氨法脫硫氨逃逸及氣溶膠解析總結(jié)及解決措施

1、氨法脫硫氨逃逸及氣溶膠分析及解決措施氨法脫硫氨逃逸及氣溶膠分析及解決措施煙氣氨法脫硫工藝皆是根據(jù)氨與so2、水反應(yīng)成脫硫產(chǎn)物的基本機理而進行的，主要有濕式氨法、電子束氨法、脈沖電暈氨法、簡易氨法等。氨法脫硫技術(shù)在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用普遍， 用氨吸收硫酸生產(chǎn)尾氣中的so2, 生產(chǎn)亞硫銨和硫銨。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界目前使用氨法脫硫的機組大約在 10000mw，氨法是高效、低耗能的濕法。 氨法是氣液相反應(yīng)，反應(yīng)速率快，吸收劑利用率高，能保持脫硫效率 9599%。 氨在水中的溶解度超過 20%。氨法具有豐富的原料。氨法以氨為原料，其形式可以是液氨、氨水和碳銨。目前我國火電廠年排放二氧化硫約 1000 萬噸

2、，即使全部采用氨法脫硫，用氨量不超過 500 萬噸 / 年，供應(yīng)完全有保證，氨法的最大特點是 so2 的可資源化，可將污染物 so2回收成為高附加值的商品化產(chǎn)品。 副產(chǎn)品硫銨是一種性能優(yōu)良的氮肥，在我國具有很好的市場前景，目前主裝置是大型合成氨尿素的熱電廠基本上都采用此方法脫硫。但脫 1硫后煙氣溫度較低，設(shè)備的腐蝕較干法嚴重并易產(chǎn)生氨逃逸和氣溶膠即“氣拖尾”現(xiàn)象 , 需要不斷完善。1 . 煙氣氨法脫硫氨逃逸及氣溶膠的形成原因1.1煙氣氨法脫硫氨逃逸的形成原因所謂氨逃逸是氨水溫度較高時（一般60以上）逐步分解成為氣體氨與水的過程，由于氣體氨氣不參與氨法脫硫反應(yīng)，所以氨氣同脫硫煙氣一起從煙囪排出，

3、形成所謂的氨逃逸現(xiàn)象。氨逃逸是困擾氨法脫硫的一大難題，也是影響脫硫經(jīng)濟性同時影響周邊環(huán)境的重要因素；有些氨脫硫技術(shù)提供商由于技術(shù)落后，脫硫率低，為了讓二氧化硫排放達標，用氨水過量，在脫硫塔上方形成“白煙”現(xiàn)象，這不但造成了氨的浪費成本增加，造成嚴重的氨逃逸現(xiàn)象。氨逃逸的根本原因是氨水揮發(fā)性強、蒸汽壓較高，目前還沒有能完全防止氨逃逸的脫硫工程技術(shù)公司實例存在，各個做氨法脫硫公司之間的技術(shù)差別僅限于對氨逃逸多少的控制。1.2 煙氣氨法脫硫氣溶膠的形成原因我們所指的所謂氣溶膠“氣拖尾”是液體或固體的小質(zhì)點分散并懸浮天空大氣中形成的膠體分散體系。在氨法煙氣脫硫中氣溶膠顆粒的形成主要通過兩種途徑：一是氨

4、法脫硫中，煙囪排出的煙氣所夾帶的氨水揮發(fā)逃逸出氣態(tài)氨與煙氣中未脫除的二氧化硫通過氣相反應(yīng)，生成亞硫酸氫銨、硫酸銨等組分形成氣溶膠，該氣溶膠組成主要決定于二氧化硫 / 氣氨的比值、 空塔氣速、溫度及煙氣中的水分和氧氣，煙氣的二氧化硫及氧氣越多、空塔氣速越大氣溶膠形成也越嚴重。二是氨水吸收煙氣中二氧化硫后脫硫液滴被煙氣攜帶出，由于蒸發(fā)、煙氣氣體流速過快等作用，析出亞硫酸氫銨固體結(jié)晶形成氣溶膠。排出煙氣中氨與二氧化硫形成氣溶膠的重要途徑是脫硫反應(yīng)生成的亞硫酸氫銨分解，亞硫酸氫銨分解為氨與二氧化硫的溫度要大于 70的條件下才能進行，同時在堿性環(huán)境中亞硫酸氫銨會加速分解。同時被煙氣攜帶蒸發(fā)出的亞硫酸銨固

