氨法脱硫工艺存在的问题及解决方案
氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施
氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施栾辉,唐智和,翟小娟,何为摘要本文介绍了氨法脱硫工艺国内外发展及应用现状,对其工艺原理、工艺流程以及技术优势进行了详细的论述。
针对氨法脱硫技术在应用过程中存在的脱硫剂消耗大、氨逃逸、气溶胶难以消除、亚硫酸铵氧化慢、硫酸铵结晶、氯离子富集难等典型问题进行详细地总结与分析,并提出了行之有效的应对措施及建议。
关键词氨法脱硫问题措施Abstract: This paper introduces the development and application of ammonia-based desulfurization process at home and abroad, discusses the technical principle, process flow and technological superiority in detail. Gives elaborate summary and analysis of the typical problems of ammonia-based desulfurization technology which exist in application process, including huge desulfurizing agent consumption, serious ammonia escapement, slow ammonium sulfite oxidation, the difficulties of aerosol elimination, ammonium sulfate crystallization and the chloride ion concentration etc. Then puts forward the effective measures and suggestions.Key words: ammonia-based desulphurization, problems, measures作者简介:栾辉,2009年毕业于中国石油大学(北京)环境科学专业,硕士,现在中国石油安全环保技术研究院HSE检测中心工作,主要从事污染源在线监测系统运维管理工作。
烟气氨法脱硫运行中的主要问题及改进措施
烟气氨法脱硫运行中的主要问题及改进措施摘要:氨法湿法脱硫技术的发展期,技术还不够成熟,运行初期出现了脱硫液处理不当、管道的堵塞等诸多问题。
通过在工艺设备操作过程中的不断摸索,进行了烟气氨法脱硫技改工程及工艺调整优化,取得了很好的效果,是公司的环保实施运行水平得到很大提升。
关键词:烟气氨法脱硫工艺;技改工程;存在问题;改进措施一、烟气氨法脱硫技术优势(一)技术优势在氨法脱硫工艺中,氨的活性高,与烟气反应速度快。
其液气比低于常规液体脱硫工艺,因此脱硫容易,不需要系统施加过大压力。
如果安装并配备了蒸汽加热器,则整体系统的总设计阻力不得超过1.2kPa。
氨水作为氨法脱硫中应用的脱硫剂,具有较高的反应活性和化学反应速率。
它完成反应的时间短,要求低,不受原始烟气浓度的限制,也不被烟气流速影响。
氨法脱硫控制系统采用与PLC单元控制系统相同的分散控制系统。
目前,整体脱硫作业发展了较长时间,技术水平较高,基本能实现自动化运作,智能化控制反应过程中的重要控制点。
如果设备发生故障,控制系统能够及时发出警报,提醒工作人员及时进行处理,提升整体反应作业的安全性。
由于氨法脱硫反应涉及物质多为液体和气体,生成的反应物也大多溶于水,反应过程中不容易产生堵塞和淤积等现象,也不容易导致设备磨损,自动控制影响因素少,方便建立自动化控制系统。
(二)环境效益目前我国全面强调环保工作的重要性,不论各个地区,环保部门已逐步提出按期完成锅炉烟气处理设备现代化改造的要求,能够确保极低的SO2排放。
氨法脱硫技术基本上不产生废气、废水和废渣,基本不会造成二次污染。
氨法脱硫最终废气排放量较低,也不生成二氧化碳气体。
如果二氧化硫质量浓度达到极低排放水平,即10~20mg/时,对大气污染较小,不存在二次污染现象。
氨法脱硫同时可以做到无废水排放,氨法脱硫产生的废水可返回脱硫塔作为工艺用水回收,基本不需要进行排放,减少对水资源浪费和污染二、烟气氨法脱硫技改工程建设存在的问题及改进措施(一)脱硫液的处理问题以及相应的改进措施当前各个工业企业所实际采用的锅炉烟气氨法脱硫技术主要是采用必要的脱硫液来在生产工作当中循环往复地实现针对烟气当中含有的二氧化硫气体进行吸收,一般情况下脱硫循环液当中含有的化学成分非常复杂,主要包括有灰尘、氯离子、硫酸铵以及亚硫酸铵等化学成分。
氨法脱硫存在的问题
氨水在温度较高时(一般是60度以上)就逐步分解成为气体氨与水,形成氨逃逸,气体氨是不参与反应的;并且二氧化硫在温度较高时也很难被溶解吸收,化学反应通常是在液体中进行,所以把温度降低到60度以下是必须的选择需要解决的问题是气溶胶和氨损。
气溶胶是指固体或液体微粒稳定地悬浮于气体介质中形成的分散体系。
在氨法脱硫过程中,亚硫酸铵和亚硫酸氢铵气溶胶随净烟气排出,造成氨的损耗,成为困扰氨法脱硫技术发展的瓶颈。
氨法技术在脱除烟气中的二氧化硫时,不产生二氧化碳(钙法每脱除1吨二氧化硫的同时产生0.7吨二氧化碳),不产生任何废水、废液和废渣。
另外,氨法技术脱硫的同时具有脱销能力,目前很多烟气脱硫装置经检测脱硝率均在30%以上。
由于液气比较常规湿法脱硫技术降低,脱硫塔的阻力仅为800Pa左右,包括烟道等阻力脱硫岛总阻力在1000Pa;配蒸汽加热器时脱硫岛的总设计阻力也仅为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。
关于脱硫塔出口烟气温度的处理有以下4种方案:(1)设置气/气换热器(GGH),使FGD进口热烟气和出口冷烟气之间进行换热,FGD出口烟气被加热至80℃以上后排入烟囱。
此法无需消耗外部热量,比较经济,但一次投资很大,1*300MW脱硫机组的回转式GGH造价达1250~1350万元/台;同时由于烟气两次换热,烟气阻力降很高,达1200Pa~1500Pa,烟气升压耗能很大。
