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[摘要]作为现代化工企业重要技术应用措施,湿式氨法烟气脱硫技术的良好应用对于保证企业的可持续发展具有重要作用.本文首先介绍了湿式氨法烟气脱硫反应机理及特点,然后对湿式氨法烟气脱硫技术优化措施进行分析,以期为相关技术与研究人员提供参考.

[关键词]湿式氨法；烟气脱硫；措施

作为当前燃煤电厂和大型煤化工工厂有效控制SO2气体排放的关键技术,烟气脱硫技术可依据脱硫反应物状态及脱硫剂适用类型分成湿法、半干法与干法三种,而湿法脱硫工艺应用相对广泛,约占脱硫总装机容量的4/5左右.而湿法脱硫工艺又可以分成氧化酶法、石灰石-石膏法、双碱法、钠碱法和氨法等.而湿式氨法脱硫技术具有运行可靠性高、不存在二次污染、脱硫效率高等优点,在实际应用中越来越受到企业的关注.因此,加强有关湿式氨法烟气脱硫工艺的研究,对于改善湿式氨法烟气脱硫技术应用质量具有重要的现实意义.

一、湿式氨法烟气脱硫反应机理及特点

1.反应机理

湿式氨法烟气脱硫技术是一种选用氨水或液氨等氨类作为吸收剂,对烟气中存在的SO2气体进行脱除且对副产物硫酸铵进行回收的烟气脱硫技术.其主要反应机理可分成两部分：

（1）吸收过程：SO2+H20+xNH3等于(NH4)xH2-xSO3.采用氨对烟气内的二氧化硫进行脱除,反应形成亚硝酸氢铵中间产品.

（2）氧化反应：(NH4)xH2-xSO3+1/2O2+(2-x)NH3等于(NH4)2SO4.

对吸收反应后的非稳定亚硫酸氢铵产物进行氧化处理,形成稳定的硫酸铵,也就是常用硫铵化肥.[1]

2.技术特点

（1）可同时进行脱硫脱硝处理：氨法脱硫的吸收剂氨可吸收NOx,脱硫时形成的亚论文范文可对NOx实施还原,脱硫与脱硝可同时进行,且脱硝率可达到25%左右；（2）系统经济性高,脱硫系统液气相对较低,功能较少,相比石灰石-石膏法可节省50%的能耗；并且系统设计简洁,工艺流程平滑流畅,氨法脱硫系统装置自身阻力低,所需组件少,系统稳定,节省了维护与检修成本；依据相关实际应用数据可知,相比石灰石-石膏法,该工艺流程总运行论文范文可节省20%左右；（3）燃煤硫分的高适应性：该工艺可用于处理燃煤硫分在0.4%~8%的烟气,且对中、高硫煤的处理具有更高的经济性,锅炉使用成本也相对降低,具有较高的环保效益和经济效益；（4）实现完全资源化,该工艺可将二氧化硫、氨等制成磷铵、硫酸铵、硝铵等化肥产品或二氧化硫、硫酸等化工产品,生成产物可完全进行再次利用；（5）二氧化碳排放相对保持稳定,无增加,是一类低碳技术；（6）无二次污染,该工艺不排放废气、废渣、废水等,不存在石灰石-石膏法脱硫石膏技术处理的问题；（7）设备小而简单,系统装置不存在废水处理、原料预处理等环节,脱硫副产物工艺处理过程简洁；相比石灰石-石膏法脱硫技术可节省占地一半以上.[2]

二、湿式氨法烟气脱硫技术优化措施分析

1.硫酸铵结晶工艺与处理

氨法脱硫系统在改进后,因硫酸铵洁净粒度较细,传统的离心机难以完成分离,形成的硫酸铵产物难以析出,容易导致浓缩段固含量超过标准值,氧化段浆液密度可升高至1220kg/m3,与饱和状态大致相同,脱硫系统运行稳定性难以保证.可采用的措施有：

（1）离心机适应性改进：在对硫铵结晶粒度进行控制的同时可适应性改进离心机板网,以提升其分离性能.由于传统氨法脱硫工艺脱硫塔内硫铵结晶颗粒相对较大,采用的离心机板网细度通常在0.3~0.4mm,当前的氨法脱硫工艺塔内饱和结晶颗粒相对较小,粒度仅为0.1~0.15mm.在实际应用中可适当调整离心机板网缝隙,控制在0.15~0.18mm,以获得最佳结晶粒度；且可选用2507镀硬质合金的板网,以节省生产能耗.

（2）氧化风系统增容：依据实际监测探明,硫铵结晶恶化过程多发生在中高硫煤状态下,原因为中高硫状态下硫酸铵氧化率降幅过大,极限状态下可至85%,氧化率较低很容易产生较多的亚硫酸铵,由此影响硫酸铵结晶.实际应用中可在一台脱硫塔停止运转的间隙内,将其氧化风机与另一台脱硫塔连接,由此增大脱硫塔总氧化风量.

2.净烟气气溶胶控制

在湿式氨法烟气脱硫工艺中,很容易产生较多的气溶胶颗粒.依据氨法脱硫吸收反应与溶胶形成抑制机理,可对脱硫塔进行分段设计,采用吸收、浓缩结晶、氧化的上中下段多功能喷淋复合塔,并外设结晶循环槽保持同浓缩段的联通,不同段间采用隔板及气、液工艺连通通道.不同结晶段的关键脱硫工艺过程可分别在独立的功能单元区完成,以确保氧化液、吸收液及浓缩液依据功能调整组分、密度及pH值,依照各自吸收反应与逸氨控制过程机理实现其工艺目标,由此避免气相反应,完成气溶胶源头调控,进而获取最佳吸收率和最低逸氨量和最优气溶胶排放浓度.[3]

若在实际应用中仍存在净烟气氨逃逸量过大的问题,可采用以下措施进行改进：调整pH值,使其控制在5.5~6.5间；对煤配置状态进行优化,尽可能降低燃料煤中硫含量,调整脱硫塔入口烟气二氧化硫浓度在较低水平,入口烟气温度亦应满足设计标准；调整氧化率,使其保持在99%以上,以确保蒸发浓缩时无亚铵的二次分解,且方便结晶；在脱硫整体工况条件下应保证按照标准液气比运行.另外依据分段式复合吸收塔工艺过程,可在吸收塔除雾器上增设水洗层,利用清水对烟气进行重复洗涤,以脱除并回收烟气中的溶胶铵盐和氨,进而克服烟气拖尾难题.按照以上措施实施处理,在原烟气二氧化硫浓度为1500mg/m3工作状况下,水洗段前总尘可达105.6mg/m3,而水洗段后的总尘可降至30.25mg/m3,净烟气总尘可降低至30%.

3.脱硫效率提升工艺

氨法脱硫塔内的二氧化硫吸收通常为一个相对复杂的反应过程,气液传质面积、气液传质速率、反应温度、气液接触面积、吸收液组分等都会在一定程度上影响脱硫效率.在实际运行中可采取的工艺措施有：在吸收段采用12m3/h的大流量三层喷淋喷头,并将一二层喷淋方向由向上改为向下,层间距增大至1.8m,以提高气液接触时间及传质面积；另可在吸收段喷淋层主管路处设置一条跨线,以改进喷淋层尾端喷淋雾化效果.