硫磺制酸尾氣處理中氨法脫硫的實踐應用

摘要：氨法脫硫是一種比較傳統的工藝，選用液氨或氨水為吸收劑，該辦法具有脫硫效率高、運作成本低、副產物價值高等優點，得以廣泛應用。文中從脫硫技術應用現狀入手，介紹了氨法脫硫應用機理及主要設備應用情況，分析了氨法去除尾氣SO2工藝流程。

關鍵詞：硫酸制酸尾氣；氨法脫硫；應用

現階段，對硫酸生產尾氣SO2處理的方法很多，主要有氨法、氧化鋅法等等。氨法運用氨水洗滌對含有SO2的廢氣進行處理，從而形成（NH4）2SO3—NH4HSO3—H2O吸收液體系。該體系的（NH4）2SO3溶液對二氧化硫有較好的吸收能力，是氨法脫硫的重要吸收劑，經過吸收的SO2吸收液可以運用不同的辦法展開處理，獲取各種不同的副產品。文中以硫磺制酸尾氣處理中氨法脫硫的應用為研究依據，對脫硫技術的發展現狀展開分析，介紹了氨法脫硫的機理及重要設備應用情況，概述了氨法去除尾氣SO2工藝流程。

一、簡述脫硫技術應用現狀

為了合理控制大氣中的SO2，早在19世紀時候人類就展開相關的研究，大規模采用脫硫技術的研究始于20世紀50年代。經過多年的研究，現今已經研發出200多種SO2控制技術。隨著工業經濟的快速發展，世界環境不斷惡化。發展中國家的工業化進程日益推進，排放到大氣中的污染物不斷增長。人類對自己造成的惡果感到難以應對，氨法脫硫技術是一種濕法脫硫及時，具有效率高、能耗低等特點，是隸屬于可資源化的脫硫技術手段之一，近年來，受到環保有關部門政策的支持和鼓勵，在我國得以快速的推廣和應用。國內多數工業企業采用氨法脫硫技術通常主要分布在以下幾個領域之內：①化工企業采用自備燃煤熱電鍋爐煙氣脫硫，占據氨法脫硫市場的70%左右；②制藥、造紙、工業園區等行業采用燃煤熱電聯產檢組進行煙氣脫硫占據10%左右；③鋼鐵行業和火電廠煙氣脫硫的比例分別為10%和5%左右；④化工行業等相關非燃煤工業廢氣中的二氧化硫進行脫除，占據5%左右。

二、氨法脫硫應用機理及主要設備

（一）氨法脫硫機理

氨法脫硫是采用氨與二氧化硫、水反應生成脫硫產物的基本機理展開的，氨是種良好的堿性吸收劑，氨的堿性比鈣基吸收劑要強，同時氨吸收煙氣中的二氧化硫是氣—氣、氣—液反應情況，反應速度比較快，吸收劑利用率最高，可以獲取最佳的脫硫效率。同鈣基脫硫工藝比較其操作系統比較簡單，設備體積比較小，消耗能源較低。此次工藝運用亞硫酸銨—亞硫酸氫氨溶液對硫酸裝置內尾氣的SO2進行吸收，工藝實施時設置有三級復噴復擋單元確保SO2尾氣與（NH4）2SO4母液，各個級別復噴復擋單元采用復擋吸收器、循環槽、復擋除沫器、母液泵組合為一個有效的脫硫系統。采用三級復噴復擋單元的氣液相傳質，確保尾氣排放出來的SO2可以充分的吸收劑應用。最后采用煙囪排放尾氣內的SO2體積分數下降到100cm3/m3之下，通過三級吸收之后的吸收液依次在不同循環槽內添加NH3·H2O得以再次應用，達到循環利用的效果。采用亞硫酸銨—亞硫酸氫氨溶液應用與硫酸尾氣SO2工藝中的應用情況及反應如圖1所示。吸收液對二氧化硫的吸收率及母液質量是影響寒流尾氣處理效果的重要因素，在吸收的時候生產酸式鹽NH4HSO3對二氧化硫沒有吸收能力。隨著吸收進程不斷深入，吸收液中的NH4HSO3濃度日益加大，吸收液的能力也不斷下降。此時必須向吸收液內補給充足的氨，確保有些NH4HSO3轉化為（NH4）2SO3，從而確保吸收液的吸收能力達到最佳水平。

