火電廠脫硫系統中氨氣的制備與應用

王強　孫勇　汪永威　丁朋果

（中國大唐集團科學技術研究院有限公司華中分公司，河南鄭州　450000）

火電廠脫硫系統中氨氣的制備與應用

王強孫勇汪永威丁朋果

（中國大唐集團科學技術研究院有限公司華中分公司，河南鄭州450000）

我國經歷了一個經濟發展的快速時期，但是我們在積累大量的經濟財富的同時，也使得我們的環境污染達到了非常嚴重的程度，所以，在新的經濟發展時期，如何實現經濟又好又快發展，便是我們最重要的問題。減少環境污染，我們只能從源頭來解決，才是最經濟和有效的方法。在環境污染中，比較嚴重的就是酸雨帶來的危害，因為它可以直接危害到我們的森林以及各種文物古跡。而火電廠排放的二氧化硫是產生酸雨的主要原因，所以我們要研究的就是如何使火電廠脫硫系統發揮最好的作用。本文將重點討論氨氣脫硫的原理，并從氨氣的制備與應用來進行闡述，希望能給讀者在實際工作中帶來一定的幫助。

脫硫系統氨氣脫硫制備應用

在日常生產中，我們通常都會使用一些脫硫裝置，來進行日常工作中的脫硫。但是，使用脫硫裝置，并不代表可以實現完全脫硫。2號吸收塔存在著脫硫效率低，耗電率高的情況，另外，從理論上來講，我們所使用吸收塔漿液的PH值越高，那么二氧化硫的吸收效果也會較好，但是，在對1號和2號機組進行對比時，我們會發現并不盡然。

在實際調查中，我們可以發現脫硫效率低的原因有噴淋層及噴嘴堵塞，出入口氧量變化大、準確性差等。噴淋層噴嘴堵塞的原因包括雜物未清理、漿液循環泵入口管道襯膠層脫落等，這也造成了噴淋霧化效果差、面積小等現象，直接降低了脫硫效果。在這里我們也建議對噴淋層及噴嘴進行檢查，及時清除噴嘴堵塞物，更換堵塞嚴重及損壞的噴嘴。不僅如此，我們還要進行準確的氧量確定，加強各項指標的檢測，以便更好的維持氧量穩定。針對漿液PH值的問題，我們發現過高PH值，會使CaCO3含量明顯增高，石灰石的利用率自然就降低了。另外，PH值過高會令石膏因含過多的水而造成石膏脫水困難。

在這里，本文將主要講述氨氣脫硫裝置。氨氣脫硫方法作為一種清潔的新型技術，它的應用是非常廣泛的。而它的主要工作機理是以氨來作為一個媒介，也就是說以氨為吸收劑來與二氧化硫產生化學反應，從而消除空氣中的二氧化硫。氨本身是一種堿性物質，又是一種良好的吸收劑，具有速度快和完全性的特點，所以，在實際使用中，氨能夠充分發揮吸收劑的作用，脫硫的效果好，效率高。從產品成本來說，因為氨氣脫硫會產生一些副產品，而這些副產品大多是制造化肥的原料，所以，這筆收入可以從很大程度上降低氨氣脫硫的運行成本。

1　氨氣的制備

1.1制備的化學原理

因為氨氣具有易溶于水的特質，所以我們通常會選擇向下排空氣法來進行氨氣的收集，而不是排水集氣法，但是這樣也有一個弊端，就是我們所收集的氨氣純度不夠，濃度也比較低，會直接影響氨氣的使用效果。另外，氨氣具有刺激性氣味，在實驗中我們要注意盡量避免氨氣的溢出，在制作氨氣時，我們會用到這個公式：NH3· H2O===NH3↑+H2O，它主要是使濃氨水與生石灰產生化學反應，從而產生氨氣。

氨氣脫硫技術主要是利用NH3和廢水中的SO2發生化學反應，它的化學反應也是包括吸收和氧化兩個部分，公式是：

SO2+H2O+xNH3=（NH4）xH2-xSO3

（NH4）xH2-xSO3+1/202+（2-x）NH3=（NH4）2SO4

我們將這種方式稱之為回收法，因為它沒有產生廢氣或者是廢水，是非常環保的方法，而且它通過回收SO2，來制造出硫銨，而硫銨又可以作為化肥原料，這樣就實現變廢為寶，并且不再使用新的資源，也不產生新的污染物，更好的提高社會效益和經濟效益。

1.2氨氣脫硫的工藝系統

氨氣脫硫是一個比較復雜的工藝過程，它主要是由以下幾個系統組成：氨水系統、氨氣脫塔系統、氧化系統、回收系統和控制系統。這幾個系統基本構成了氨氣脫硫的全部技術體系，而且，每一個系統都有其各自不同的要求，我們在準備時就要注意各個系統的設置要符合我國相關準則的規定。

在這里，我們主要強調氨氣脫硫的控制系統。為了使脫硫的水平達到機組的自動化水平，我們可以盡量使用集中控制的方法來進行操作。就目前而言，我國進行氨氣脫硫仍然主要是采用分散型的系統，雖然其和機組系統采用的是相同硬件，但是其自動化水平卻不如集中控制方式。這種分散控制系統包含通訊接口，可以實現與主控制系統及其他控制系統之間的數據處理和通訊。另外，為了保證氨氣脫硫系統在發生故障時可以緊急暫停，我們除了設置鍵盤以及LCD外，還應該設置擋板控制，并使其獨立于DCS。脫硫系統是否運行，是與其單元機組有關的。脫硫控制系統只是機組的一個子系統，因此，我們在設計脫硫系統時，可以考慮使用硬接線來進行機組和控制系統之間的數據聯系。

