脫硫脫硝氨法方案設計

1、實用文檔大全3X 75t/h鍋爐煙氣爐外氨法脫硫、硝裝置技術方案山東科環(huán)保工程有限公司2013年7月10日氨法脫硫1、氨法工藝介紹氨法煙氣脫硫技術是采用氨水作為脫硫吸收劑，與進入吸收塔的煙氣接觸混 合，煙氣中的SO與氨水反應，生成亞硫酸氨，經(jīng)與鼓入的壓縮空氣強制氧化反 應，生成硫酸銨溶液，經(jīng)結晶、離心機脫水、干燥器干燥后即得化學肥料硫酸銨。氨法脫硫工藝具有很多別的工藝所沒有的特點。氨是一種良好的堿性吸收 劑，從化學反應機理上分析，煙氣中二氧化硫的吸收是通過酸堿中和反應來實現(xiàn) 的。吸收劑堿性越強，越利于吸收，氨的堿性強于鈣基吸收劑。而且使用氨水作 為脫硫吸收劑，還可以有效的降低 NOx的排放。石

2、灰石漿液吸收二氧化硫需要先有一個固-液反應過程，即固相的石灰石（CaCO先酸溶于亞硫酸，生成亞硫酸氫鈣 Ca（HSO2；而氨吸收煙氣中的二氧 化硫是反應速率極快的氣-液或氣-汽反應過程， 可以比較容易地達到很高的脫 硫效率。由于氨的化學活性遠大于石灰石漿， 吸收塔循環(huán)噴淋量可以降至石灰石 -石膏法的1/51/4，脫硫塔循環(huán)噴淋的動力消耗遠低于石灰石-石膏法。石灰石-石膏漿液系統(tǒng)一旦pH值發(fā)生比較大的波動，很容易結垢并難以清 除。而氨法副產(chǎn)品一硫酸銨的水溶性極好，其吸收液循環(huán)系統(tǒng)簡單、工藝操作穩(wěn)定性優(yōu)于石灰石-石膏法的漿液系統(tǒng)。系統(tǒng)啟?？焖?，維護簡單，占地面積小。氨-硫銨法工藝中的氯離子可以和氨

3、結合生成氯化銨（化肥）隨副產(chǎn)品一并 排出，補充加入的新鮮水僅用于煙氣的增濕降溫，因此氨法脫硫是一個完全閉路 循環(huán)的吸收系統(tǒng)，其間不需要排放廢水。燃用高硫煤（硫含量2%時，氨法脫硫裝置在不需要改造，不增加投資和 運行費用的情況下可取得更好的效益，而石灰石 -石膏法由于適應性有限，需要 增加相應投資和運行費用，煤種的選擇必須控制在設計范圍內(nèi)。采用氨法脫硫裝置可為電廠提供廣泛的燃料選擇余地。 目前市場上低硫煤價 格普遍高于高硫煤，高價值脫硫副產(chǎn)品的銷售，使得這些高硫煤不僅對環(huán)境無害 而且具有經(jīng)濟吸引力。脫硫副產(chǎn)品硫酸銨可以制作成高效的復合化肥，變廢為寶，化害為利，防止 二次污染。硫酸銨的銷售收入基本

4、上可沖抵脫硫劑的消耗費用，燃用高硫煤時可 為電廠帶來盈利。如果脫硫裝置配套的是合成氨企業(yè)的熱電廠，則氨法的優(yōu)越性將得到充分發(fā)揮。以氨為堿性脫硫劑，吸收SO的原理為：SO+ xNH+ H2O= (NH0XH2-XSQx=1.02.0。當x=1.0 ,相當于1分子氨結合1分子SO,形成亞硫酸氫氨; 當x=2.0，相當于2分子氨結合1分子SO,形成亞硫酸銨。在氣相中，SO和NH主要按下述反應進行：SO+ NH+ HO= NHHSO(2)2、工藝流程介紹：3、我公司氨法脫硫的特點目前，國內(nèi)很多簡易的氨法脫硫裝置，不考慮系統(tǒng)水平衡和副產(chǎn)品回收，隨 意排放廢水，形成二次污染。系統(tǒng)較為完整的氨法脫硫裝置也大

