脱硫脱硝氨法方案_1概论

2×75t/h锅炉烟气炉外氨法脱硫、硝装置技术方案二〇一五年七月二日1、氨法工艺介绍氨法烟气脱硫，脱硝技术是采用氨水作为脱硫，脱硝吸收剂，与进入吸收塔的烟气接触混合，烟气中的NOx，SO2与氨水反应，生成亚硫酸氨，经与鼓入的压缩空气强制氧化反应，生成硫酸铵溶液，经结晶、离心机脱水、干燥器干燥后即得化学肥料硫酸铵。

氨法脱硫工艺具有很多别的工艺所没有的特点。

氨是一种良好的碱性吸收剂，从化学反应机理上分析，烟气中二氧化硫，氮氧化物的吸收是通过酸碱中和反应来实现的。

吸收剂碱性越强，越利于吸收，氨的碱性强于钙基吸收剂。

而且使用氨水作为脱硫吸收剂，还可以有效的降低NOx的排放。

石灰石浆液吸收二氧化硫需要先有一个固－液反应过程，即固相的石灰石（CaCO3）先酸溶于亚硫酸，生成亚硫酸氢钙Ca(HSO3)2；而氨吸收烟气中的二氧化硫和氮氧化物是反应速率极快的气－液或气－汽反应过程，可以比较容易地达到很高的脱硫，脱硝效率。

由于氨的化学活性远大于石灰石浆，吸收塔循环喷淋量可以降至石灰石－石膏法的1/5～1/4，脱硫塔循环喷淋的动力消耗远低于石灰石－石膏法。

石灰石-石膏浆液系统一旦pH值发生比较大的波动，很容易结垢并难以清除。

而氨法副产品—硫酸铵的水溶性极好，其吸收液循环系统简单、工艺操作稳定性优于石灰石－石膏法的浆液系统。

系统启停快速，维护简单，占地面积小。

氨-硫铵法工艺中的氯离子可以和氨结合生成氯化铵（化肥）随副产品一并排出，补充加入的新鲜水仅用于烟气的增湿降温，因此氨法脱硫，脱硝是一个完全闭路循环的吸收系统，其间不需要排放废水。

燃用高硫煤（硫含量≥2%）时，氨法脱硫装置在不需要改造，不增加投资和运行费用的情况下可取得更好的效益，而石灰石-石膏法由于适应性有限，需要增加相应投资和运行费用，煤种的选择必须控制在设计范围内。

