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氨法脱硫工艺是用氨吸收剂吸收烟气中的二氧化硫,吸收液经压缩空气氧化生成硫酸铵,再经塔内饱和结晶或者塔外加热蒸发结晶析出硫酸铵,过滤干燥后得到产品。
在脱硫塔中,氨和烟气中的SO2接触并发生化学反应,反应方程式如下:
随着吸收进程的持续,溶液中的NH4HSO3会逐渐增多,而NH4HSO3已不具备对SO2的吸收能力,应及时补充氨水维持吸收浓度。
氧化过程主要是利用空气中的氧气生成(NH4)2SO4的过程:
整个氨法脱硫装置主要由三个工序组成:脱硫工序、硫铵工序和原料工序。
① 脱硫工序——主要是利用吸收液将烟气中的SO2脱除,并将吸收液氧化得到硫酸铵溶液,然后将硫酸铵溶液送至浓缩塔利用热烟气余热将稀硫酸铵溶液加热蒸发浓缩结晶,或者利用蒸发器将稀硫酸铵溶液蒸发结晶。当硫酸铵溶液浓缩达到设定的结晶指标后,用泵将硫酸铵晶浆送至硫铵工序。
② 硫铵工序——主要是将脱硫工序送来的硫铵晶浆,通过旋流器和离心机进行固液分离后再进行干燥、包装等工艺流程,制成固体硫酸铵产品。
③ 原料工序——主要是储存液氨或者是液氨调配为氨水储存,并将氨水或者液氨作为脱硫剂供脱硫工序使用。
氨法脱硫技术具有以下优点:
① 利用氨和二氧化硫反应转化生成的硫酸铵是一种有价值的肥料,可以增加经济效益;在反应过程中不产生其他污染物,是一项真正意义上的将污染物全部资源化,符合循环经济要求的脱硫技术。
② 脱硫系统阻力小,脱硫塔不易结垢,脱硫效率高,装置占地面积小,节省运行电耗。
③ 脱硫的同时可以脱除部分氮氧化物(主要是NO2,脱除效率10%左右),能适应更高的环保要求。
④ 适应性强,特别是高含硫工况、高硫重油、高硫石油焦等烟气。
然而,采用氨法脱硫技术的过程中也必须注意以下事项:
① 氨逃逸控制:在脱硫过程中,需要严格控制氨的逃逸量,以避免对环境造成污染。可以通过优化工艺参数、加强密封等措施来减少氨逃逸。
② 设备腐蚀:硫酸铵和亚硫酸铵溶液具有一定的腐蚀性,需要选择抗腐蚀性强的材料制造设备,并采取相应的防腐措施。
③ 氨的供应和储存:氨是一种危险化学品,需妥善供应及储存管理,确保安全使用。
此外,在实际应用中,氨法脱硫的具体工艺和设备需要根据不同的烟气条件、环保要求和经济因素进行设计和优化。同时,需要专业的技术人员进行操作和维护,以确保脱硫系统的稳定运行和达标排放。