5、多存在兩個方面 的問題。一些氨法脫硫技術直接采用堿性氨水噴淋(或加氨位置不當)，導致煙氣排放時夾帶大量游離氨，脫硫劑消耗量大，運行成本高，副產(chǎn)品回收率低；另 一些則采用外加熱蒸發(fā)結晶的副產(chǎn)品回收工藝，存在流程復雜、投資高，能耗大的問題。我公司獨家研制開發(fā)的“ FCL氨/硫、硝酸銨煙氣脫硫技術”，其吸收液中游 離氨接近零，吸收劑利用率高，從而大大地降低了原料氨的消耗；同時充分利用 進口煙氣的熱能對接近飽和狀態(tài)的硫酸銨溶液進行加熱蒸發(fā)、濃縮、結晶， 不需 外加熱能，達到節(jié)能之目的。與石灰石-石膏濕法和循環(huán)流化床半干法脫硫工藝相比， 氨-硫、硝酸銨脫硫 系統(tǒng)是一個穩(wěn)定的氣液反應系統(tǒng)，系統(tǒng)阻力??；脫硫

6、效率高（95%;啟動與退出運行，快速簡便；副產(chǎn)品是利用價值較高的硫酸銨。根據(jù)脫硫工藝選擇的原則：“工藝成熟、運行穩(wěn)定、脫硫效率高、投資省、 運行費用低、無二次污染”，推薦采用FCL氨-硫、硝酸銨煙氣脫硫工藝技術。4、系統(tǒng)組成：因貴公司燃煤含硫量低，結合當前環(huán)保局勢，建議貴公司按照氨法脫硫整 套系統(tǒng)考慮布置，后期根據(jù)需要增加氨法脫硫后處理既分離系統(tǒng)和回收系統(tǒng)。本工程設置一套煙氣脫硫系統(tǒng)，包括煙道、濃縮塔、脫硫、硝塔等脫硫系統(tǒng) 部分；氨水儲罐、氨水泵、工藝水罐、工藝水泵等公用系統(tǒng)部分；結晶蒸發(fā)器、 冷卻結晶槽、離心分離機、濾液槽等產(chǎn)品分離系統(tǒng)部分；以及流化床干燥機、蒸 汽空氣加熱器、干燥風機、水冷

7、螺旋、包裝及等產(chǎn)品回收系統(tǒng)部分。（1）流程說明140C的熱煙氣進入預洗滌塔（即濃縮塔），與來自脫硫塔的硫酸銨溶液并 流接觸，煙氣被絕熱飽和而被冷卻到70C80C進入脫硫塔，同時，由于硫酸銨溶液中水的蒸發(fā)而濃縮。因此，在預洗滌塔和脫硫塔中，煙氣的余熱得到充分 有效的利用，而不必使用大量的外供蒸汽對吸收液進行蒸發(fā)濃縮后取得硫酸銨結 晶。預洗滌塔循環(huán)液的PH較低，對SO只是預吸收，其作用主要是煙氣降溫除 塵，吸收液濃縮。脫硫、硝塔為逆流噴淋式吸收塔，上部布置了三層噴嘴。煙氣自下而上流過噴淋吸收區(qū)，經(jīng)洗滌脫硫、除霧后排出吸收塔。在脫硫塔內(nèi)，根據(jù)噴淋液的PH自 動調(diào)節(jié)加入的液氨量，使SQ吸收液的PH值較

8、高，從而利于SQ的吸收。在吸收 塔噴淋層上方布置有兩級除霧器，分離收集噴淋吸收后的煙氣中夾帶的絕大部分 霧滴，煙氣出口霧滴含量v 75mg/Nm每層除霧器上下安裝噴淋水管，通過定期 沖洗，去除除霧器表面上的沉淀物，補充因煙氣飽和而帶走的水份，維持塔底循 環(huán)液的液位，噴水量與塔底循環(huán)液液位聯(lián)鎖。本工程煙氣脫硫技術為氨法濕式煙氣脫硫，脫硫劑采用 20%勺氨水，為了保 持系統(tǒng)的水平衡，系統(tǒng)中要采用加注液氨的方式補充脫硫劑。 SCO與氨反應后生 成亞硫酸銨,亞硫酸銨就地強制氧化為硫酸銨，硫酸銨漿液經(jīng)回收處理后作為制 作復合化肥的原料。（2）工藝原理1）鍋爐排煙通過充滿脫硫劑噴淋液的吸收塔2）熱煙氣與脫

