王海波（杭州江東富麗達(dá)熱電有限公司，浙江杭州 311228）

氨法煙氣實(shí)現(xiàn)脫硫的技術(shù)研究

王海波（杭州江東富麗達(dá)熱電有限公司，浙江杭州 311228）

本文立足國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，對(duì)氨法脫硫原理及工藝流程進(jìn)行了介紹，在此基礎(chǔ)之上，針對(duì)氨法脫硫的相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)了研究，最后分析了氨法脫硫技術(shù)在國(guó)內(nèi)電廠應(yīng)用的前景。

氨法；脫硫；技術(shù)

近年來(lái)，氨法脫硫技術(shù)以其特有的優(yōu)勢(shì)在我國(guó)得到了廣泛的推廣。接下來(lái)，我們將對(duì)氨法脫硫技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單地介紹，并著重分析影響其效率的因素以及在我國(guó)推廣的前景。

1 氨法脫硫技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 技術(shù)的原理

采用氨水液氨等作為脫硫劑，煙氣中的SO2與氨反應(yīng)生成（NH4）2SO3，（NH4）2SO3與空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)生成（NH4）2SO4，吸收液經(jīng)結(jié)晶、脫水、壓濾后制得（NH4）2SO4。利用液氨作為脫硫劑，與煙氣中的二氧化硫以及氧氣經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)，最終生成（NH4）2SO4。

1.2 氨法煙氣脫硫的工藝

煙氣首先在除塵之后進(jìn)去脫硫塔，經(jīng)過(guò)洗滌降溫之后，與氨化后的吸收液接觸，煙氣中的二氧化硫與吸收液反應(yīng)生成用硝酸銨，之后，煙氣經(jīng)過(guò)除霧以及再加熱處理之后排入大氣。目前常用工藝類型主要有Walther氨法工藝、GE氨法、NKK氨法、AMASOX氨法等等。

2 影響氨法脫硫效率的因素

2.1 噴嘴對(duì)氨法脫硫效率的影響

氨水的霧化效果對(duì)脫硫效率高低具有關(guān)鍵作用。霧化效果越好，氨水與SO2的接觸面積越大。當(dāng)氨水和煙道中的SO2最大限度地接觸才有可能提高脫硫效率。對(duì)于相同的煙氣量，氣液接觸面的增加不能簡(jiǎn)單地用增加氨水量來(lái)提高脫硫效率，應(yīng)通過(guò)噴霧技術(shù)質(zhì)的提高來(lái)獲得高的質(zhì)量，超微液滴和大的覆蓋面使氨水在整個(gè)吸收器中最大限度地充滿整個(gè)空間段，使煙氣在此段時(shí)和千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)氨水液滴接觸，達(dá)到高效率脫硫。超細(xì)液滴的噴霧質(zhì)量可以大大節(jié)約用水量和氨。

2.2 溫度對(duì)氨法脫硫效率的影響

大量實(shí)驗(yàn)證明，溫度對(duì)脫硫效率的影響很大。溫度與脫硫效率的關(guān)系為：低溫下，脫硫效率很高，隨著溫度的提升，效率逐漸下降。當(dāng)溫度達(dá)到65～75℃時(shí)，效率達(dá)到最低，之后，效率隨溫度提升逐漸提高。因此，氨法脫硫過(guò)程中一般將溫度控制在60℃以下或者80℃以上。

2.3 氨水濃度對(duì)氨法脫硫效率的影響

氨水的濃度對(duì)脫硫效率存在一定的影響，濃度高，脫硫效率高，但氨水的消耗將變大；反之，降低了氨水消耗，脫硫效率將下降。因此，在實(shí)際工程中，應(yīng)該綜合考慮，選定最經(jīng)濟(jì)的濃度。