(2)在脱硫塔出口设置烟气加热器,利用外部蒸汽加热FGD出口冷烟气。
此法一次投资相对较低,但需消耗一定量的外供蒸汽,运行成本高。
(3)在脱硫塔顶部增设一高30M左右的玻璃钢排气筒(排烟口总高度60米),使脱硫后的净烟气直接从此烟囱排放,原烟囱作为事故排放烟囱备用。
此法投资和能耗都比较低(如果原锅炉引风机能提供1200~1000Pa的余压,可以不设FGD升压风机)。
燃煤锅炉烟气氨法脱硫装置存在问题及改进措施
燃煤锅炉烟气氨法脱硫装置存在问题及改进措施摘要:锅炉脱硝系统由于加入稀氨水,在非正常工况下会导致脱硫系统结晶恶化、出料困难,必须引起重视并严加防范,防止造成严重后果。
烟气氨法脱硫是一种湿法回收烟气中硫的技术,该技术以氨或氨水为吸收剂,洗涤、吸收烟气中的 SO2气体,副产硫酸铵产品。
烟气氨法脱硫技术具有反应速率快、吸收剂利用率高、副产物容易利用,适合高硫燃煤烟气脱硫等优点,但同时也存烟气拖尾、氨逃逸、气溶胶和铵盐夹带、对装置周边设备及建构筑物腐蚀性强等问题。
对该脱硫装置运行过程中暴露的问题进行分析,并针对这些问题提出相应的改进措施。
关键词:燃煤锅炉;烟气氨法;脱硫装置;问题;改进措施引言氨法脱硫工艺技术在不断的成熟,其工艺技术在运行时脱硫的效果非常明显。
其系统拥有着耗能低、投资小、操作简便快捷和运行可靠无污染等优点,并且拥有着明显的经济、社会、环保效益等特点。
完全符合我国循环经济发展这一趋势,经过改进后非常的适用于煤质天然气当中的尾气处理。
其工艺在进行当中有效的吸收了馏并且合理使用的回收了其气体当中的SO2,降低了对于环境的污染全面的实施了以废治废这一特点。
1 概述烟气氨法脱硫是一种湿法回收烟气中硫的技术,该技术以氨或氨水为吸收剂,洗涤、吸收烟气中的 SO2气体,副产硫酸铵产品。
烟气氨法脱硫技术具有反应速率快、吸收剂利用率高、副产物容易利用,适合高硫燃煤烟气脱硫等优点,但同时也存烟气拖尾、氨逃逸、气溶胶和铵盐夹带、对装置周边设备及建构筑物腐蚀性强等问题。
某企业自备电厂的燃煤锅炉烟气氨法脱硫装置运行不稳定,脱硫塔出口烟气的 SO2浓度有时会出现超标现象。
为此,笔者对该脱硫装置运行过程中暴露的问题进行分析,并针对这些问题提出相应的改进措施。
2氨法烟气脱硫工艺技术的发展早在二十世纪七十年代初期,日本、意大利等国家就已经开始进行了氨法脱硫工艺技术的研究,并且获得了很不错的成果,但是由于氨自身的价格相对于石灰石等吸收剂来讲实在是过于太高,从而导致氨法脱硫工艺技术在实际的工程当中并不认可被应用。
氨法脱硫工艺CEMS问题分析与解决策略
氨法脱硫工艺 CEMS 问题分析与解决策略摘要:固定污染源排放系统又被称之为CEMS系统,常被用于烟气排放等环节的连续监测工作,是以也被相关工业部门叫做烟气排放连续监测系统。
就我国工业发展情况分析,CEMS更多用于检测外排烟筒中的成分及浓度。
氨法脱硫工艺是热电厂锅炉烟气排放中常用的脱硫模式,但在其应用过程中会出现大量的水含量高且含有气体的溶胶颗粒,再加上其本身具有的腐蚀性,妥善处理生成物成为CEMS系统的最新发展方向。
但事实上,部分热电厂在应用CEMS进行氨法脱硫时常会出现测量数据异常的问题,破环整体测量工作的准确性。
关键词:氨法脱硫工艺;CEMS系统;问题分析与解决引言:氨法脱硫技术充分考虑到了气体与液体的特征,借助其相互传质传热以及化学反应的特点达到去除烟气中污染物的目的。
我国使用的氨法脱硫技术并不统一,但多数应用也离不开下列化学反应:SO2+H2O+2NH3=(NH4)2SO3 (1)(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3 (2)NH4HSO3+NH3=(NH4)2SO3 (3)(NH4)2SO3+1/2O2=(NH4)2SO4 (4)2(NH4)2SO3+2NO=2(NH4)2SO4+N2 (5)氨法脱硫工艺流程分别由烟气吸收反应、吸收剂供给、硫酸铵分离、循环液循环、工艺水、压缩空气以及电气七大系统组成,而CEMS系统则是监测系统运行效果,保障脱硫效率的重要组成。
一、氨法脱硫工艺CEMS系统问题及解决措施(一)采样管堵塞问题当CEMS系统中出现采样预处理系统堵塞问题时,其相应的氧含量测量值将会明显升高。
如不能,及时采取合适方法进行处理,将会影响到氨法脱硫工艺系统监测的最终效果。
针对这一问题通常采用两种解决方式,热电厂工作人员还需结合自身经营发展情况,综合氨法脱硫工艺特征全面考虑,选取最佳问题解决方案。
(1)氨法脱硫工艺中涉及到硫酸铵的参与,而这一化学品拥有易溶于水的性质,在其溶于水的过程中会形成一定质量的硫酸铵结晶,当结晶总含量过大就会造成CEMS系统仪表采样管线的堵塞。
氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施
2.1 氨水喷嘴的数量 影响氨法脱硫工艺应用效果的因素之一 为氨水喷嘴的数量。在氨水在氨法脱硫工艺 应用期间,烟气等量的不同需要通过增加不 同的氨水量来提升脱硫的效率,可利用最大 限度地增加喷雾提升喷雾技术来扩大气体与 液体的接触面积,进而提升脱硫的效果。由 此可见,在氨法脱硫工艺期间,氨水喷嘴的
数量对氨水的雾化效果具有较大影响。因此, 在氨法脱硫工艺过程中应注重氨水喷嘴的数 量,避免出现烟气流速和喷入氨水的密度不 均衡等问题。
2.2 脱硫塔温度 影响氨法脱硫工艺应用效果的第二个因 素是脱硫塔温度带来的影响。脱硫塔内,脱 硫塔内部的烟气温度和脱硫效率两者之间联 系密切,通常来说,脱硫塔内烟气的温度越 低,则二氧化硫的脱除效果越好,伴随着脱 硫塔内温度的不断上升,脱硫的效率逐渐降 低,若是温度持续升高,则脱除率会开始上 升。在氨法脱硫技术应用期间,脱硫塔内部 的温度应控制在 80 摄氏度以上、60 摄氏度以 下,只有这样才能确保烟气脱硫的效果和效 率[1]。
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氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施
陈孝双
南京新世纪环保工程运行有限公司 江苏 南京 210000