9、硫劑在吸收塔內(nèi)接觸并傳質(zhì)傳熱3）SO被脫硫劑吸收并轉(zhuǎn)化為亞硫酸銨和硫酸銨4）通過濃縮塔預洗滌控制最佳反應溫度5）向脫硫塔噴淋層合適位置補充新鮮氨水（液氨），恢復脫硫漿液的SO吸 收功能。6）向脫硫塔持液槽內(nèi)鼓入空氣，強行將副產(chǎn)物氧化，并取出部分漿液輸送 到副產(chǎn)物分離、回收系統(tǒng)。（3）技術特點1）脫硫效率高：在液汽比為 2.5時，脫硫效率就可達98%以上；2）運行費用較低，為石灰-石膏工藝的40%左右；3）工藝流程簡單，系統(tǒng)設備少，為石灰-石膏工藝的20%-30%且轉(zhuǎn)動部 件少，提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了維護和檢修費用；4）占地面積小，為石灰-石膏工藝的20%-40%且系統(tǒng)布置靈活，非常適 合現(xiàn)

10、有機組的改造和場地緊缺的新建機組；5）能源消耗低，如電耗、水耗等為石灰-石膏工藝的30%-40%6）能有效脫除SQ氮氧化物、氯化物和氟化物等有害氣體；7） 對鍋爐負荷變化的適用性強，負荷跟蹤特性好，啟停方便，可在40%負 荷時投用，對基本負荷和調(diào)峰機組均有很好的適用性；8）對燃煤硫分的適應性強，可用于 0.3%6.5%的燃煤硫分。且應用于中高 硫煤（2%）時，副產(chǎn)物價值可以超過運行成本，其經(jīng)濟性非常突出；9）通過科學設計，使系統(tǒng)完全做到水平衡，無脫硫廢水排放，不會造成二 次污染；（4）煙氣系統(tǒng)整個FGD煙氣系統(tǒng)的壓降約10001200Pa,由位于FGD系統(tǒng)上游的增壓風 機提供，使整個FGDS統(tǒng)

11、為正壓操作，同時避免引風機可能受到的低溫煙氣的腐 蝕，保證引風機及整個FGDS統(tǒng)長期安全運行。從鍋爐來的原煙氣，由增壓風機通過鋼煙道引至脫硫系統(tǒng)，經(jīng)過原煙氣擋板,煙氣進入預洗滌塔（濃縮塔），煙氣經(jīng)降溫除塵后進入脫硫塔進行脫硫反應。 在預洗滌塔（濃縮塔）內(nèi)，煙氣與循環(huán)噴淋的硫酸銨溶液進行熱交換，煙氣溫度下降至70C后進入脫硫塔；同時，硫酸銨溶液吸熱、蒸發(fā)，進而達到濃 縮的目的，硫酸銨濃度達過飽和狀態(tài)。在脫硫塔內(nèi)煙氣與循環(huán)漿液充分接觸反應脫除其中的 SQ,煙氣溫度進一步 降低至飽和溫度52C左右。脫硫后的凈煙氣經(jīng)過凈煙氣煙道、 凈煙氣擋板通過原 有煙囪排放到大氣中。為了將煙氣脫硫系統(tǒng)與鍋爐系統(tǒng)分離

12、開來，脫硫系統(tǒng)在整個煙氣系統(tǒng)中設置有煙氣擋板門，其中設置電動執(zhí)行機構， 以保證旁路擋板的快速開啟。當脫硫 系統(tǒng)正常運行時，旁路擋板關閉，原煙氣擋板和凈煙氣擋板開啟，原煙氣匯合后 通過原煙氣擋板后進入FGD裝置進行脫硫反應。在要求關閉煙氣脫硫系統(tǒng)的緊急 狀態(tài)下，旁路擋板自動快速開啟，原煙氣擋板和凈煙氣擋板自動關閉。 煙道均采 用普通鋼制矩形煙道（或圓形煙道），脫硫塔入口前的原煙氣段煙道由于煙氣溫 度較高，無需防腐處理。脫硫塔出口后的凈煙氣煙道由于煙氣溫度已降至 52E左 右，接近酸露點，因此考慮采用玻璃鱗片樹脂涂層。與鋼煙道和脫硫塔不同，擋板門的防腐措施，主要靠正確選用金屬材料來 保證。（5）煙

