浅析锅炉脱硫除尘器氨法脱硫

氨法脱硫是一种高效、低耗能的湿法脱硫方式，脱硫过程是气液相反应，反应速率快，吸收剂利用率高，能保持脱硫效率95—99%。 氨在水中的溶解度超过20%。

氨法具有丰富的原料。氨法以氨为原料，其形式可以是液氨、氨水和碳铵。目前我国火电厂年排放二氧化硫约1000万吨，即使全部采用氨法脱硫，用氨量也不超过500万吨/年，供应完全有保证。

氨法的最大特点是 SO2的可资源化，可将污染物SO2回收成为高附加值的商品化产品。副产品硫铵是一种性能优良的氮肥，在我国具有很好的市场前景。

工作原理

氨法脱硫，是控制二氧化硫排放的技术，除尘器不仅能脱除烟气中的二氧化硫，并能生产出高附加值的硫酸氨化肥产品。该锅炉除尘设备利用一定浓度(此处以28%为例)的氨水作为脱硫剂，生成的硫酸氨浆液，输送到化肥厂处理系统。氨法脱硫中使用的氨水需要量，由预设PH控制阀来自动调节，并由流量计进行测定。硫酸氨结晶体在脱硫除尘器中被饱和的硫酸氨浆液结晶出来，生成35%重量比左右的悬浮粒子。这些浆液被子泵送到处理场，经过初级和二级脱水，然后，再送到化肥厂进行进一步脱水、干燥、冷凝和存储，通过锅炉除尘设备对烟气脱硫的同时，锅炉除尘器还生成了可观的副产品，达到一定的经济效益。

反应原理

1、 反应方程式

脱硫塔是烟气脱硫和产生硫酸氨盐的中间装置。烟气中的SO2在脱硫塔中被除去，脱硫塔中是PH值控制为5.05.9的饱和硫酸氨/亚硫酸氨溶液，与SO2的反应，按照下列反应生成亚硫酸氢氨/硫酸氢盐：

1) SO2+ H2OH2SO3

2) H2SO3+(NH4)2 SO4NH4HSO4+ NH4HSO3

3) H2SO3+(NH4)2 S O32NH4HSO3

在反应(1)中，烟气中的溶于水中生成亚硫酸。在反应(2)和(3)中，亚硫酸与该溶解的硫酸氨/亚硫酸盐反应。喷射到反应池底部的氨水，按如下方式中和酸性物：

4) H2SO3+ NH3NH4SO3

5) NH4HSO3+ NH3NH4HSO4+ NH4HSO3

6) H2SO3+ NH3(NH4)2 SO4

喷射到脱硫塔底部的氧化空气，会按照如下方式将亚硫酸盐氧化为硫酸盐：(NH4)2 SO3+1/2 O2(NH4)2 SO4

至此，锅炉脱硫除尘器的脱硫塔中生成了大量的硫酸氨，硫酸按溶液饱和后，使硫酸氨从溶液中以结晶形状沉淀出来。

汽化热由烟气的残余热量按照如下方式提供：

(NH4)2 SO4(液态)+汽化热>(NH4)2 SO4(固体)脱硫塔中的盐要么以离子形式溶于溶液中，要么以结晶形状沉淀出来。产品浆液与正在进行化合的系统中的主要成分、结晶的硫酸氨盐一起充分地氧化。

运作流程

锅炉除尘器的烟气运行路径：烟气从现有的静电除尘器和鼓风机通过烟道系统;流过一个100%轴流增压风机，进入脱硫塔。烟气进入脱硫塔后，与包含氨水浆液的逆流喷浆接触，其中的SO2由氨水浆液吸收。浆液同时使气体饱和，并将其从入口的135℃温度冷却到50℃，紧接着气体穿过脱硫塔顶部两个波纹型除雾器，两层高效的除雾器安装于脱硫塔的上部，以便去除(烟气中)附带的液滴。运行的喷雾塔中的气体，离开脱硫塔，再次通过锅炉，以重新加热气体，并以80℃的温度、按设计的操作条件进入现有的烟囱装置。