5、體，以超細粉末微米級別（pm2.5）存在形成氣溶膠。經(jīng)實驗表明，微米級（ pm2.5）的亞硫酸銨顆粒成為水蒸汽冷凝結(jié)霜的晶種，當排出煙氣溫度低于 30時極易生成 0.07-0.7 微米的亞硫酸銨， 而當排出煙氣溫度大于 45時，可以有效的控制氣溶膠的產(chǎn)生，所以氨法脫硫工藝要求排煙溫度要控制在 45 -50 之間進行操作。2. 煙氣氨法脫硫氨逃逸及氣溶膠解決辦法與措施2.1煙氣氨法脫硫氨逃逸解決辦法與措施技術(shù)升級改造打破氨法脫硫無法解決的氨逃逸問題，選用最先進的第三代塔外氧化技術(shù)或用第三代脫硫技術(shù)進行老廠的技術(shù)改造。選用業(yè)績好的脫硫公司進行氨法脫硫項目，以保證施工質(zhì)量好、售后服務(wù)好、裝置能耗低，

6、來避免裝置腐蝕及減少氨逃逸現(xiàn)象的發(fā)生。為了減少脫硫成本，脫硫劑盡量利用廢氨水，但對廢氨水品質(zhì)要加以控制，廢氨水中不能有對脫硫產(chǎn)生較大影響的物質(zhì)。比如，含酚類和煤焦油等雜質(zhì)的廢氨水，煙氣脫硫選擇這樣的廢氨水脫硫，由于酚、焦油對硫酸銨結(jié)晶的抑制作用，脫硫反應(yīng)生成的亞硫酸銨無法氧化。氣速控制，對氣膜吸收系數(shù)關(guān)系分析， 煙氣氣速對吸收傳質(zhì)有一定的影響，而氣速與脫硫塔直徑密切相關(guān)，反應(yīng)段氣速一般控制在3m/s 以下；第一代脫硫技術(shù)一般氣速較大（一般控制在3.6m/s 以上）脫硫塔直徑較小，造成氣體帶液形成氨逃逸嚴重。選用高效除霧器增加除霧器層數(shù)等方法可以有效控制氨逃逸?？刂瓢彼昧亢蜐舛龋诒ＷC脫硫率的

7、情況下，盡量降低氨水用量和濃度，同時對加入氨要多選加入點，以低氨水比例進行控制氨的加入量。對技術(shù)落后，脫硫率低產(chǎn)生的氨逃逸現(xiàn)象，應(yīng)該對整個脫硫體系進行物料衡算和適當?shù)募夹g(shù)改造，最后將氨量控制在合適的水平。第一代脫硫塔內(nèi)直接氧化的氨法脫硫技術(shù)經(jīng)過實際運行發(fā)現(xiàn)，在脫硫塔中有 1/4 左右的亞硫酸銨未被氧化，說明第一代脫硫塔用一個塔同時進行脫硫和氧化是不能將煙氣中的硫完全氧化為硫酸銨，未被氧化的亞硫酸銨與氨在煙囪排出逃逸到大氣和周圍形成二次污染，所以第一代脫硫工藝是一個很不合理的工藝，隨著環(huán)保監(jiān)測的越來越嚴格必須進行更新?lián)Q代。2.2煙氣氨法脫硫氣溶膠解決辦法與措施控制氣溶膠的主要措施是降低排出煙氣中

8、的二氧化硫含量，即極力提高脫硫率，脫硫率是衡量脫硫裝置優(yōu)勢的主要標準，是脫硫裝置工藝合理及設(shè)備結(jié)構(gòu)科學(xué)的表現(xiàn)；比如，脫硫裝置出現(xiàn)的氣溶膠即“氣拖尾”現(xiàn)象，就是由于是第一代脫硫工藝，采用硫塔內(nèi)直接氧化工藝落后，脫硫率低，給周圍環(huán)境造成第二次污染，目前正在采用第三代塔外氧化脫硫技術(shù)進行改造，主要改造內(nèi)容就是提高脫硫效率，在脫硫塔外增加一套氧化塔系統(tǒng)，用適量的液/ 氣比、高效率噴淋技術(shù)等新工藝，盡可能地采用低濃度氨水作為脫硫劑以降低氣溶膠即“氣拖尾”現(xiàn)象。以低溫度的工藝水等降溫措施，降低煙氣攜帶的亞硫酸銨反應(yīng)產(chǎn)物，以凈化煙氣排出的環(huán)境質(zhì)量，降低煙氣攜帶水分。嚴格控制脫硫系統(tǒng)的熱、水平衡，使煙氣排出溫