1.3氨氣脫硫控制室的布置

脫硫控制一般會與除塵、灰共享一個灰網控制室，在這一控制室里，可以實現脫硫控制設備以及相應的附屬設備的運行，并且可以對脫硫機柜的運行情況進行監控、調整，以及意外情況的警報和保護裝置的啟動。而脫硫設備，我們通常會將其安排在需要脫硫的設備房間。另外，我們應該最少設置3個操作站，在脫硫設備間，我們需要設置一個操作站，以便對設備進行及時的調控和修理，在灰網控制室，我們可以安排2個操作站，以便更好的對設備運行的情況進行監控。

2　氨氣脫硫的應用

2.1氨氣脫硫是否可行的分析

氨氣脫硫從理論上來講，具有比較明顯的優勢，但是，我們還是要具體分析其是否已經具備了為大型火電廠服務的能力。根據我們已經掌握的資料，在我國的一些企業，尤其是廣西水利電力建設集團有限公司田東電廠的相關報告，可以說明我們的氨氣脫系統已經發展成熟，而且脫硫技術也比較先進，具備了在大型火電廠進行運用的技術條件。

使用氨氣脫硫技術，我們首先必須保證的就是擁有足夠的氨氣。目前，隨著合成氨技術的不斷提高，我們所擁有的氨氣產量也在不斷增加，而且相關企業的分布也比較均勻，除了上海和西藏等地區，其他地區均有分布，而且這些企業大多都是中型或者是大型企業，這就為氨氣脫硫技術的使用提供了吸收劑的供應。而且，就現在的情況看，我國合成氨的年產量要遠遠大于脫硫所需要氨得數量，因此，即使是廣泛使用氨氣脫硫技術，以我國的情況看，也是完全有能力保證氨氣供應的。

2.2氨氣脫硫應用成果

我國目前采用的氨氣脫硫技術已經有了非常大的發展，根據我國相關企業的報告，其脫硫的各項指標，包括脫硫效果、氨氣的回收再利用效率等指標都已經達到了國際比較先進的水平，這充分表明，我國火電企業完全有能力來通過氨氣脫硫技術降低二氧化硫的排放，從而更好的保護環境。隨著時間的發展，我們的脫硫技術只會另外，為了滿足人們日益增長的能源要求，火電廠所使用的燃煤的含硫量也在不斷的增加，因此，人們對于氨氣脫硫技術是否能應對這一需要也存在著疑慮，但是根據我們目前掌握的情況來看，氨氣脫硫技術對于煤種有比較強的適應能力，即使是煤種含有較高的含硫量，氨氣脫硫技術也可以很好的進行清除，不僅能夠保證脫硫的效率，也可以以較低的運行成本來滿足脫硫要求。氨氣脫硫技術如果能夠保證使用效率在95%以上時，那么可以去除廢物中的部分硝成分，而不需要再重新承擔相關的費用，這樣的一步到位，既節省時間，又能達到較好的效益。

是越來越成熟，而且我們現在的技術利用已經體現了可靠和穩定的特點，即使是比較大型的火電廠也完全可以進行推廣和使用。

2.3延伸脫硫副產品

從上文的公式中，我們可以看到氨氣脫硫技術可以產生副產品—硫酸銨，而硫酸銨是化肥的主要原料，這種廢物利用對我們這種農業大國來說是非常有利的，因為，我國的硫酸銨需求量非常大，但是其出口量也是非常大的，我國目前的硫銨產量遠遠不能滿足我國的現實需要，所以，我們可以充分這種在某種程度上是免費的資源，利用其進一步改善我國的土壤結構和質量，從而實現以更低的成本創造出更高的收益。不僅如此，這幾年來，人們更多的開始將硫酸銨應用到其他方面，例如橡膠制品、礦石浸取等，更多的開發其商業價值，也使得氨氣脫硫的成本在不斷的下降。

3　結語

氨氣脫硫技術既清潔環境，又節約能源，并且能夠創造出可以被利用的新資源。無論是從工藝技術，還是從經濟效益上都已經具備了在大型火電廠應用的條件，而且，其作為一種新型的清潔能源，已經滿足了我國目前對于環境發展的要求，所以，氨氣脫硫技術應該得到相關部門的重視，得到相關企業廣泛的應用，這樣才能真正發揮其作用，從而更好的為我們這個農業大國服務，創造出更好的經濟效益和社會效益，并使得我們的環境變得更加美好，真正實現人民生活更加幸福的口號。

［1］李學成.燃煤電廠脫硫生產物綜合利用的經濟技術價值分析［J］.中國環境科學學會學術年會論文集，2011.03.

［2］徐長香.氨法煙氣脫硫技術綜述［J］.電力環境保護，2012.05.

［3］李秀可.燃煤煙氣脫硫脫硝技術及工程實例［J］.環境與科學工程出版社，2012.11.

［4］張程錦.工業脫硫技術［J］.化學工業出版社，2013.03.

［5］張海文.火電廠煙氣脫硫工程評估試點［J］.中國電力報，2013.02.