滑流畅，氨法脱硫系统装置自身阻力低，所需组件少，系统稳定，节省了维护与检修成本；依据相关实际应用数据可知，相比石灰石-石膏法，该工艺流程总运行费用可节省20%左右；（3）燃煤硫分的高适应性：该工艺可用于处理燃煤硫分在0.4%～8%的烟气，且对中、高硫煤的处理具有更高的经济性，锅炉使用成本也相对降低，具有较高的环保效益和经济效益；（4）实现完全资源化，该工艺可将二氧化硫、氨等制成磷铵、硫酸铵、硝铵等化肥产品或二氧化硫、硫酸等化工产品，生成产物可完全进行再次利用；（5）二氧化碳排放相对保持稳定，无增加，是一类低碳技术；（6）无二次污染，该工艺不排放废气、废渣、废水等，不存在石灰石-石膏法脱硫石膏技术处理的问题；（7）设备小而简单，系统装置不存在废水处理、原料预处理等环节，脱硫副产物工艺处理过程简洁；相比石灰石-石膏法脱硫技术可节省占地一半以上。[2] 

二、湿式氨法烟气脱硫技术优化措施分析 

1、硫酸铵结晶工艺与处理 

氨法脱硫系统在改进后，因硫酸铵洁净粒度较细，传统的离心机难以完成分离，形成的硫酸铵产物难以析出，容易导致浓缩段固含量超过标准值，氧化段浆液密度可升高至1220kg/m3，与饱和状态大致相同，脱硫系统运行稳定性难以保证。可采用的措施有： 

（1）离心机适应性改进：在对硫铵结晶粒度进行控制的同时可适应性改进离心机板网，以提升其分离性能。由于传统氨法脱硫工艺脱硫塔内硫铵结晶颗粒相对较大，采用的离心机板网细度通常在0.3～0.4mm，当前的氨法脱硫工艺塔内饱和结晶颗粒相对较小，粒度仅为0.1～0.15mm。在实际应用中可适当调整离心机板网缝隙，控制在0.15～0.18mm，以获得zui佳结晶粒度；且可选用2507镀硬质合金的板网，以节省生产能耗。 

（2）氧化风系统增容：依据实际监测探明，硫铵结晶恶化过程多发生在中高硫煤状态下，原因为中高硫状态下硫酸铵氧化率降幅过大，极限状态下可至85%，氧化率较低很容易产生较多的亚硫酸铵，由此影响硫酸铵结晶。实际应用中可在一台脱硫塔停止运转的间隙内，将其氧化风机与另一台脱硫塔连接，由此增大脱硫塔总氧化风量。 

2、净烟气气溶胶控制 

在湿式氨法烟气脱硫工艺中，很容易产生较多的气溶胶颗粒。依据氨法脱硫吸收反应与溶胶形成抑制机理，可对脱硫塔进行分段设计，采用吸收、浓缩结晶、氧化的上中下段多功能喷淋复合塔，并外设结晶循环槽保持同浓缩段的联通，不同段间采用隔板及气、液工艺连通通道。不同结晶段的关键脱硫工艺过程可分别在独立的功能单元区完成，以确保氧化液、吸收液及浓缩液依据功能调整组分、密度及pH值，依照各自吸收反应与逸氨控制过程机理实现其工艺目标，由此避免气相反应，完成气溶胶源头调控，进而获取zui佳吸收率和zui低逸氨量和zui优气溶胶排放浓度。[3] 

若在实际应用中仍存在净烟气氨逃逸量过大的问题，可采用以下措施进行改进：调整pH值，使其控制在5.5～6.5间；对煤配置状态进行优化，尽可能降低燃料煤中硫含量，调整脱硫塔入口烟气二氧化硫浓度在较低水平，入口烟气温度亦应满足设计标准；调整氧化率，使其保持在99%以上，以确保蒸发浓缩时无亚铵的二次分解，且方便结晶；在脱硫整体工况条件下应保证按照标准液气比运行。另外依据分段式复合吸收塔工艺过程，可在吸收塔除雾器上增设水洗层，利用清水对烟气进行重复洗涤，以脱除并回收烟气中的溶胶铵盐和氨，进而克服烟气拖尾难题。按照以上措施实施处理，在原烟气二氧化硫浓度为1500mg/m3工作状况下，水洗段前总尘可达105.6mg/m3，而水洗段后的总尘可降至30.25mg/m3，净烟气总尘可降低至30%。 

3、脱硫效率提升工艺 

氨法脱硫塔内的二氧化硫吸收通常为一个相对复杂的反应过程，气液传质面积、气液传质速率、反应温度、气液接触面积、吸收液组分等都会在一定程度上影响脱硫效率。在实际运行中可采取的工艺措施有：在吸收段采用12m3/h的大流量三层喷淋喷头，并将一二层喷淋方向由向上改为向下，层间距增大至1.8m，以提高气液接触时间及传质面积；另可在吸收段喷淋层主管路处设置一条跨线，以改进喷淋层尾端喷淋雾化效果。

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，湿式氨法又可分为氨-硫铵肥法、氨-磷铵肥法、氨-酸法、氨-亚硫酸铵法等。
（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：
SO2＋H2O＋xNH3 = (NH4) xH2－XSO3 （1）
得到亚硫酸铵中间产品。其中，x=1.2－1.4。
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：直接氧化和酸解。
a） 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)
b） 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+H2O (4)
(NH4)XH2-XSO3+x/2H3PO4=x/2(NH4)2HPO4+SO2+H2O (5)
（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。

优点：
1、采用独特的塔体布置方式，提供更优的吸收、氧化条件；具有液气比低、烟气阻力小、亚硫酸铵氧化效果好，氨回收率高及节能降耗等特点。
2、采用独特的湿烟囱工艺，有效避免烟塔合一下烟雨、干湿烟囱共用腐蚀强的问题。
3、采取有效措施保证脱硫系统长期稳定运行。一是采用整体玻璃钢脱硫塔，有效解决塔体等腐蚀和磨损问题；二是采取多种优化措施，有效解决堵塞和结垢问题。
4、氨法脱硫不仅适合中小窑炉，也适用于大型燃煤机组，且对各种复杂烟气工况适应性强。
5、我司运营经验十分丰富，熟悉各种烟气复杂工况，为设备和材料的正确选型提供有力保障，进而保障脱硫系统持续稳定运行
6、我司在副产物生产系统的设计和运行方面经过多次技术优化和改进，生产的硫酸铵产品品质优、经济价值高、市场前景好，可大幅降低运行成本。
7、工业烟气中的排放的SO2浓度可经FGD系统被降低至100mg/Nm3