1.氨法脱硫塔内饱和结晶工艺选择的原理有哪些
【氨法脱硫硫酸铵出不来的原因分析】氨法脱硫技术的核心就是用氨水吸收烟气中的SO2气体,先进行酸碱中和反应,即氨和SO2反应生成亚硫酸铵,再发生氧化反应,即亚硫酸铵在大量空气存在的环境中被氧化成硫酸铵。相关的化学反应式如下:
SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3
2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4
当氧化效果不佳时,洗涤塔溶液中的主要成分为亚硫酸铵,硫酸铵晶体较难形成。主要原因是:洗涤塔未通入空气氧化,溶液的氧化效果差,大量的亚硫酸铵未及时转化为硫酸铵,这使硫酸铵产品加工工序结晶差、无产品产出。
其不利影响还会表现在以下二个方面:
1、亚硫酸铵极不稳定,很容易发生分解,使得烟囱所排放的废气中夹带大量逸氨和硫酸铵气溶胶,在天空中不易散去;
2、在硫酸铵溶液蒸发结晶过程中,因工艺条件不利于亚硫酸铵结晶,所生成的结晶体极为细小,难以脱水分离。
2.氨法脱硫中,塔内结晶的优点有哪些
氨法烟气脱硫是用氨(可以是氨气、氨水或碳酸氢铵)作为吸收剂,对锅炉烟道气(或者钢厂烧结机烟气等)进行二氧化硫脱除,通过空气氧化成副产物硫酸铵。
氨法烟气脱硫的主要设备是脱硫塔,工艺流程一般分为两种塔内饱和结晶和塔外蒸发结晶。塔内饱和结晶工艺主要是吸收液在循环吸收过程中,塔池中硫酸铵达到过饱和直接析出晶体,然后排出带了硫酸铵结晶体的浆液,该浆液通过固液分离得到硫酸铵。
塔外蒸发结晶工艺是吸收二氧化硫过程中吸收塔塔池中的硫酸铵溶液未达到饱和,排出的溶液通过蒸发过程得到硫酸铵晶体。就塔内结晶的工艺而言,烟气进入脱硫塔中部,在吸收塔吸收区与喷淋层喷出的吸收液逆流接触。
烟气中的二氧化硫被吸收液吸收,吸收液落入吸收塔底部的塔池。 循环吸收液是含有硫酸铵晶体的饱和硫酸铵溶液,溶液中只含有少量亚硫酸铵,PH值为5-6之间。
吸收液吸收二氧化硫的化学式为S02 H20=H2S03 ;塔池中补入空气和氨水。在塔池中的反应是H2S03 2NH3= (NH4) 2S03 ;(NH4) 2S03 L/202= (NH4) 2S04。
控制塔池中硫酸铵的固体浓度,达到5%左右固含量后用排出泵将浆液连续排出以便维持溶液中固体的浓度和塔池的液位。排出液去固液分离得到硫酸铵作为副产品,母液返回吸收塔。
烟气被吸收二氧化硫后经过塔上部的除雾器、规整填料吸收逃逸的氨气后从塔顶排出。在脱硫塔中,塔池是一个无任何区域分割的容器。
底部分布有氧化空气管以及搅拌装置。循环吸收泵从塔池底部抽取循环吸收液。
排出泵从塔池底部抽取排出液。循环吸收液与排出液的成分相同。
3.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。
4.脱硫液中挥发氨的测定
1 氨法FGD的主要特点ؤ1.1 脱硫塔不易结垢إ由于氨具有更高的反应活性,且硫酸铵具有极易溶解的化学特性,因此氨法脱硫系统不易产 生结垢现象。
ؤ1.2 氨法对煤中硫含量适应性广إ氨法脱硫对煤中硫含量的适应性广,低、中、高硫含量的煤种脱硫均能适应,特别适合于中 高硫煤的脱硫。采用石灰石/石膏法时,煤的含硫量越高,石灰石用量就越大,费用也就越 高;而采用氨法时,特别是采用废氨水作为脱硫吸收剂时,由于脱硫副产物的价值较高,煤 中含硫量越高,脱硫副产品硫酸铵的产量越大,也就越经济。
ؤ1.3 无二次污染إ氨是生产化肥的原料。以氨为原料,实现烟气脱硫,生产化肥,不消耗新的自然资源,不产 生新的废弃物和污染物,变废为宝,化害为利,为绿色生产技术,将产生明显的环境、经济 和社会效益。
因此,氨法与钙法具有明显的区别。氨法属于回收法,钙法属于抛弃法。
抛弃 法的缺点是消耗新的自然资源、产生新的废弃物和污染污,具有明显的二次环境问题。ؤ1.4 系统简单、设备体积小、能耗低إ氨是一种良好的碱性吸收剂,从吸收化学机理上分析,SOح2的吸收是酸碱中和反应,吸收 剂碱性越强,越利于吸收,氨的碱性强于钙基吸收剂;而且从吸收物理机理上分析,钙基吸 收剂吸收SOح2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,往往设备庞大、系统复杂能耗 高;而氨吸收烟气的SOح2是气-液反应,反应速度快、反应完全,吸收剂利用率高;可以 做到很高的脱硫效率,同时相对钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。
إ另外,其脱硫副产品硫酸铵是一种农用肥料,硫酸铵的销售收入能冲抵吸收剂的成本,甚至 是整个运行成本,特别是对于自身副产液氨或有废氨水的企业来说,可以利用液氨或废氨水 作为脱硫吸收剂,达到用废水治理废气的目的,副产品的销售收入还可以给脱硫装置带来一 定的经济效益。ؤ2 氨法FGD的原理إ烟气脱硫是一个十分典型的化工过程,它基于碱性脱硫剂与酸性SO2之间的化学反应。
碱 性脱硫剂包括石灰石(石灰)、纯碱(烧碱)、氧化镁和氨,分别可称为钙法、钠法、镁法和氨 法。任何FGD过程都包括两个基本的化学反应过程:①吸收:SOح2吸收生成为亚硫酸盐;② 氧化:亚硫酸盐氧化为硫酸盐。
إ氨法脱硫以水溶液中的SOح2和NHح3的反应为基础:إ吸收:SO2+H2O+XNH3=(NH4)XH2-XSO3(亚硫铵)إ氧化:(NH4)XH2-XSO3+1/2O2+(2-X)NH3=(NH4)2SO4(硫铵)إ这是回收法,其明显特点是:无二次废渣、废水和废气污染; 回收SO2,生产硫铵,实现SO2回收价值的最大化。