摘 要:本文选择就氨法脱硫工艺存在的问题及应急应对措施,这一论点进行分析和研究,为了确保分析和研究的全面性,设计了如下研究框架。 首先,阐述了氨法脱硫工艺的相关内容,包括氨法脱硫工艺的应用原理以及应用优势,增加对氨法脱硫工艺优势以及原理的了解,为后文的分析奠 定坚实的理论基础。其次,阐述影响氨法脱硫工艺应用效果的因素,掌握影响氨法脱硫工艺效果原因。最后,阐述氨法脱硫工艺应用存在的问题, 掌握当下应用的现状,最后针对氨法脱硫工艺存在的问题,制定有效举措,确保安法脱硫工艺的有效应用,发挥其最大的优势。 关键词:氨法脱硫工艺;问题;应对;措施
氨法脱硫系统工艺优化分析与应用
氨法脱硫系统工艺优化分析与应用氨法脱硫技术是一种常用于燃煤电厂和工业锅炉中的脱硫技术。
通过将氨水与烟气中的二氧化硫进行反应,将其转化为硫酸铵,从而达到减少空气污染物排放的目的。
在实际应用中,氨法脱硫系统存在一些问题和不足之处,如脱硫效率不高、氨逃逸严重、脱硫废水处理难等,因此需要对其工艺进行优化分析和改进。
一、工艺原理氨法脱硫技术的基本原理是将含有二氧化硫的烟气经过喷雾塔,与氨水进行接触反应,生成硫酸铵颗粒并形成脱硫废水。
其中主要的反应方程式为:SO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2SO3(NH4)2SO3 + H2SO4 = 2NH4HSO4在这个反应过程中,氨水起到了中和和还原作用,将二氧化硫转化为相对无害的硫酸铵颗粒,从而达到净化烟气的目的。
二、系统组成氨法脱硫系统主要由喷雾塔、吸收器、氧化器、堆肥池、除氨设备、再生器和脱硫废水处理设施等部分组成。
喷雾塔是氨法脱硫系统的核心部件,用于将烟气和氨水进行充分接触和反应;吸收器用于收集并处理含有硫酸铵颗粒的烟气;氧化器用于将硫酸铵颗粒转化为硫酸铵;堆肥池用于暂存和处理脱硫废水;除氨设备用于去除脱硫废水中的氨气;再生器用于再生氨法脱硫系统中使用的氨水;脱硫废水处理设施用于处理脱硫废水中的污染物。
三、存在问题虽然氨法脱硫技术已经在国内外的燃煤电厂和工业锅炉中得到广泛应用,但在实际操作中还存在一些问题和难点:1. 脱硫效率不高。
由于烟气中的湿度和温度变化较大,以及烟气中存在着除硫剂的分布不均匀问题,导致氨法脱硫系统的脱硫效率不稳定,难以保证达标排放。
2. 氨逃逸严重。
在氨法脱硫过程中,由于氨水蒸气的挥发和气泡塔的氨泄漏等原因,导致氨气逃逸严重,不仅对环境造成污染,还会引起安全隐患。
3. 脱硫废水处理难。
由于氨法脱硫系统产生的废水中含有大量的硫酸铵和氨,难以直接排放,需要进行专门的处理和再利用。
四、优化分析针对氨法脱硫系统存在的问题和难点,可以从以下几个方面进行优化分析和改进:1. 提高脱硫效率。
氨法脱硫装置生产过程中存在问题及解决方案
氨法脱硫装置生产过程中存在问题及解决方案摘要:氨法脱硫是利用高活性氨水为吸收剂,使SO2与烟气反应,获得硫酸铵的资源回收技术,工艺原料易得,不产生废水,能适应与满足化工企业生产需求。
关键词:氨法脱硫;问题;措施Problems and Solutions in Production of Ammonia DesulfurizationUnitDong Wanying1前言氨法脱硫工艺能实现低能耗和有效的硫资源回收,可充分利用煤化工装置产生的废氨作为脱硫剂,用于硫回收装置的烟气脱硫,能治理SO2污染,还可生产含有硫酸铵的副产品化肥,系统不会产生废水或废渣,具有显著的综合效益,更符合循环经济要求。
2 氨法脱硫装置存在的问题某公司硫回收装置制硫后产生尾气进入尾气焚烧炉,氧化为SO2。
氨法脱硫工艺用于去除高温烟气中SO2,即基于(NH4)2SO3-NH4HSO3混合溶液,在脱硫吸收塔中与烟气中SO2反应生成(NH4)2SO3,再氧化生成一定浓度的(NH4)2SO4溶液,经结晶干燥工艺处理后,得到硫铵产品。
氨法脱硫装置脱硫塔入口烟气量50000~10000Nm3/h,入口SO2、H2S含量6000~9000mg/Nm3。
脱硫处理后烟囱排气指标设计值要求SO2浓度≤50mg/Nm3,NH3浓度≤8mg/Nm3。
氨法脱硫项目投产以来,装置现场有刺鼻气味,远超脱硫塔尾气设计排放指标,出口净烟气拖尾严重,造成环境污染;硫酸铵溶液密度保持在1.10g/cm3,溶液氧化率在80%,指标达不到要求,硫酸铵溶液质量长期不合格,结晶困难,所以暂用槽车外送出厂处理。
氨法脱硫装置运行时,出现脱硫塔出口尾气SO2不达标、硫酸铵溶液氧化率低、硫酸铵难以结晶、装置腐蚀严重等问题,装置长期在非正常条件下运行,难以保证稳定生产。
对大气造成污染,且无产品产出,破坏生态环境,造成经济损失。
系统很难继续运行,急需改造。
3 氨法脱硫装置生产中问题原因及应对措施3.1、氨逃逸。
氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施
氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施发布时间:2021-09-26T08:22:15.775Z 来源:《新型城镇化》2021年16期作者:刘利[导读] 有利于老锅炉进行改造。
但是氨气脱硫工艺仍然存在着以下几点问题:江苏爱尔沃特环保科技有限公司江苏徐州 221006摘要:氨法脱硫技术因对不同煤种特别是高硫煤具有很强的适应性及较高的脱硫效率,逐渐得到市场的青睐。
尽快研究并解决氨法脱硫面临的氨逃逸、气溶胶、氧化难、氯离子富集等问题,将有利于氨法脱硫技术的进一步推广应用。
关键词:氨法脱硫工艺;问题;应对措施1氨法脱硫工艺存在的问题氨法脱硫工艺的技术特点是安全资源化,能够变废为宝、化害为利;装置的阻力小,节省运行电耗;防腐先进且运行可靠;装置设备占地面积小,有利于老锅炉进行改造。
但是氨气脱硫工艺仍然存在着以下几点问题:氨逃逸现象的产生,氨在常温常压的状态下极其容易挥发,防止氨随着脱硫尾气逸出,减少其对环境产生的污染是氨法脱硫工艺面对的首要问题。
氨逃逸指的是在氨水温度较高的情况下逐渐汽化成氨气与水的过程,氨气不参与脱硫反应,而是同烟气一起排出,在一定程度上影响了脱硫工艺的发展以及周边的环境。
气溶胶现象,气溶胶拖尾指的是液体或者固体的小质点分散并且悬浮在大气中而形成的胶体分散体系,在氨法烟气脱硫中气溶胶颗粒形成主要是通过以下两种途径,一种是氨法脱硫工艺中排出的烟气,烟气中夹带的氨水被挥发,逃逸出的气态氨与烟气中没有脱除。