13、氣脫硫系統(tǒng)吸收劑儲備供給系統(tǒng)本煙氣脫硫系統(tǒng)所用的吸收劑為氨水。設置氨水儲罐，氨水由罐車輸送至界區(qū)氨水貯罐內(nèi)貯存，通過液氨水泵向脫硫塔循環(huán)漿液中補充脫硫系統(tǒng)所消耗的 吸收劑。氨水加入量根據(jù)脫硫塔循環(huán)漿液的 pH值控制。（6）反應塔和吸收系統(tǒng)原煙氣首先進入預洗滌塔（濃縮塔），與來自脫硫塔的硫酸銨溶液并流接觸，煙氣被絕熱降溫到70r后進入脫硫塔。同時，由于硫酸銨溶液中水的蒸發(fā)， 硫酸銨溶液將會被濃縮，使得煙氣的余熱在預洗滌塔中得到充分有效的利用。預洗滌塔（濃縮塔）循環(huán)漿液的PH較低，PH值一般在5以下，因此對SO只 是預吸收，其主要作用是煙氣降溫、洗滌，硫酸銨漿液的濃縮，分離系統(tǒng)的硫酸 銨漿液從預洗

14、滌塔（濃縮塔）取出，其中含有少量硫酸銨結晶和少量煙塵，被送 往硫銨分離系統(tǒng)。當循環(huán)吸收液的PH在4.27.0之間時，溶液中游離的氨和SO 濃度都很低，幾乎可以忽略不計，當PHC 5以下的預洗滌塔取出液不存在氨的逸出問題。煙氣進入脫硫塔進行脫硫反應。氨水/亞硫酸銨/硫酸銨漿液通過三個噴淋 層的霧化噴嘴，向脫硫塔下方成霧罩形狀噴射，形成液霧高度疊加的噴淋區(qū)，下 降的漿液霧滴與上升的煙氣形成逆向流，煙氣與噴淋的漿液在氣液相接觸界面產(chǎn) 生化學反應，SO氣體被大量吸收，使煙氣得到凈化。同時，煙氣中包含的大部 分的固體塵粒也被洗滌分離。經(jīng)凈化的煙氣再連續(xù)流經(jīng)兩層波浪型除霧器除去所 含漿液霧滴。在每層除霧器

15、的前后分別布置了清洗噴嘴，清洗噴淋水將帶走除霧器順流面和逆流面上的固體顆粒， 防止除霧器結垢，同時補充原煙氣增濕帶走的 水分，以維持脫硫塔氧化池的液位。經(jīng)脫硫吸收后的漿液落入塔底的脫硫塔氧化 池中，通過循環(huán)泵將漿液池中的漿液送至塔上部的噴嘴層再噴淋脫硫。漿液經(jīng)系列分配管上連接的噴嘴向下噴出粒徑細小、 化學反應活性高的漿液霧，對由下向 上流過脫硫塔的含硫煙氣進行洗滌。在煙氣與脫硫漿液逆流接觸、洗滌過程中， SQ被漿液吸收，并發(fā)生如下總反應：SO+ 2NH+HQ=(NH2SQSQ+(NH) 2SQ+ H2Q =2NHHSQNH+NHHSO=(NH4)2SQ在塔底氧化池內(nèi)，亞硫酸銨被鼓入的氧化空氣氧

