氨法烟气脱硫技术综述_徐长香

氨法烟气脱硫技术综述

Review on ammonia flue gas desulfurization

徐长香,傅国光

(镇江江南环保工程建设有限公司,江苏镇江212009)

摘要:简述了多种氨法烟气脱硫的原理和技术特点。主要介绍了湿式氨法烟气脱硫技术,为烟气脱硫技术的选择提供参考。

关键词:氨法;烟气脱硫;回收法;湿式氨法

Abstract:Am monia s crubbing technology has been developed over the last few years.Wet amm onia flue gas desulfu-rization(FGD)process offers an unique advantage of an attractive amm onium sulfate by-product that can be used as fertilizer.

Key words:flue gas desulfurization;recoverable process,wet am monia FGD process.

中图分类号:X701.3 文献标识码:B 文章编号:1009-4032(2005)03-0017-04

1　氨法脱硫的发展

20世纪70年代,日本、意大利等国开始研究氨法脱硫工艺并相继获得成功。由于氨法脱硫工艺主体部分属化肥工业范筹,当时该技术未能在电力行业得到广泛应用。随着合成氨工业的不断发展以及对氨法脱硫工艺的不断完善和改进,进入90年代后,氨法脱硫工艺逐步得到推广。

国外研究氨法脱硫技术的企业主要有:美国的GE、Marsulex、Pircon、Babcock&Wilcox;德国的Lentjes Bischoff、Kr upp Koppers;日本的NKK、IHI、千代田、住友、三菱、荏原等。

目前在国内成功应用的湿式氨法脱硫装置大多从硫酸尾气治理中发展而来,主要的技术供应商有江南环保工程建设有限公司、华东理工大学等。现国内湿式氨法脱硫最大的应用项目是天津永利电力公司的60MW机组烟气脱硫装置。

近年来出现的磷铵法、电子束法、脉冲电晕放电等离子体法等烟气脱硫脱硝技术皆是氨法的演变与发展,改进之处在于降低水耗、改进氧化及后处理、降低装置压降、提高脱硝能力等,以求氨法烟气脱硫技术更加经济、更加适应锅炉的运行。

2　氨法脱硫的技术原理

2.1　氨法脱硫工艺特点

氨法脱硫工艺是以氨作为吸收剂脱除烟气中的SO2。其特点是:①氨的碱性强于钙基吸收剂;②氨吸收烟气中SO2是气—液或气—气反应,反应速度快,完全,吸收剂利用率高,可以达到很高的脱硫效率。相对于其他钙基脱硫工艺来说,系统简单、设备体积小、能耗低。另外,其脱硫副产品硫酸铵是一种常用的化肥,副产品的销售收入能大幅度降低运行成本。

根据氨与SO2、H2O反应的机理,氨法脱硫工艺主要有湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等。

2.2　电子束氨法(EBA法)与脉冲电晕氨法(PPC P 法)

EB A与PPCP法分别是用电子束和脉冲电晕照射70℃左右、已喷入水和氨的烟气。在强电场作用下,部分烟气分子电离,成为高能电子,高能电子激活、裂解、电离其他烟气分子,产生OH、O、H O2等多种活性粒子和自由基。在反应器中,SO2、NO被活性粒子和自由基氧化成SO3、NO2,它们与烟气中的H2O相遇形成H2SO4和HNO3,在有NH3或其他中和物存在的情况下生成(NH4)2SO4/NH4NO3气溶胶,再由收尘器收集。

脉冲电晕放电烟气脱硫脱硝反应器的电场还具有除尘功能。

这两种氨法能耗和效率尚需改善,主要设备如大功率的电子束加速器和脉冲电晕发生装置还在研制阶段。

EB A法脱硫工艺流程见图1。

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图1　电子束氨法脱硫工艺流程

2.3　简易氨法

已商业化的简易氨法有TS 、PS 等脱硫工艺,它们主要基于气相条件下的H 2O 、NH 3与SO 3间的快速反应。因其脱硫产物大部分是气溶胶状态的不稳定亚铵盐,回收十分困难,氨法的经济性不能体现,且脱硫产物随烟气排放后又会分解成SO 2,形成二次污染。所以,该工艺只能用在环保要求低、有废氨水来源、不要求长期运行的装置上。工艺流程见图2

。

图2　简易氨法(TS /P S 法)脱硫工艺流程

2.4　湿式氨法

2.4.1　湿式氨法脱硫工艺系统

氨水洗涤脱硫工艺主要由脱硫洗涤系统、烟气系统、氨贮存系统、硫酸铵生产系统(若非氨-硫铵法则是与其工艺相对应的副产物制造系统)等组成。核心设备是脱硫洗涤塔。2.4.2　湿式氨法的工艺流程

湿式氨法是目前较成熟的、已工业化的氨法脱硫工艺,该工艺既脱硫又脱氮。湿式氨法脱硫工艺

过程一般分成脱硫吸收、中间产品处理、副产品制造3个步骤。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-酸法、氨-亚硫酸铵法等。2.4.3　几种湿式氨法脱硫工艺

(1)AMASOX 氨法工艺

能捷斯-比晓夫公司将传统氨法改造为AMA -SOX 法。主要改进之处是将传统的多塔改为结构紧凑的单塔,并在塔内安置湿式电除雾器,解决净化后

烟气中存在的气溶胶问题。

AMASOX 氨法工艺流程见图3。

图3　A MASOX 氨法脱硫工艺流程

(2)Walther 氨法工艺

最早由卢伯(krupp kroppers )公司开发的Walther 工艺,其工艺流程为除尘后的烟气经过热交换器,从洗涤塔上方进入,与氨气(25%)并流而下,氨水落入池中,再用泵抽入吸收塔内,循环喷淋烟气。烟气则经除雾器后进入高效洗涤塔,将残存的盐溶液洗涤出来,清洁烟气经热交换器加热后从烟囱排放。

Walther 氨法工艺流程见图4。(3)GE 氨法工艺

20世纪90年代,美国GE 公司开发了GE 氨法工艺,并在威斯康辛州kenosha 电厂建成一座500MW 的工业性示范装置。其工艺流程为:除尘后的烟气经换热器后进入冷却装置,用高压喷淋水雾降温、除尘,冷却到接近饱和露点温度的洁净烟气再进入到吸收洗涤塔内。吸收塔内布置有两段吸收洗涤

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