9、度控制在45-50 之間。嚴格控制煙氣進入主脫硫塔吸收段溫度 70，防止亞硫酸銨的分解，控制吸收段脫硫液的 ph值為酸性，抑制亞硫酸銨的分解。進行技術(shù)改造，降低液 / 氣比，使吸收段的加入氨水濃度在確保脫硫率的前提下，氨水濃度有所降低。采用新的脫硫技術(shù)， 提高噴淋吸收段的霧化效率， 高效噴淋洗滌凈化煙氣，在采用新的脫硫技術(shù)時要做好除霧段填料及噴頭形式的選擇。真正將硫酸銨氧化率提高到99%，降低脫硫液中硫酸銨及亞硫酸銨的含量。降低煙氣中氧的含量，抑制排出煙氣硫酸銨的生成。對新上的鍋爐煙氣氨法脫硫裝置，必須采用第三代塔外氧化技術(shù)及設(shè)計的空塔氣速 3m/s，避免氣溶膠即“氣拖尾”現(xiàn)象的發(fā)生；大量的業(yè)

10、績廠證明第一代氨法脫硫直接工藝技術(shù)氧化不完全，同時脫硫塔塔徑過小，空塔氣速過快，煙氣攜帶大量未氧化徹底的亞硫酸銨等液滴從塔頂煙囪排出形成氣溶膠，因此在內(nèi)蒙古華錦鍋爐煙氣氨法脫硫吸取了以上第一代氨法脫硫工藝的不合理出現(xiàn)氣溶膠等二次污染的教訓(xùn)，采用采用第三代塔外氧化技術(shù)及低空塔氣速設(shè)計（空塔氣速 2.6m/s ）來解決以上問題。3. 結(jié)論3.1在氨法脫硫中氨逃逸、即“氣拖尾”的形成主要通過兩種途徑：第一，氨水揮發(fā)逸出的氣態(tài)nh3 與煙氣中的s02通過氣相反應(yīng)形成(nh4 ) 2s03、nh4hs03、 (nh4)2s04 等組分，其組成主要決定于s02nh3 比值、溫度以及煙氣中h20與02 含量

11、等：第二，氨水吸收煙氣中硫化物的脫硫液滴，在高溫煙氣中，由于蒸發(fā)作用析出固態(tài)晶粒。氧化不完全及空塔氣速過快造成的亞硫酸銨的逃逸；主要是以下兩種方式：亞硫酸銨的分解、亞硫酸銨在與煙氣逆向接觸過程中，以“氣溶膠”的形式霧沫夾帶，隨煙氣逃逸。a、亞硫酸銨分解問題：亞硫酸銨本身在溫度70的條件下中易分解為氨和so2，另外在“堿性環(huán)境”中銨鹽也會自動分解。b、亞硫酸銨“氣溶膠”霧沫夾帶：亞硫酸銨霧化噴淋液在與煙氣“逆向接觸”過程中，脫除二氧化硫的同時，也極易形成“亞硫酸銨氣溶膠”。3.2氨法煙氣脫硫首先是要解決氣溶膠和氨損（氨逃逸）等二次污染的問題。在氨法脫硫過程中，亞硫酸銨和亞硫酸氫銨氣溶膠隨凈煙氣排

12、出，造成氨的損耗，成為困擾氨法脫硫技術(shù)發(fā)展的瓶頸；為防止氣溶膠降低氨損（氨逃逸），第二代脫硫技術(shù)采用了多級洗滌、濕式電除塵器收集等方法，但基本都是從氨霧形成后的補救上做文章，沒有從降低氨損、氨逃逸的根源上進行改進；第三代氨法脫硫技術(shù)從嚴格控制氧化程度、空塔氣速是否過快、反應(yīng)溫度和吸收液的成分等基本消除了氨霧形成的條件，經(jīng)濟地解決了氨損、氨逃逸難題，使凈化后煙氣中氨含量在3以下，業(yè)績好的電廠平均不到3氨損小于10mg/m0.1mg/m0.19 。3.3所以要解決氨逃逸、氣溶膠即“氣拖尾”問題必須采取如下解決措施：選用最先進的第三代塔外氧化技術(shù)或用第三代脫硫技術(shù)對老廠進行技術(shù)改造。選用高效除霧器增加除霧器層數(shù)等方法控制氨逃逸、氣溶膠即“氣拖尾”問題?？刂瓢彼昧亢蜐舛龋诒ＷC脫硫率的情況下，盡量降低氨水用量和濃度，同時對加入氨要多選加入點，以低氨水比例進行控制氨的加入量。采用第三代塔外氧化脫硫技術(shù)對老廠進行改造，主要改造內(nèi)容就是提高脫