另一种是氨水吸收烟气中的二氧化硫以后,脱硫液滴被烟气携带而出,因为蒸发、烟气气体速度过快导致气溶胶现象的形成。
2氨法脱硫工艺积极的应对措施2.1氧逃逸外理措施针对氨法脱硫工艺中氨逃逸现象的处理措施如下:(1) 脱硫剂建议使用废弃的氨水,严格控制废弃氨水的质量问题,其中含粉类物质不能超过50mg/L,油的含量不能超过20mg/L,H.S 的含量不能超过0.02%,它们对硫酸铵结晶有着一定的抑制作用,最终导致脱硫反应形成的亚硫酸铵没办法得到氧化。
热电厂氨法脱硫系统中的问题及解决方法探讨
热电厂氨法脱硫系统中的问题及解决方法探讨湿式氨法烟气脱硫通常存在结垢、堵塞和腐蚀等问题,通过增加特殊设备均能很好解决相关的问题,但是气溶胶的形成是湿式氨法烟气脱硫过程存在的主要问题,通过采用比较低浓度的氨水,降低脱硫吸收温度,在脱硫出口增加湿式电除雾器,综合优化脱硫工艺参数,从而大大降低硫酸氨气溶胶的排放,使环境影响降低到最小。
标签:气溶胶;氨法;湿式烟气脱硫1、热电厂氨法脱硫系统现状目前,氨法脱硫工艺以氨水为吸收剂,主要采用喷淋吸收的方式,副产硫酸铵化肥,洗涤工艺中产生的浓度约30%的硫酸铵溶液排出洗涤塔,可以进一步处理或直接作为液体氮肥出售,也可以把这种溶液进一步浓缩蒸发干燥加工成颗粒、晶体或块状化肥出售。
目前的吸收装置,都没有较好的办法彻底解决氨法脱硫中产生的气溶胶问题,脱硫装置出口尾气中硫酸氨微细颗粒超标,带来严重的二次污染。
目前国外是采用在尾气出口加装湿式电除雾器,脱除尾气中的微细硫酸氨颗粒。
由于湿式电除雾器造价昂贵,因此并没有在国内氨法脱硫装置中得到广泛应用。
2、氨法烟气脱硫存在的问题及解决方法氨法烟气脱硫通常存在结垢、堵塞、腐蚀和气溶胶等棘手的问题。
这些问题如解决的不好,便会造成二次污染、运转效率低下或不能正常运行等。
2.1结垢和堵塞及解决方法在湿式氨法烟气脱硫中,设备常常发生结垢和堵塞。
常见的解决方法有:在工艺操作上,控制溶液的pH值和浓度;保持溶液的晶种数量;严格除尘,控制烟气进入吸收系统所带入的烟尘量,选用不易结垢和堵塞的吸收设备,选择表面光滑、不易腐蚀的材料制作吸收设备。
2.2腐蚀及解决方法煤炭燃烧时除生成SO2以外,还生成少量的SO3,烟气中SO3的浓度为10~40ppm。
由于烟气中含有水(8%~14%),生成的SO3瞬间内形成硫酸雾。
硫酸雾凝结成硫酸附着在设备的内壁上,或溶解于洗涤液中。
同时硫酸氨和亚硫酸氢铵都具有腐蚀性,这就是湿法吸收塔及有关设备腐蚀相当严重的主要原因。
氨法脱硫氨逃逸及气溶胶分析及解决措施
氨法脱硫氨逃逸及气溶胶分析及解决措施氨法脱硫是一种常用的烟气脱硫技术,其原理是利用氨与烟气中的二氧化硫反应生成硫化氢,再与氧气反应生成风险较低的硫磺。
然而,在氨法脱硫过程中,氨的逃逸和气溶胶问题是需要关注和解决的重要问题。
氨逃逸是指在氨法脱硫过程中,氨从各个环节中逸出到大气中,造成空气污染和氨损失。
氨逸出主要有以下几个方面的原因:1.系统运行不稳定:如果脱硫系统的运行不稳定,如操作不当、设备故障等,会导致氨逸出。
2.催化剂活性下降:氨法脱硫使用催化剂对氨和二氧化硫进行反应,如果催化剂的活性下降,会导致氨逸出增加。
3.氨泄漏:脱硫系统中的管道、阀门等设备可能存在泄漏,导致氨气逸出。
针对氨逃逸问题,可以采取以下措施进行解决:1.规范操作:操作人员应严格按照操作规程进行操作,确保系统稳定运行。
2.加强设备维护:定期对脱硫系统的设备进行检查、维护和更换,保证设备的正常运行。
3.泄漏监测和修复:对脱硫系统中的管道、阀门等进行泄漏监测,并及时修复泄漏点,减少氨气逸出。
4.催化剂管理:加强对催化剂的管理,避免催化剂活性下降,及时更换催化剂。
气溶胶是指气体中悬浮颗粒物,氨法脱硫过程中产生的气溶胶主要包括硫酸铵颗粒和硫酸混合胺颗粒。
气溶胶对环境和人体健康都造成一定风险。
对于气溶胶问题,常见的措施包括:1.预处理措施:在氨法脱硫前可采用预先加湿的方式将氨气和二氧化硫充分混合,提高氨气对二氧化硫的吸收效率,减少气溶胶的生成。
2.气溶胶控制技术:可通过增设静电除尘器等气溶胶控制设备,对烟气中的颗粒物进行捕集,减少气溶胶的排放。
3.废气处理措施:对于含有气溶胶的废气,可采用湿式或干式废气处理技术进行处理,将气溶胶捕集和吸收,减少排放。
4.监测和治理:建立相应的监测系统,对气溶胶进行实时监测,及时采取相应的治理措施,确保气溶胶排放符合相关标准和要求。
综上所述,针对氨法脱硫氨逃逸和气溶胶分析及解决措施,可以通过规范操作、加强设备维护、泄漏监测和修复、催化剂管理等措施来解决氨逸出问题;而通过预处理措施、气溶胶控制技术、废气处理措施和监测治理等措施来解决气溶胶问题,从而实现氨法脱硫的高效、稳定和环保运行。
氨法烟气脱硫过程中常见问题及优化措施
氨法烟气脱硫过程中常见问题及优化措施摘要:神木天元化工有限公司锅炉烟气处理采用了氨法脱硫工艺。
本文介绍了氨法烟气脱硫工艺的原理、工艺流程,阐述了装置运行过程中出现的问题,分析了异常情况产生的原因,通过在脱硫吸收塔内增加分布器、循环氧化槽增加强制氧化设施、操作指标调整等方法,解决了装置尾气不达标、硫酸铵溶液氧化率低、设备腐蚀严重等影响装置长周期稳定的生产难题。
关键词:氨法脱硫;氨逃逸;硫酸铵;氧化率;脱硫吸收塔;腐蚀引言:随着煤化工产业的大力发展,环境污染面临着日益严峻的挑战。
由于煤炭硫含量普遍较高(硫分布范围为0.1%~10%,平均约2%),在加工过程中转化为SO2等含硫氧化物,存在于外排烟气中。
目前烟气脱硫工艺有干法、湿法、半干法等,其中湿法烟气脱硫工艺又可分为钙基、镁基、氨基等几大类[1]。
在这些脱硫工艺中,氨法脱硫工艺因其流程简单、反应速度快、脱硫效率高、装置开停车时间短以及脱硫副产品价值高而受到广泛关注。
20世纪 70 年代初日本和意大利等国开始研究氨法脱硫工艺,进入90年代后得到广泛应用。
氨法烟气脱硫工艺采用一定浓度的氨水( NH3·H2O) 或液氨作为脱硫剂,在脱硫吸收塔内与烟气中的SO2逆向接触并发生反应,进而达到SO2脱除目的。
氨与 SO2反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵经过氧化形成硫酸铵产品,整个过程不产生废水和废渣。