（二）主要設備應用情況

1、復噴吸收器

復噴吸收器運用管式設計形式，采用氣、液兩相能獲取充分的接觸，傳質效果最佳。尾氣脫硫在復噴吸收器內達到吸收的效果，氣相內的二氧化硫、三氧化硫進入到液相之中，從而形成亞硫酸鹽，母液內的亞硫酸鹽的總含量較高。母液采用雙向離心式噴頭想吸收器管內進行噴射。

2、復擋除沫器

復擋除沫器是一種高效低壓降除沫器，是由進氣管、器身、擋板排液口等各個部分組合而成，它的工作原理與旋風除塵器有一定的相似之處。器內設置有多個不同高度的擋板，運用離心力作用是想愛你氣液分離的效果，母液處于重力作用之下流進椎體，尾氣從復擋除沫器出氣口排出來。所設置的多層擋板縮短液滴移動的距離，提升霧沫分離的最終成效。復擋除沫器結構簡單、操作簡便、阻力小，除霧效果較好。

三、氨法去除尾氣SO2工藝流程

采用硫磺制酸生產裝置對塔頂含硫尾氣進行有效吸收，分別采用各個級別氨法脫硫復噴復擋單元。第一步，先進入氨法尾氣脫硫的一級復噴吸收器內，在器內同噴霧狀的（NH4）2SO3—NH4HSO3溶液相接觸達到脫除SO2的效果，隨之進入二級復擋除沫器內進行除沫工藝，氣液合理分離之后。第二步，尾氣進入三級復噴吸收器內實施最后一次脫硫，確保尾氣內的SO2含量達到最低水平，尾氣已經脫除到標準排放數值之后，在采用三級復擋除沫器進行除沫，氣液進行分離之后尾氣的（SO2）≤0.01%，酸度不能超過40mg/m3，經過平行煙道由煙囪排放到大氣中。各個級別的復噴吸收器把吸收過SO2的母液依次流入相應級別的復擋除沫器內，母液會在復擋除沫器中形成液封，氣液無法進行分離，母液會進入三個級別的循環槽內。對循環槽內添加380.71kg/h的氨和2642..5kg/h的水確保母液可以再生，形成新的吸收液，保障吸收液的密度和堿度處于正常狀態。之后各個環節的吸收液會由母液泵一次送入不同的復噴吸收器內，進行脫除SO2操作。各個級別的吸收液采用各自的堿度單獨展開循環，分別在不同的循環槽內添加氨氣和誰實施串液。每個循環槽都要加入適量的水和控制串液來確保液位正常，如果一級的循環槽母液濃度上升至1.30～1.32g/l且堿度達到相應指標時，通過一級母液泵音符某些母液輸送到亞硫酸銨制造工段內，采用氨氣中和（NH4）H2SO3之后回去多數的（NH4）2SO3結晶。采用蛇管冷卻器有效掌控結空的溫度狀況，進而引出含有（NH4）2SO3*H20懸浮液輸送到離心機內，隨之獲取工業硫酸銨或工業亞硝酸銨，母液轉回到吸收系統內。

圖2硫磺制酸裝置尾氣氨法脫硫工藝流程簡圖

四、結束語

隨著合成氨工業的不斷發展及氨法脫硫工藝的逐步完善，氨法脫硫技術受到有關行業的重視和關注，本文以硫磺制酸尾氣處理中氨法脫硫情況為研究對象，分析了氨法脫硫應用機理及主要設備的應用情況，介紹了氨法去除尾氣SO2工藝流程。

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