16、化成硫酸銨：2(NH) 2SQ+Q=2(NH)2SQ脫硫塔按逆流式噴淋吸收塔設計，塔底部為氧化池，上部布置了三層循環(huán)噴淋層。煙氣自下而上流過噴淋吸收區(qū)，經(jīng)洗滌脫硫、除霧器除霧后排出吸收塔。脫硫塔的氧化池內(nèi)循環(huán)吸收液pH控制在5.56.5之間。根據(jù)噴淋液的pH, 自動調(diào)節(jié)加入氨水的量，使SQ2吸收液的PH值較高，而氧化池內(nèi)液體的PH值較 低?？刂泼摿蛩h(huán)吸收液的濃度在一個較低的水平上，以保證有足夠的吸收效率。脫硫塔按適宜的液氣比設計，內(nèi)部設置有鋼結構，采用玻璃鱗片樹脂內(nèi)襯 防腐。由于煙氣中含有大量的硫磺蒸氣，在預洗滌塔(濃縮塔)內(nèi)的循環(huán)泵和取出泵前設置籃式過濾器，將凝結下來的單質(zhì)硫進行分離。脫

17、硫塔循環(huán)泵前也設置籃式過濾器進行硫磺及其他雜質(zhì)的過濾。(7) 工藝水系統(tǒng)脫硫系統(tǒng)水的損耗，主要為煙氣飽和帶走的水分。這些損耗通過輸入新鮮 的工藝水來補充。脫硫系統(tǒng)所需的工藝水來自于廠區(qū)現(xiàn)有的工業(yè)水系統(tǒng)，工藝水作為除霧器的沖洗水和煙氣洗滌水定量送入吸收塔內(nèi)，水量調(diào)節(jié)閥和塔底液位聯(lián) 鎖。為了穩(wěn)定工況，在脫硫系統(tǒng)內(nèi)設置以一臺工藝水罐，碳鋼Q235制作，內(nèi)部涂漆保護。設置工藝水泵和除霧器沖洗泵。（8）氧化空氣系統(tǒng)由于煙氣中氧氣含量很少，在沒有鼓入空氣時，循環(huán)吸收漿液主要是由SOHSO和少量SO&成的緩沖液系統(tǒng)。而SO HSO離子的存在，將會產(chǎn)生同離子效應， 降低SO的吸收速率，需氧化去除SO HSO由

18、于煙氣中本身所含的氧量不足以氧 化SO HSO,故在脫硫塔漿液池底設有脫硫氧化空氣管，在脫硫過程中不斷向脫 硫塔漿液池中鼓入空氣使HSO口 SO離子發(fā)生氧化反應，氧化結果形成硫酸銨。氧化空氣系統(tǒng)設兩臺羅茨鼓風機，二開一備。氧化風機向脫硫塔底漿液池送 入氧化空氣，促使SQ脫除過程產(chǎn)生的亞硫酸銨（NH）SO氧化成硫酸銨（NH）SO。氧化池底裝有高效曝氣器，將亞硫酸銨氧化為硫酸銨。在鼓泡氧化的同時使 漿液中固體顆粒處于懸浮流動狀態(tài)，防止沉淀。氧化空氣經(jīng)過塔底分布系統(tǒng)，把空氣送入脫硫塔漿液池。在紊流的作用下， 空氣流被分散成微細的氣泡并充分混合在漿液中，增大氣液接觸界面，保證氧化反應高速率完成。（9）

19、產(chǎn)品分離系統(tǒng)煙氣脫硫系統(tǒng)設置有產(chǎn)品分離系統(tǒng)，將預洗滌塔（濃縮塔）中的漿液集中 到一個濃縮進料槽中，然后用泵將濃漿輸送到結晶蒸發(fā)器，經(jīng)過濃縮結晶后進入 冷卻結晶槽，再進入離心分離機進行離心分離，得到含硫酸銨95%上的硫酸銨晶體?；厥障到y(tǒng)占地面積小，幾臺設備安裝在一個鋼結構框架上。（10）產(chǎn)品回收系統(tǒng)從離心分離機下來的硫酸銨晶體含有 5%-10%勺水分，如果要達到國家農(nóng)用 肥的標準（GB535-1995或副產(chǎn)硫酸銨標準（DL/T808-2002），需要進行進一步 干燥處理。本工程設置有硫化床干燥機、蒸汽空氣加熱器、干燥風機、冷卻風機、 水冷螺旋輸送機、包裝機等設備，可以使得回收的產(chǎn)品達到國家相應標