通过多年生产实践,尾气中SO2浓度<35mg>1 工艺原理氨法脱硫工艺以水溶液中的NH3和SO2反应为基础,在多功能烟气脱硫吸收塔吸收段,氨将烟气中的SO2吸收[2],得到中间产品亚硫酸铵(简称亚硫铵,下同)或亚硫酸氢铵的水溶液,见方程式为(1);在脱硫吸收塔外的氧化槽,鼓入压缩空气进行亚硫铵的氧化反应,将亚硫铵直接氧化成硫铵,见反应方程式(2),总化学反应式见(3)。
SO2+H2O+XNH3=(NH4)XH(2-x)SO3 (1)(NH4)XH(2-x)SO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4 (2)SO2+H2O+2NH3+1/2O2=(NH4)2SO4(3)在脱硫吸收塔的浓缩段,利用高温烟气的热量将硫铵溶液浓缩,得到10-15%硫铵固体的硫铵浆液,硫铵浆液进入后处理系统,经浓缩、分离、干燥、包装等工序,得到硫铵产品。
氨法脱硫存在的问题及解决办法
氨法脱硫存在的问题及解决办法本文介绍了氨法脱硫工艺的应用现状,对其反应过程及存在问题进行了论述。
氨法脱硫技术在实际应用中存在着氨逃逸、气溶胶等显著问题,针对这些问题进行了分析与探讨。
本文提出了几种解决氨逃逸、气溶胶的办法。
标签:氨法脱硫;氨逃逸;气溶胶生态文明建设和环境保护是新时代下的要求。
随着国家对环保的要求越来越严:根据《国务院办公厅关于印发能源发展战略行动计划(2014年-2020年)的通知》中要求,大气污染物排放浓度限值在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50mg/Nm3。
氨法脱硫不失为一种较为成熟的主要脱硫技术。
在工业燃煤电厂、化工、烧结等行业,氨法脱硫有着广泛的应用空间,其脱硫系统稳定、投资更少、适应性广,将会更加广泛应用于更多行业的烟气脱硫中。
但氨法脱硫工艺普遍存在着氨逃逸严重、气溶胶难以消除等问题,这些问题制约了氨法脱硫技术的进一步的推广应用与发展。
1 氨法脱硫反应过程及存在问题氨法脱硫工艺是采用氨作为吸收剂脱除烟气中的SO2的工艺,其主要由脱硫吸收系统、副产物处理系统、烟气系统、氨贮存系统、电气仪控系统等组成。
锅炉排出的烟气通过引风机增压后进入氨法脱硫塔,脱硫塔分为三大区域,分别为浆池区、吸收段和除雾段。
1.1 反应过程烟气中的SO2从烟气进入浆液的过程是一个复杂的物理吸收和化学反应的过程,主要反应过程如下:SO2+H2O→H2SO3 (1)H2SO3+(NH4)2SO4→NH4HSO4+NH4HSO3 (2)H2SO3+(NH4)2SO3→2NH4HSO3 (3)NH3+H2O→NH4OH→NH4++OH- (4)SO2+NH4OH→NH4HSO3(5)SO2+2NH4OH→(NH4)2SO3+H2O(6)2NH4HSO3+O2→2NH4HSO4(7)2(NH4)2SO3+O2→2(NH4)2SO4(8)1.2存在問题1.2.1 氨逃逸在氨法脱硫工艺中,氨逃逸专指二氧化硫与氨反应不完全,游离氨的含量过高,导致过多的气态氨随烟气而排出。
氨法脱硫装置生产过程中存在的问题与解决方案
氨法脱硫装置生产过程中存在的问题与解决方案摘要:近年来,我国的工业化进程有了很大进展,保证烟气产品的质量安全,则成为了一项重要的任务。
气体脱硫装置作为烟气生产过程中关键的环节,其性能和操作管理直接影响烟气产品的质量。
本文首先分析氨法脱硫装置存在的问题,其次探讨采用氨法脱硫工艺的优势,最后就氨法脱硫装置生产过程中存在问题及解决方案进行研究,极大地改善了脱硫装置的运行状态。
关键词:氨法脱硫;硫酸铵;氧化率;氨逃逸;脱硫塔引言烟气脱硫是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法,是控制酸雨和二氧化硫污染最为有效和主要的技术手段。
其基本原理都是以一种碱性物质作为SO2的吸收剂,即脱硫剂。
吸收剂的性能从根本上决定了SO2吸收操作的效率及运行成本,因而对吸收剂的性能有一定的要求。
一般情况下,吸收剂按吸收能力、化学吸收性能、不腐蚀或腐蚀性小、来源及便于处理及操作,不产生二次污染为原则进行选择。
1硫酸铵结晶原理硫酸铵结晶是通过吸收氨水和二氧化硫形成亚硫酸铵溶液;亚硫酸铵溶液通过氧化形成低浓度的硫酸铵溶液;低浓度的硫酸铵溶液再经过高温蒸发出大量的水,形成过饱和溶液;过饱和溶液达到一定饱和度析出固体晶核;晶核经过不断的热运动和周围的晶体发生碰撞、摩擦组合形成较大的晶体。
2采用氨法脱硫工艺的优势目前国内有合成氨生产或纯碱产品的生产厂家,因生产过程中有低浓度氨水产生,原料易得且具备成本优势,与钙法脱硫相比,我公司热电锅炉烟气采用氨法脱硫工艺具有以下优势:1)原料易得且成本较低:公司合成氨、联碱生产工序(如铜洗再生气回收、氨贮槽驰放气回收、联碱综合回收塔洗涤液等)有回收稀氨水产生,可提浓后送锅炉烟气脱硫工序使用,原料成本相对较低。
2)运行成本较低:一方面,其本身反应活性好,配置循环液液气比较低;另一方面硫铵溶液浓缩能源来自较高温度烟气提供,无需外部另行增加热源,从而达到节能效果。
3)回收硫酸副产品,无新增污染物排放:在整个脱硫和浓缩过程中,利用高温烟气含有的余热,蒸发脱硫液中的水分,不产生新的废水。
氨法脱硫工艺存在的问题及解决办法
氨法脱硫工艺存在的问题及解决办法氨法脱硫是利用气氨或氨水做为吸收剂,气液在脱硫塔内逆流接触,脱除烟气中的SO2o氨是一种良好的碱性吸收剂,从吸收化学机理上分析,二氧化硫的吸收是酸碱中和反应,吸收剂碱性越强,越有利于吸收,氨的碱性强于钙基吸收剂;而且从吸收物理机理分析,钙基吸收剂吸收二氧化硫是一种气固反应,反应速率慢,反应不完全,吸收剂利用率低,需要大量的设备和能耗进行磨细、雾化、循环等以提高吸收剂利用率,设备庞大、系统复杂、能耗高;氨吸收烟气中的二氧化硫是气液反应,反应速率快,反应完全、吸收剂利用效率高,可以做到很高的脱硫效率。
同时相对于钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。
脱硫副产品硫酸锭是一种农用废料,销售收入能降低一部分成本。
就吸收S02而言,氨是一种比任何钙基吸收剂都理想的脱硫吸收剂,就技术流程可知,整个脱硫系统的脱硫原料是氨和水,脱硫产品是固体硫钱,过程不产生新的废气、废水和废渣,既回收了硫资源,又不产生二次污染。
