酸性氣體的氨法脫硫工藝分析

李通

山東省東營(yíng)市港城熱力有限公司 山東東營(yíng) 257000

1 氨法脫硫的原理和步驟

在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，尤其是火力發(fā)電廠通常會(huì)產(chǎn)生大量的酸性氣體，如果直接將這些氣體排放到空氣中，必然會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的污染，因此對(duì)采用多種方法措施對(duì)這些氣體實(shí)施脫硫處理，降低煙氣中的二氧化硫含量就顯得尤為重要。截止到目前為止，人們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中會(huì)采用鈣法脫硫、鐵法脫硫、氨法脫硫等多種方法，其中氨法脫硫最為常見(jiàn)。對(duì)氨法脫硫技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)地分析探討具有重要的實(shí)踐意義和理論意義。

1.1 氨法煙氣脫硫的原理

氨法煙氣脫硫是利用氨氣和二氧化硫的化學(xué)反應(yīng)，向酸性氣體中通入氨水，吸收掉酸性氣體中的二氧化硫，進(jìn)而得到亞硫酸銨和亞硫酸氫氨，在酸性氣體脫硫系統(tǒng)的循環(huán)槽中通入相應(yīng)的壓縮空氣，使得亞硫酸銨發(fā)生氧化反應(yīng)，最終生成硫酸銨溶液。在脫硫塔的濃縮階段，使用高溫?zé)煔獾臒崃繉⒘蛩徜@溶液進(jìn)行壓縮，進(jìn)而形成含有硫酸銨的漿液，然后進(jìn)行濃縮、離心分離、包裝等多種加工工序，生產(chǎn)硫酸銨產(chǎn)品最終達(dá)到酸性氣體脫硫處理的目的。

1.2 氨法煙氣脫硫工藝流程

在火力發(fā)電廠中，通過(guò)鍋爐引風(fēng)機(jī)排出來(lái)的煙氣和硫回收的克勞斯尾氣一同進(jìn)入脫硫塔濃縮裝置，煙氣經(jīng)過(guò)脫硫處理后會(huì)排入煙囪，引風(fēng)機(jī)可以有效避免脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)巨大的壓降現(xiàn)象。值得注意的是煙囪上一般都有擋板門(mén)裝置，一旦出現(xiàn)意外情況，可以直接將煙氣和克勞斯煙氣排入煙囪[1]。

脫硫系統(tǒng)主要分為兩部分：第一部分是脫硫塔；第二部分是循環(huán)槽。脫硫塔又可以細(xì)分成濃縮階段、吸收階段和除霧階段。煙氣自下往上排放，而吸收液從上往下排放，兩者發(fā)生交匯融合，發(fā)生物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，能夠有效去除煙氣中的二氧化硫，進(jìn)而生成亞硫酸銨和亞硫酸氫氨，經(jīng)過(guò)脫硫處理的煙氣會(huì)經(jīng)過(guò)除霧器，進(jìn)而除去煙氣中的液滴，最后從擋板門(mén)排入煙囪。

吸收液是通過(guò)氨水槽流入脫硫系統(tǒng)的，引風(fēng)機(jī)會(huì)向脫硫系統(tǒng)中排入一些氧氣，使得亞硫酸銨和亞硫酸氫氨發(fā)生氧化反應(yīng)，進(jìn)而生成硫酸銨和硫酸氫按，煙氣中的熱量可以對(duì)硫酸銨溶液進(jìn)行壓縮處理，硫酸鈉漿液會(huì)通過(guò)旋流器流入離心機(jī)，最終經(jīng)過(guò)振動(dòng)流化床干燥處理，得到含氮量20．5%以上、含水量1%以下的硫酸銨產(chǎn)品。