20、準。（11）凈煙氣排放溫度煙氣經(jīng)過濕法脫硫系統(tǒng)洗滌后，溫度降至 5060C,為接近飽和的濕煙氣。為了防止煙囪腐蝕和增加煙囪排出煙氣的擴散能力，減少可見煙團的出現(xiàn)，許多國家規(guī)定了煙囪出口的最低排煙溫度。 如英國規(guī)定的排煙溫度為80C,日本 要求把煙氣加熱到90110C ;美國一般不采用煙氣再加熱系統(tǒng)，而對煙囪采取 防腐措施（內(nèi)襯鈦材薄鋼板）；歐盟則規(guī)定只要煙氣處理達到規(guī)定排放標準，凈 煙氣可以不經(jīng)加熱，在脫硫塔頂直排或通入雙曲線冷卻塔中隨水霧氣排放。5、FCLR法脫硫工藝的運行調(diào)節(jié)（1）、裝置控制系統(tǒng)1）分散控制系統(tǒng)（DCS本工程新上DCS系統(tǒng)進行脫硫控制。2）主要模擬量控制系統(tǒng)（MC$ 、FG

21、D入口壓力控制為保證過爐的安全穩(wěn)定運行，保持鍋爐壓力的穩(wěn)定，引入鍋爐負荷和風機狀態(tài)信號作為輔助信號。 、循環(huán)漿液濃度控制按比例調(diào)節(jié)供水量，測量吸收循環(huán)液的密度，通過漿液密度測量的反饋信 號修正進水量，保持系統(tǒng)水平衡的穩(wěn)定。 、吸收塔PH值及塔出口 SQ濃度控制根據(jù)吸收塔循環(huán)液的PH值控制加入到吸收塔中的氨水流量。通過改變氨水計量控制系統(tǒng)的狀態(tài)來實現(xiàn)氨水流量的調(diào)節(jié)。煙氣出口 SQ濃度作為吸收過程的 校正值參與調(diào)節(jié)。 、吸收塔液位控制根據(jù)測量的液位值，調(diào)節(jié)工藝洗滌水加入量和調(diào)整除霧器沖洗時間間隔，實現(xiàn)液位的穩(wěn)定。 、濃縮液排出量控制根據(jù)吸收塔工藝液體供應量，并用排出的濃縮液密度值進行修正，調(diào)節(jié)漿

22、液排至結晶濃縮槽的流量，從而控制副產(chǎn)品硫酸銨取出量。除上述主要閉環(huán)控制回路外，還將設置旁路擋板差壓控制、氨水儲槽的液 位控制、工藝水槽液位控制等。3）煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS為了脫硫工藝控制和煙氣排放監(jiān)測需要，考慮設置連續(xù)監(jiān)測儀表，測量煙氣的流量、SO、Q、粉塵、溫度。6 FCL氨法脫硫裝置的性能指標1）、可利用率和運行保證a. 可利用率玄95%整套裝置質(zhì)量保證期1年。b. 在燃用設計煤種、鍋爐運行范圍為鍋爐最大連續(xù)出力的50%-110%寸，F(xiàn)GD 裝置脫硫效率玄98%c. 在設計煤質(zhì)BMC的煙氣條件下，煙氣中的二氧化硫含量增加 20%時，經(jīng) 脫硫后的SQ排放濃度滿足環(huán)保排放要求。d. 當進口煙氣中二氧化硫含量在設計值的100%- 150%圍內(nèi)變化時FGD兌硫裝置可以安全運行。e. 當煙氣溫度和粉塵濃度分別增加到最高160C和最大w 600mg/Nm（濕基） 時，F(xiàn)GD0氣脫硫系統(tǒng)能安全、可靠和連續(xù)運行。2）、脫硫效率在鍋爐燃用設計煤質(zhì)BMC工況下，處理全煙氣量時的脫硫保證效率不低于98%。燃用校核煤質(zhì)，在調(diào)整氨耗后，處理全煙氣量時的脫硫保證效率不低于97 %。3）、SO排放濃度整套FG裝置在鍋爐ECF工況至BMC工況條件下，原煙氣中SO的含量比燃用 設計煤種時煙氣中的SO高20%時，凈煙氣中的SO含量不超過50 mg/Nn3。4）、逃逸的排放量脫硫塔出口的凈煙氣中逃逸氨排放