氨法脱硫分为以下几个系统1.氨蒸发系统液氨由储罐出来经蒸发变为气氨,气氨进入储罐,供中和吸收系统使用。
2、吸收系统烟气进入吸收塔,经过下部喷淋的含氨母液和浮化层含氨母液充分吸收,反应后,达标排放,母液循环使用,氨气通过控制加入,母液循环到一定浓度,部分移入高倍中和槽,循环槽补充低浓度母液或清水继续吸收。
3、中和系统母液打入中和槽后,根据比重、母液温度情况决定何时通氨母液温度适合时通氨,通入氨后定时测PH值和中和温度。
根据中和温度控制通氨量,达到终点后,待溶液温度降下后通知包装工离料出产品,并取样,交化验进行质量检定。
4、循环水系统因为母液吸收和中和过程均有热量,为了移走热量,在循环槽内和中和槽内均加装冷却管束,用循环水移走多余热量,热水经冷却塔降温后循环使用。
氨法脱硫工艺流程氨法脱硫工艺主要由脱硫洗涤系统、浓缩系统、烟气系统、氨贮存系统、硫酸筱生产系统(若非氨-硫钱法则是于其工艺相对应的副产物制造系统)、电气自动控制系统等组成。
刍议氨法脱硫结晶存在的问题及处理措施
刍议氨法脱硫结晶存在的问题及处理措施【摘要】随着国家科学技术的不断发展,人们对于环保理念的追求也越来越高,现阶段在追求低碳生产的过程中需要对于超低碳排放进行合理的工艺优化,运用氨法脱硫结晶技术高效治理二氧化硫,但是在实际应用过程中产生的副产物硫酸铵晶体颗粒较小和结晶率较低,因此本文主要研究了氨法脱硫结晶存在的问题,并对提出优化措施,希望对于相关企业发展能够提供一些参考性建议。
【关键词】氨法脱硫;结晶;优化措施1.氨法脱硫结晶技术概述1.1氨法脱硫结晶技术简述氨法脱硫作为烟气脱硫中十分重要的一种技术,对于脱硫产物的氨硫酸进行结晶再利用,通过脱硫产物的在利用有效的解决成本问题。
在进行氨法脱硫结晶技术的应用过程中结晶的操作条件、亚硫酸铵的氧化率、原料氨水以及烟气的杂质等多种因素对于硫酸氨结晶率都有十分重要的影响,因此在操作过程中需要对于结晶条件包括pH值、蒸发温度、搅拌速率等各项因素通过介稳区宽度进行有效的干涉,增加溶液的过饱和度,提高硫氨酸的结晶产率。
1.2氨法脱硫结晶工艺流程在氨法脱硫结晶工艺的应用过程中主要是将原烟气进入预洗塔内,从底部使用搅拌机进行物料的充分搅拌,通过物料的有效融合使之进入预洗塔内将烟气温度降低,防止后续反应产生的亚硫酸铵分解,降低逆反应发生速率。
通过对于烟气温度的有效降低使烟气进入脱硫塔内,让烟气中的二氧化硫与氨水进行反应条件的发生,生成亚硫酸铵溶液,然后向脱硫塔内通入空气,提供氧化环境,得到硫酸铵母液,装置结构通过管道回流的预设使硫酸铵母液能够重新回到预习塔内,利用原来通入的烟气的高温进行有效的浓缩得到饱和硫酸铵浆液,通过负压蒸发系统进行水分的有效蒸发,对于硫酸铵浆液进行提纯,通过对于水分的蒸发使结晶槽内出现结晶,在结晶槽内得到的结晶,通过分离,干燥和包装后得到较为纯化的硫铵产品。
1.3氨法脱硫结晶原理在氨法脱硫结晶技术的应用过程中主要是对于硫酸铵结晶进行细小晶核的逐渐浓缩,随着晶核的逐渐长大,给予特定的外部环境加压,使晶体成长速度能够大于晶核形成速度,使结晶颗粒慢慢变大,因此在进行结晶速率的形成过程中需要对于晶核形成速度和成长速度进行有效的相关性分析,在进行硫酸铵的结晶过程应该进行吸收浓缩、晶核形成、晶体长大等多个过程,在进行晶体结晶过程时伴随着吸收反应的进行高温烟气对于结晶能够提供大量的热量使浆液进行不断的浓缩,形成过饱和溶液,当溶液达到一定饱和程度时能够对于固体晶核进行自然吸出,随着晶核的不断长大,通过气力和液力的搅动使浓缩泵的循环喷淋装置对于塔内的浆液进行不断的搅动,使成型的晶体在碰撞摩擦过程中形成外部脱落的现象,重新返回到晶核阶段,进行再次成核。
氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施研究
氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施研究【摘要】本文主要分析了氨法脱硫工艺中存在的不足,重点介绍了氨法脱硫工艺不足的解决方法和应对措施,这些应对措施不仅能够克服现有氨法脱硫工艺中存在的不足和缺点,而且具有多种特有的优势以及优点。
通过对氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施研究,以期进一步优化氨法脱硫工艺,创造出最大化的经济与社会效益。
【关键词】氨法脱硫工艺;优化措施;分析研究1氨法脱硫工艺概述在我国社会经济发展水平稳步提高的背景下,我国对于能源资源的需求量也在不断增加,煤炭是我国的主要能源之一,我国工业以及诸多生产生活领域需要消耗和使用煤炭资源,煤炭燃烧所生产的二氧化硫已经成为了我国大气污染的主要污染物。
同时,催化裂化作为炼油生产中的主要核心技术,在应用过程中也会产生大量的烟气,而烟气中的主要成分同样为二氧化硫。
在此背景下,治理二氧化硫污染成为了我国环境保护与治理的主要工作之一,脱硫工艺逐渐得到了发展。
当前我国所主要应用的脱硫工艺中,氨法脱硫具有脱硫速度快、效率高、装置开车停车时间短以及脱硫产品经济价值高等显著优势优点,逐渐成为了当前所大规模应用的成熟脱硫技术。
氨法脱硫是一种典型的气液两相接触过程,不仅存在着化学反应,也同时存在着物理吸收情况,同时在液相中也伴随着各类化学反应。
从整体角度进行分析,氨法脱硫是复杂的电解质混合体系。
在脱硫塔中,脱硫的过程主要是利用氨气进行脱硫,氨气与二氧化硫及水进行反应首先生成亚硫酸氢铵,同时,也会生成亚硫酸铵,而亚硫酸铵再与水及二氧化硫反应,会生成亚硫酸氢铵,而亚硫酸氢铵与氨气发生反应又会再次生成亚硫酸铵。
通过脱硫反应可以得知,在整体反应中,实际上能够对二氧化硫进行脱除作用的是亚硫酸铵,亚硫酸氢铵并不吸收二氧化硫,而氨气的作用主要是调节脱硫液的pH值,并将亚硫酸氢铵转化为亚硫酸铵,为二氧化硫提供脱硫剂。
在氨法脱硫过程中,一定要谨慎考虑加氨的位置,并控制浓缩段浆液的pH值,从而有效控制氨逃逸以及气溶胶的生成。
氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施-油气田环境保护
1. 3 技术优势
氨法脱硫技术与其他脱硫技 术相比 , 具 有以下 技 术优势 。 系统阻力小 1. 3. 1 脱硫塔不易结垢 , 脱硫剂氨及产物硫酸铵均具有较高 的 化学 活性 , 易溶解于水 , 因 此 脱 硫 塔 不 易 结 垢, 系统总阻力约为