采用氨法脱硫，脱硝装置可为电厂提供广泛的燃料选择余地。

目前市场上低硫煤价格普遍高于高硫煤，高价值脱硫副产品的销售，使得这些高硫煤不仅对环境无害而且具有经济吸引力。

脱硫，脱硝副产品硫酸铵可以制作成高效的复合化肥，变废为宝，化害为利，防止二次污染。

硫酸铵的销售收入基本上可冲抵脱硫剂的消耗费用，燃用高硫煤时可为电厂带来盈利。

如果脱硫装置配套的是合成氨企业的热电厂，则氨法的优越性将得到充分发挥。

以氨为碱性脱硫，脱硝剂：SO2＋xNH3＋H2O＝(NH4)xH2-xSO3(1)x=1.0~2.0。

当x=1.0，相当于1分子氨结合1分子SO2，形成亚硫酸氢氨；当x=2.0，相当于2分子氨结合1分子SO2，形成亚硫酸铵。

在气相中，SO2和NH3主要按下述反应进行：SO2＋NH3＋H2O＝NH4HSO3(2)2.氨法脱硫脱硝的技术原理1 吸收二氧化硫,三氧化硫液氨溶于水后喷入烟气中,吸收烟气中SO2和SO3而形成铵盐,具体反应如下:NH3+ H2O→NH4OH (1)2NH4OH + SO2→(NH4)2SO3+ H2O (2) (NH4)2SO3+ SO2+ H2O→2NH4HSO3(3) NH4HSO3+ NH4OH→(NH4)2SO3+ H2O (4)当废气中含有O2,CO和SO3时(如电厂烟气),还会发生如下反应;NH4OH + CO2→NH4HCO3(5) 2NH4OH + CO2→(NH4)2CO3 (6) 2NH4OH + CO2→H2NCONH2+ 3H2O (7) 2NH4HCO3+ SO2→(NH4)2SO3+ H2O + CO2(8) NH4HCO3+ NH4HSO3→(NH4)SO3 H2O + CO2(9) 2NH4OH + SO3→(NH4)2SO4+ H2O (10)2(NH4)2SO3+ O2→2(NH4)2SO4(11) 2NH4HSO3+ O2→2NH4HSO4(12)在吸收液循环使用过程中,式(3)是吸收SO2最有效的反应.通过补充新鲜氨水(式4)或其他置换方法可保持亚硫酸铵的浓度.2 对硫化氢的吸收烟气中有H2S存在时,氨水吸收H2S ,将其还原成单质S ;反应如下:NH4OH + H2S→NH4HS + H2O (13)经催化氧化,氨水再生,并得单质硫.2NH4H2S + O2→2NH4OH + 2S (14) 3 对氮氧化物的转化氨水和烟气中的NOx发生反应生成氮气:2NO + 4NH4HSO3→N2+(NH4)2SO4+ SO2+ H2O (15) 2NO + 4NH4HSO3→N2+ 4(NH4)2SO4+ SO2+ 4H2O (16) 4NH3+ 4NO + O2→6H2O + 4N2 (17) 4NH3+ 2NO2+ O2→6H2O + 3N2(18) 4NH3+ 6NO→6H2O + 5N2(19) 8NH3+ 6NO→12H2O + 7N2(20)3、工艺流程介绍：4、我公司氨法脱硫，脱硝的特点目前，国内很多简易的氨法脱硫，脱硝装置，不考虑系统水平衡和副产品回收，随意排放废水，形成二次污染。

系统较为完整的氨法脱硫，脱硝装置也大多存在两个方面的问题。

一些氨法脱硫，脱硝技术直接采用碱性氨水喷淋（或加氨位置不当），导致烟气排放时夹带大量游离氨，脱硝，脱硫剂消耗量大，运行成本高，副产品回收率低；另一些则采用外加热蒸发结晶的副产品回收工艺，存在流程复杂、投资高，能耗大的问题。

我公司独家研制开发的“FCL氨/硫、硝酸铵烟气脱硫技术”，其吸收液中游离氨接近零，吸收剂利用率高，从而大大地降低了原料氨的消耗；同时充分利用进口烟气的热能对接近饱和状态的硫酸铵溶液进行加热蒸发、浓缩、结晶，不需外加热能，达到节能之目的。

与石灰石-石膏湿法和循环流化床半干法脱硫工艺相比，氨-硫、硝酸铵脱硫系统是一个稳定的气液反应系统，系统阻力小；脱硫效率（≥95%）；脱硝效率（≥65%）启动与退出运行，快速简便；副产品是利用价值较高的硫酸铵。

根据脱硫工艺选择的原则：“工艺成熟、运行稳定、脱硫效率高、投资省、运行费用低、无二次污染”，推荐采用FCL氨-硫、硝酸铵烟气脱硫工艺技术。

5、系统组成：本工程设置一套烟气脱硫系统，包括烟道、浓缩脱硝塔、脱硫塔、等系统部分；氨水储罐、氨水泵、工艺水罐、工艺水泵等公用系统部分；结晶蒸发器、冷却结晶槽、离心分离机、滤液槽等产品分离系统部分；以及流化床干燥机、蒸汽空气加热器、干燥风机、水冷螺旋、包装及等产品回收系统部分。

（1）流程说明～130℃的热烟气进入预洗涤塔（即浓缩脱硝塔），与来自脱硫塔的硫酸铵溶液并流接触，烟气被绝热饱和而被冷却到70℃～80℃进入脱硫塔，同时，由于硫酸铵溶液中水的蒸发而浓缩。