2.4 水質(zhì)對(duì)氨法脫硫效率的影響

水中所含有的Ca2+、Mg2+等離子的濃度因地區(qū)不同而存在一定的差異，Ca2+、Mg2+離子存在的主要危害就是結(jié)垢。研究表明，當(dāng)水質(zhì)的溫度持續(xù)保持在50℃以上的時(shí)候，水中的Ca2+、Mg2+很容易在噴嘴管路位置結(jié)垢，進(jìn)而影響了噴入氨水的數(shù)量，最終將低氨法脫硫的效率。以杭州江東富麗達(dá)熱電有限公司氨法脫硫系統(tǒng)為例，其噴灌的位置靠近反應(yīng)器，溫度基本維持在120℃，結(jié)垢現(xiàn)象十分明顯。分析其原因發(fā)現(xiàn)，該地水質(zhì)中Ca2+、Mg2+離子的濃度較高，通過(guò)改用軟化水之后，問(wèn)題得到了解決。

3 氨法脫硫技術(shù)應(yīng)用前景分析

3.1 吸收劑來(lái)源分析

近年來(lái)，國(guó)家與企業(yè)在合成氨技術(shù)方面投入了大量的人力、物力，取得了技術(shù)上的巨大進(jìn)步，直接的結(jié)果就是合成氨年產(chǎn)量急劇增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)：2014年較2000年合成氨的年產(chǎn)量增加了2456.7萬(wàn)噸，達(dá)到了世界總產(chǎn)量的近一半，穩(wěn)居世界首位。合成氨企業(yè)數(shù)量也在急劇提高，截止2014年底，這個(gè)數(shù)字達(dá)到了675，觀察其分布，除了青海、西藏以及上海等少數(shù)地區(qū)之外，全國(guó)各省市均有合成氨企業(yè)的分布。

伴隨著行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，合成氨企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)除了大型化發(fā)展。其中，年產(chǎn)8萬(wàn)噸以上的合成氨企業(yè)就有203家，其產(chǎn)量占我國(guó)合成氨總產(chǎn)量的78.32%。以我國(guó)脫硫市場(chǎng)份額的10%為界限進(jìn)行估算，我國(guó)每年大約需要脫硫劑液氨200萬(wàn)噸，其副產(chǎn)品——硫酸銨的產(chǎn)量大約有800萬(wàn)噸。我國(guó)目前存在的600多家合成氨企業(yè)廣泛地分布在全國(guó)各個(gè)省市，因此，氨法脫硫在我國(guó)擁有了充足的脫硫劑液氨的供應(yīng)。此外，氨法脫硫?yàn)槲覈?guó)提供了硫元素的供給，這將對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)土壤結(jié)構(gòu)的改善起到極大的推動(dòng)作用。

3.2 副產(chǎn)物的市場(chǎng)分析

硫酸銨在我國(guó)一直作為一種花費(fèi)原料被廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，其應(yīng)用領(lǐng)域有了新的突破。在非化肥領(lǐng)域，諸如礦石浸取、粘膠纖維、食糖脫色、農(nóng)藥等等領(lǐng)域也出現(xiàn)了硫酸銨的身影。除此之外，硫酸銨在復(fù)合肥方面應(yīng)用同樣廣泛，需求量近年來(lái)急劇增加。伴隨著我國(guó)對(duì)外貿(mào)易的發(fā)展，硫酸銨的出口迎來(lái)了春天，近年來(lái)的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，硫酸銨僅僅在亞洲的貿(mào)易量就超過(guò)200萬(wàn)t/a。一方面是市場(chǎng)的巨大，另一方面是供給的緊缺，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年，全國(guó)硫酸銨的產(chǎn)量?jī)H僅有260萬(wàn)噸，與巨大的市場(chǎng)相比，這些產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。

3.3 燃煤硫分的適應(yīng)性極強(qiáng)

氨法脫硫技術(shù)對(duì)燃煤中硫含量的要求比較廣，大致在0.4%～8%之間。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)分析可知，對(duì)于硫含量屬于中、高等的燃煤而言，氨法脫硫的效率往往比較高，同時(shí)，燃煤鍋爐由于使用了中、高硫分的燃煤，其運(yùn)行成本有了很大的改觀，企業(yè)既獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也贏得了良好的環(huán)境效益。

4 結(jié)論

在經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的背景下，氨法脫硫技術(shù)符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，有其突出的技術(shù)成本優(yōu)勢(shì)，在大型燃煤電廠以及其他耗煤企業(yè)可以廣泛推廣。

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