栾辉 , 北京 ) 环境科学专业 , 硕士 , 现在中国石油安全环保 技 术 研 究 院 H 主要从事污染源在线监测 2 0 0 9 年毕业于中国石油大学 ( S E 检测中心工作, 系统运维管理工作 。 通信地址 : 北京市昌平区沙河镇西沙屯桥西中国石油创新基地 A 座 , 1 0 2 2 0 6
] 7 。 具 体工 艺 流 程 压缩空气系统以及电 气 系统 [ 系统 、
。
1 氨法脱硫工艺简介
1. 1 工艺 相 互 传 质 传 热 并 发 生 化学反应的过程 , 主要的反应原理如下 : S O NH3 = ( NH4) S O 2 +H 2O+2 2 3 ( NH4) S O O NH4H S O 2 3 +S 2 +H 2O=2 3 NH4H S O NH4) S O 3 +NH 3= ( 2 3 / ( NH4) S O 2 O NH4) S O 2 3 +1 2= ( 2 4 ( ) 1 ( ) 2 ( ) 3 ( ) 4
: / ( ) D O I 1 0. 3 9 6 9 0 0 5 3 1 5 8 2 0 1 6 0 6 0 0 2 9 0 3 . i s s n . 1 0 0 5 3 1 5 8. 2 0 1 6. 0 6. 0 0 9 文章编号 :1 j
0 引 言
我国是一个以煤炭 为 主 要 能 源 的 国 家 , 根据《 B P 》 世界能源统计 ( 结 果, 2 0 1 1─2 0 1 4) 2 0 1 3年煤炭在我 [ ] 1 3 。 国能源结构中的比重达 6 使我国二氧化硫和 7% 氮氧化物排放 总 量 居 高 不 下 。 为 了 控 制 二 氧 化 硫 排 放量 , 减少其对 人 类 生 存 环 境 的 破 坏 , 烟气脱硫技术 逐渐兴起和发 展 , 而 氨 法 脱 硫 工 艺 因 其 脱 硫 速 度 快、 效率高 、 装置停 开 车 时 间 短 、 脱硫产品经济价值高等 逐渐成为一项较为成熟的主要脱硫技术 优点 ,
我国氨法烟气脱硫技术存在的三大难题及建议
时脱 硫塔 和洗 涤 塔 可连 续 运 行 半 年 以 上 , 不 正 常 时 仅运 行 1~ 2个 月 就得 清理 1 次, 且脱硫 塔 较洗 涤塔
堵塞的频次要高。2 个塔 的堵塞主要表 现为塔 内设
置的搅 拌 桨或 扰动 泵故 障频繁 , 运 行负 荷高 , 工作 电 流大 , 即使 修 复也无 法正 常运 行 。停 车清塔 时 , 塔 底 淤积 的灰 泥较 厚 , 局部 高 达 1 m, 甚 至埋 没 了搅 拌 桨
出, 再 装 车运 走 , 至少需 要 2 0个 民工连 续 干 5天 , 方
可完 成清 理任 务 。当然 , 采 取用 水 冲洗 的方 式 既省 时, 又省 力 , 但 产 生 的 污 水 和 污 泥 无 法 在 污 水 站 处 理, 若 直 接排 放 , 则 会造 成 环境 污染 。 其实 , 在 2个 塔堵 塞 之 前 , 其 相 应 的 2—3台循 环泵 就频 繁堵 塞 , 主要 表 现为塔 顶 部分 喷嘴 先堵 , 再 是循 环 泵腔 积泥 堵塞 , 后 是整个 循 环管 道全 部堵 塞 。 循环 泵及 其进 口管道 堵塞 时 , 一般 容易疏 通 , 只要 拆 开连 接 法兰 和泵 蜗壳 即 可用水 冲通 。因循环 管道 为
玻璃 钢 材质 , 清理 前必 须先 割 断 , 清 理后 再重 新 防腐
氮肥 、 焦化 和煤 化 工 等 , 以石 灰 石法 为 主 的有 火 电、
钢铁和有色冶炼等行业 。因氨法烟气脱硫产品为硫
酸铵 , 俗 名“ 肥 田粉 ”, 主要 用作 肥 料 , 为 农 作 物提 供 硫和 氮养 分 , 而使 硫 资 源 得 到 循 环利 用 。较 石灰 石 法烟 气脱硫 处 理后 的工 业 废 渣 二水 石 膏 而言 , 具 有
氨法脱硫装置生产过程中存在问题及解决方案
氨法脱硫装置生产过程中存在问题及解决方案摘要:随着我国经济社会高速稳步发展,我国的工业能力和工业水平得到进一步提高,而到目前为止工业的发展依旧离不开煤炭的作用。
本文主要对氨法脱硫装置生产过程中存在问题及解决方案进行论述,详情如下。
关键词:氨法脱硫装置;生产;方案引言近年来,焦炉烟气净化工艺得到了飞速发展,各焦化企业均从结合本厂焦炉生产的实际情况和特点选择合适的技术手段满足环保达标排放要求。
1氨法脱硫装置存在的问题氧化过程中首先要保证足够的风量,氧化空气流量不足是硫酸铵溶液氧化率不达标的主要原因。
氨法脱硫装置氧化风机风量不足,不具备全通量鼓入空气的能力,正是严重影响硫铵溶液氧化率的主要原因。
另外,脱硫溶液氧化率也受排液浓度与烟气中所含H2S的浓度影响。
2氨法脱硫装置生产优化2.1增设浓缩脱硫段改造前,脱硫塔分为脱硫段、水洗段和除雾段。
改造后,原脱硫段上移,现脱硫段改为浓缩脱硫段使用。
一部分高温烟气进入脱硫塔后,先进入浓缩脱硫段进行降温,再与加氨后的循环脱硫液逆向接触,SO2等酸性气体被脱硫液大量吸收,生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵,烟气得到充分净化。
脱硫塔增设浓缩段后,硫酸铵溶液在浓缩段浓缩,密度大于1.25g/cm3时出料,解决了硫酸铵溶液不结晶问题。
脱硫液吸收SO2后,形成饱和液滴。
脱硫塔改造前,高温烟气在气液体系中发生热交换,使得溶剂水分蒸发过快,导致液滴迅速达到过饱和状态,析出大量晶核不利于硫铵晶体生长。
改造后,高温烟气经降温后再与脱硫液发生反应,蒸发结晶过程中缓慢的蒸发速率可得到较大的过饱和度,晶体生长的时间也有所延长,硫酸铵产品的平均粒度之前不足100μm,改造后提升至110μm。
2.2焦炉煤气PSA制氢新工艺在传统的焦炉煤气制氢技术中,其工艺流程有以下几点:第一,对焦炉煤气进行焦化预处理,完成对大部分烃类物质的脱除;第二,对初步净化的煤气进行湿法脱硫、干法脱萘和精脱萘、精脱硫,然后通过变温吸附(TSA)系统;第三,利用PSA制氢工艺完成氢气的提纯。
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氨法脱硫工艺存在的问题及解决方案