因此，在预洗涤塔和脱硫塔中，烟气的余热得到充分有效的利用，而不必使用大量的外供蒸汽对吸收液进行蒸发浓缩后取得硫酸铵结晶。

预洗涤塔循环液的PH 较低，对SO只是预吸收，其作用主要是烟气降温除尘，吸收液浓缩。

2脱硫、硝塔为逆流喷淋式吸收塔，上部布置了三层喷嘴。

烟气自下而上流过喷淋吸收区，经洗涤脱硫、除雾后排出吸收塔。

在脱硫塔内，根据喷淋液的PH 自动调节加入的液氨量,使SO2吸收液的PH 值较高，从而利于SO2的吸收。

在吸收塔喷淋层上方布置有两级除雾器，分离收集喷淋吸收后的烟气中夹带的绝大部分雾滴，烟气出口雾滴含量＜75mg/Nm3。

每层除雾器上下安装喷淋水管，通过定期冲洗，去除除雾器表面上的沉淀物，补充因烟气饱和而带走的水份, 维持塔底循环液的液位，喷水量与塔底循环液液位联锁。

本工程烟气脱硫技术为氨法湿式烟气脱硫，脱硫剂采用20%的氨水，为了保持系统的水平衡，系统中要采用加注液氨的方式补充脱硫剂。

SO2与氨反应后生成亚硫酸铵, 亚硫酸铵就地强制氧化为硫酸铵，硫酸铵浆液经回收处理后作为制作复合化肥的原料。

(2)工艺原理1）锅炉排烟通过充满脱硫剂喷淋液的吸收塔2）热烟气与脱硫剂在吸收塔内接触并传质传热3）SO2被脱硫剂吸收并转化为亚硫酸铵和硫酸铵4）通过浓缩塔预洗涤控制最佳反应温度5）向脱硫塔喷淋层合适位置补充新鲜氨水（液氨），恢复脱硫浆液的SO2吸收功能。

6）向脱硫塔持液槽内鼓入空气，强行将副产物氧化，并取出部分浆液输送到副产物分离、回收系统。

（3）技术特点1）脱硫效率高：在液汽比为2.5 时，脱硫效率就可达98%以上脱硝；2）运行费用较低，为石灰-石膏工艺的40%左右；3）工艺流程简单，系统设备少，为石灰-石膏工艺的20%～30%，且转动部件少，提高了系统的可靠性，降低了维护和检修费用；4）占地面积小，为石灰-石膏工艺的20%～40%，且系统布置灵活，非常适合现有机组的改造和场地紧缺的新建机组；5）能源消耗低，如电耗、水耗等为石灰-石膏工艺的30%～40%；6）能有效脱除SO3、氮氧化物、氯化物和氟化物等有害气体；7）对锅炉负荷变化的适用性强，负荷跟踪特性好，启停方便，可在40％负荷时投用，对基本负荷和调峰机组均有很好的适用性；8）对燃煤硫分的适应性强，可用于0.3%～6.5%的燃煤硫分。

且应用于中高硫煤(≥2％)时，副产物价值可以超过运行成本，其经济性非常突出；9）通过科学设计，使系统完全做到水平衡，无脱硫废水排放，不会造成二次污染；（4）烟气系统整个FGD烟气系统的压降约1000～1200Pa，由位于FGD系统上游的增压风机提供，使整个FGD系统为正压操作，同时避免引风机可能受到的低温烟气的腐蚀，保证引风机及整个FGD系统长期安全运行。

从锅炉来的原烟气, 由增压风机通过钢烟道引至脱硫系统，经过原烟气挡板,烟气进入预洗涤塔（浓缩脱硝塔），烟气经降温除尘后进入脱硫塔进行脱硫反应。

在预洗涤塔（浓缩脱硝塔）内，烟气与循环喷淋的硫酸铵溶液进行热交换，烟气温度下降至～70℃后进入脱硫塔；同时，硫酸铵溶液吸热、蒸发，进而达到浓缩的目的，硫酸铵浓度达过饱和状态。

，烟气温度进一步降低至饱和温度52℃左右。

脱硝，脱硫后的净烟气经过净烟气烟道、在脱硫塔内烟气与循环浆液充分接触反应脱除其中的SO2净烟气挡板通过原有烟囱排放到大气中。

为了将烟气脱硫，脱硝系统与锅炉系统分离开来，脱硫，脱硝系统在整个烟气系统中设置有烟气挡板门，其中设置电动执行机构，以保证旁路挡板的快速开启。

当脱硫，脱硝系统正常运行时，旁路挡板关闭，原烟气挡板和净烟气挡板开启，原烟气汇合后通过原烟气挡板后进入FGD 装置进行脱硫反应。

在要求关闭烟气脱硫系统的紧急状态下，旁路挡板自动快速开启，原烟气挡板和净烟气挡板自动关闭。

烟道均采用普通钢制矩形烟道（或圆形烟道），脱硫塔入口前的原烟气段烟道由于烟气温度较高，无需防腐处理。

脱硫塔出口后的净烟气烟道由于烟气温度已降至52℃左右, 接近酸露点, 因此考虑采用玻璃鳞片树脂涂层。

与钢烟道和脱硫塔不同, 挡板门的防腐措施, 主要靠正确选用金属材料来保证。