2 氨法脫硫存在的問(wèn)題分析

氨法在煙氣脫硫過(guò)程中存在很多優(yōu)勢(shì)，但是也存在很多問(wèn)題和不足，具體內(nèi)容如下所示：

2.1 氨逃逸問(wèn)題

眾所周知，氨水的揮發(fā)性非常強(qiáng)，氨法脫硫過(guò)程中，氨水會(huì)揮發(fā)成氨氣和水，隨著脫硫尾氣一批排放到空氣中，不僅對(duì)周圍環(huán)境造成了極大的污染，也使得氨法脫硫的效率大大降低。對(duì)氨逃逸進(jìn)行系統(tǒng)全面地分析研究，并制定合理有效的應(yīng)對(duì)措施就顯得尤為重要。在實(shí)際運(yùn)作過(guò)程中，鍋爐排放的酸性氣體溫度比較高，會(huì)大大增加氨水的揮發(fā)效果，有的火電廠為了提高酸性氣體的脫硫效果，會(huì)使用過(guò)量的氨水，脫硫塔上方會(huì)形成“自煙”現(xiàn)象，這就是氨水揮發(fā)造成的。由此可以看出，氨逃逸主要是由于氨水揮發(fā)性強(qiáng)、脫硫系統(tǒng)溫度高造成的。

2.2 氣溶膠問(wèn)題

在酸性氣體氨法脫硫過(guò)程中很容易出現(xiàn)氣溶膠現(xiàn)象，這是因?yàn)橐簯B(tài)和固態(tài)小分子懸浮在空氣中，從而形成膠體分散體系。氣溶膠的形成主要有兩種途徑：一種是酸性氣體脫硫過(guò)程中，氨水揮發(fā)成氨氣和水分子，空氣中的氨氣分子與二氧化硫分子發(fā)生氣相反應(yīng)，最終形成亞硫酸氫氨和硫酸銨并懸浮到空氣中。第二種是氨水吸收酸性氣體中的二氧化硫之后，相應(yīng)的液體隨著氣體排出，在高溫情況下，亞硫酸銨變成固體結(jié)晶并懸浮在空氣中，形成了氣溶膠。

3 氨法脫硫的優(yōu)化措施

3.1 氨逃逸的處理措施

氨水是造成氨逃逸的重要因素，所以應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)氨水質(zhì)量的管理控制，具體作法如下所示：第一，將氨水中的酚類物質(zhì)、硫化氫、油脂等比例控制在合適范圍之內(nèi)，這些物質(zhì)對(duì)硫酸銨結(jié)晶有著良好的抑制作用，能夠有效避免亞硫酸銨出現(xiàn)氧化反應(yīng)。第二，控制好酸性氣體的流速，酸性氣體氨法脫硫主要應(yīng)用的是二氧化硫與氨氣的化學(xué)反應(yīng)，氣相中二氧化硫和氨氣的含量對(duì)平衡濃度有著重要的影響[2]。因此將酸性氣體的流速控制在合適范圍之內(nèi)，就可以有效避免出現(xiàn)嚴(yán)重的氨逃逸現(xiàn)象。

3.2 氣溶膠的處理措施

在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，火電廠、化工廠可以通過(guò)提高脫硫率的方法，來(lái)有效控制氣溶膠的發(fā)生，可以將第三代塔外氧化脫硫技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，在脫硫塔外加裝一套循環(huán)槽氧化系統(tǒng)，選擇高效合理的噴淋技術(shù)，消除氣溶膠“拖尾”現(xiàn)象。第二，使用降低溫度的方法，減少氣體中亞硫酸鹽的含量，降低煙氣中的水分，最終達(dá)到減少氣溶膠現(xiàn)象、凈化環(huán)境的目的[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)酸性氣體氨法脫硫的原理、工藝進(jìn)行系統(tǒng)全面地分析探討，使人們對(duì)氨法脫硫技術(shù)有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。然后對(duì)酸性氣體氨法脫硫技術(shù)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析研究，認(rèn)識(shí)到氨逃逸、氣溶膠等問(wèn)題產(chǎn)生的原因和危害，進(jìn)而提出一系列針對(duì)性的改善措施，不僅可以有效提高酸性氣體氨法脫硫的效果，還能避免對(duì)環(huán)境造成太大的污染，為酸性氣體脫硫工作的發(fā)展提供了重要的理論指導(dǎo)。