发表时间:2017-08-10T14:25:29.713Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第7期作者:韩笑[导读] 本文提出了一种催化剂的加入可以有效解决上述问题,并提出了催化剂加入在整个反应过程中的反应原理。
北京长信乐纯环保科技有限责任公司北京 101118
摘要:本文介绍了氨法脱硫工艺的发展以及应用现状,对其工艺原理、工艺流程以及技术优势进行论述。
氨法脱硫技术在应用的过程中存在氨逃逸、气溶胶、亚硫酸铵氧化慢等典型问题,针对这些问题进行总结与分析。
本文提出了一种催化剂的加入可以有效解决上述问题,并提出了催化剂加入在整个反应过程中的反应原理。
关键词:氨法脱硫;氨逃逸;有机催化剂
二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物,是影响大气质量的主要因素,同时空气中的SO2和NOx也是雾霾产生的重要原因之一,所以脱除烟气中的SO2和NOx刻不容缓[1]。
为了控制二氧化硫的排放量,烟气脱硫脱硝技术发展迅速,氨法脱硫工艺因其脱硫速度快、效率高、脱硫产品经济价值高等优点成为主要的脱硫技术[2~3]。
氨法脱硫技术普遍存在脱硫剂消耗大、氨逃逸严重、气溶胶难以消除、亚硫酸铵氧化慢等问题[4],这些问题制约了氨法脱硫技术的进一步推广应用。
有机催化剂的加入有效的解决了上述问题,并提出了催化脱硫的反应机理。
1氨法脱硫工艺原理及存在的问题
1.1工艺原理
氨法脱硫是气液两相之间相互传质传热并发生化学反应的过程[5],主要反映原理如下:
在整个脱硫反应中,(NH4)2SO3对SO2的吸收起主要作用,随着反应的进行,(NH4)2SO3浓度会逐渐下降,NH4HSO3浓度逐渐上升。
为了保持脱硫循环液的吸收能力,需要向浆液池中注入氨水使NH4HSO3转化为(NH4)2SO3,为了避免生成的(NH4)2SO3重新分解成SO2,(NH4)2SO3被氧化风机鼓入的氧化空气强制氧化成为(NH4)2SO4。
1.2氨逃逸
这里所述的氨逃逸专指气态氨随烟气排出脱硫装置的现象。
在氨法脱硫工程中,通常造成氨逃逸的主要原因是脱硫循环液中游离氨含量高。
氨是极易挥发的物质,常温常压下氨是气体。
所以在氨法脱硫的工程中需要将氨的浓度和温度降到尽量低。
脱硫所需要的氨是由脱除烟气中的二氧化硫的量所决定的,所以为了使吸收液中氨的浓度降低,只能加大吸收液的循环量,同时,吸收液温度降低。
另外,亚硫酸铵氧化率低也是造成氨逃逸严重的另一个原因。
脱硫生成的亚硫酸铵是不稳定的化合物,如果不及时氧化成稳定的硫酸铵,容易分解成二氧化硫和氨,造成排放烟气中二氧化硫升高同时氨逃逸加剧。
1.3气溶胶
在氨法脱硫方法中,所谓气溶胶是指气态酸性氧化物在一定条件下与气态氨反应,生成相应的极细的铵盐固体微粒,如同烟尘漂浮在气体中。
根据生成气溶胶氧化物的酸性程度,可以分为弱酸性气溶胶和强酸性气溶胶,主要是亚硫酸铵和硫酸铵。
氨法脱硫的工程越来越多,规模越来越大,人们注意到所谓的“白烟”问题,主要是气溶胶的原因。
在气态氨和水存在的条件下与烟气中的二氧化硫和三氧化硫反应生成了硫酸铵和亚硫酸铵固体微粒,不容易除去。
石灰石-石膏法脱硫工程中也出现了气溶胶问题,尤其是安装了脱硝装置的工程,会出现“蓝烟”、“黄烟”现象。
不过这种气溶胶是硫酸酸雾,与硫酸铵气溶胶有区别。
2催化剂介绍
含有亚砜的有机催化剂是北京长信乐纯环境有限责任公司生产的专利产品,该催化剂呈油状,密度为0.87 kg/m3,粘度为22.1 cst,沸点为300℃,溶解度为0.06 mg/L;
3应对措施
从氨逃逸的形成机理来看,抑制氨逃逸和气溶胶的的产生需要从机理上对其抑制,有机催化剂的加入后从反映机理上抑制了氨逃逸和气溶胶,另外在工艺上的控制也能有效的抑制氨逃逸和气溶胶的产生。
3.1有机催化脱硫反应机理
有机催化剂催化氧化法则是利用有机催化剂中的有效分子片段亚砜与亚硫酸结合形成稳定的共价化合物,有效的抑制了不稳定的亚硫酸的逆向分解。
由于烟气中氧气的存在,促进亚硫酸被持续氧化成硫酸,催化剂随即与亚硫酸分离,生成的硫酸在塔底与加入的碱性物质如氨水等发生酸碱中和反应而生成硫酸铵化肥,反应机理如图所示:
3.2选择合理的液气比
氨逃逸和气溶胶的形成与液气比关系密切,从抑制气溶胶的角度考虑,选择较大的液气比可以将液相游离氨含量控制的很低,也使气相氨的含量很低,这样就抑制了气溶胶的生成。
美国Marsulex公司主张液气比在10以上,这是经过长期研究的结论,应该具有很高的参考价值。
目前国内氨法脱硫液气比取5~10。
3.3氨水浓度
避免脱硫过程中生成气溶胶的措施是将脱硫区域气态氨含量降低,由气液平衡得知,氨水的浓度降低可以有效的降低气态氨的浓度。
一般工业上氨浓度控制在10%~20%。
3.4设置氨回收段
在脱硫塔吸收段上方设置一个氨回收段,对于减少氨逃逸有一定效果。
喷淋水会与上升的脱硫后烟气逆向接触,烟气中的氨被喷淋水吸收。
脱硫塔吸收段与氨回收段之间由横断塔体的隔板隔开,隔板上装有升气帽。
喷淋水清洗后下落到隔板上方,经管道流回喷淋罐。
冲洗后的水可以作为脱硫塔补充水落入塔循环浆液,而喷淋水用新鲜水补充,以此降低氨浓度。
3.5脱硫塔进口喷水
脱硫塔烟气进口区域或者进口烟道布置水喷淋设施,三氧化硫等强酸性氧化物都是极易溶于水的,喷水可以使这些氧化物迅速溶于水,从而避免气溶胶的产生。
3.6脱硫塔出口高效除尘除雾装置
经过脱硫的烟气含有大量雾滴,雾滴由浆液液滴、凝结液滴和尘颗粒组成,当这部分烟气进入高效除尘除雾器,高效除尘除雾器筒内加设的气旋板使脱硫气旋转起来,在气旋器上方形成气液两相的剧烈旋转及扰动,从而使得烟气中的小液滴、粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物相互碰撞团聚凝聚成大液滴,其与气旋筒壁碰撞,并被气旋筒壁捕获吸收,捕获的液滴进入多级气旋设置的一个桶内,脱硫后的烟气可以达到国家标准直排。
4结论
随着环保压力的加大,对二氧化硫、氮氧化物、烟尘等主要污染物排放要求日益严格,为实现污染物的达标排放,脱硫脱硝除尘改造不可避免。
氨法脱硫具有很强的适应性及较高的脱硫效率,逐渐成为市场的主流。
有机催化氨法脱硫可以解决氨逃逸、气溶胶、氧化难等问题,有利于氨法脱硫技术的进一步推广应用。
作者简介:作者简介:韩笑(1987-7-21).女.研究生学历.助理工程师.研究方向为:烟气脱硫脱硝,低温脱硝等。