锅炉脱硫除尘器的脱硫塔液体路径：脱硫塔中浆液的PH值维持在5.05.9范围内，该PH值优化了SO2的去除效率和亚硫酸氨的氧化速度。硫酸氨极易溶解，在常规条件下，可达40%重量的溶解度，而在脱硫塔运行条件下，该比例可达48.5%。脱硫塔在含有3-5%重量的悬浮结晶颗粒控制状况于运行。脱硫塔输送泵将浆液送到第一级脱水旋流器中。旋流器的溢流浆液被送回脱硫塔中，而旋流器下部，含有1317%重量浓度的浓缩浆液送入旋流器储罐。一个浆液泵将该储罐中的浓缩浆液送到化肥厂内的第二级脱水旋流器做进一步脱水处理。一台滤液返回泵将化肥厂中被离心脱水机脱出的稀液送回脱硫塔。

锅炉脱硫除尘器的反应剂供给系统：氨水反应剂供给系统包括了7天储存量的储罐和输送泵。28%浓度的氨水通过脱硫塔底部的氧化用分配器与氧化空气和冷却水混合在一起送入脱硫塔。一个预设PH值的控制阀控制了氨水的流量。

应用条件：氨法脱硫的锅炉除尘不但除害而且变害为益，还可以产生出对人类有益的副产品，锅炉除尘设备把损害土地、农作物的酸雨变成农民种地的化肥。氨法脱硫工艺类似常见的石灰石石膏工艺，但生成的副产品不一样。

技术特点

1、完全资源化--变废为宝、化害为利

氨回收法技术将回收的二氧化硫、氨全部转化为化肥，不产生任何废水、废液和废渣，没有二次污染，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、脱硫副产物价值高

氨回收法脱硫装置的运行过程即是硫酸铵的生产过程，每吸收1吨液氨可脱除2吨二氧化硫，生产4吨硫酸铵，按照常规价格液氨2000元/吨、硫酸铵700元/吨，则烟气中每吨二氧化硫体现了约400元的价值。因此相对运行费用小，并且煤中含硫量愈高，运行费用愈低。企业可利用价格低廉的高硫煤，同时大幅度降低燃料成本和脱硫费用，一举两得。

3、装置阻力小，节省运行电耗

利用氨法脱硫的高活性，使液气比较常规湿法脱硫技术降低。脱硫塔的阻力仅为850Pa左右，无加热装置时包括烟道等阻力脱硫岛总阻力在1000Pa左右;配蒸汽加热器时脱硫岛的总设计阻力也只有1250Pa左右。因此，氨法脱硫装置可以利用原锅炉引风机的潜力，大多无需新配增压风机;即便原风机无潜力，也可适当进行风机改造或增加小压头的风机即可。系统阻力较常规脱硫技术节电50%以上。另外，循环泵的功耗降低了近70%。

4、防腐先进、运行可靠

氨回收法采用国外先进的重防腐技术，并选用可靠的材料和设备，装置可靠性达98.5%。脱硫剂及脱硫产物都是易溶性物质，装置内脱硫液为澄清溶液，无积垢无磨损，更容易实现PLC/" target="_blank">PLC、DCS等自动控制，操作控制简单易行。

5、装置设备占地小，便于老锅炉改造

氨回收法脱硫装置无需原料预处理工序，副产物的生产过程也相对简单，总配置的设备在30台套左右，且处理量较少，设备选型无需太大。脱硫部分的设备占地与锅炉的规模相关，75t/h-1000t/h的锅炉占地在150m2-500m2左右;脱硫液处理即硫铵工序占地与锅炉的含硫量有关，但相关系数不大，整个硫铵工序正常占地在500m2内。

6、既脱硫又脱硝--适应环保更高要求

氨对NOX同样有吸收作用。另外脱硫过程中形成的亚硫铵对NOX还具有还原作用，所以氨法脱硫的同时也可实现脱硝的目的，天津碱厂环保实测数据氮氧化物去除率为22.3% 。

7、自主知识产权技术，适合长远推广

氨回收法烟气脱硫技术是拥有我国自主知识产权的脱硫技术，因此投资更少、从长远角度更有利于在我国长期和全面推广。目前应用较多的钙法基本上都是从国外引进，不但要支付较高的先期技术转让费和项目实施时的技术使用费，而且常常是多家国内脱硫公司引进同一种技术，造成资源浪费。

氨法技术本身已经通过专家及工程实践证明是成熟可靠的，如果企业采用合成氨生产过程中产生废氨水作脱硫剂，将更符合循环经济和节能要求，可以申报国家发改委专项资金奖励。脱硫副产的亚硫铵溶液既可以通过后续装置干燥结晶制成硫铵化肥出售，也可以不用干燥，将亚硫铵溶液直接运去氮肥厂做复合肥原料，进一步降低能耗，成本低廉。