山西靈石中煤化工濕式氨法脫硫工藝應(yīng)用

1、山西靈石中煤化工濕式氨法脫硫工藝應(yīng)用山西靈石中煤化工有限責(zé)任公司新建3 臺75 t/h 中溫中壓(蒸汽溫度450 、壓力3. 82MPa)循環(huán)流化床鍋爐, 2開1備,考慮到公司的長遠(yuǎn)發(fā)展和環(huán)保達(dá)標(biāo),經(jīng)多方考察論證,決定對該3 臺鍋爐增加爐外濕式氨法脫硫裝置,使煙氣中二氧化硫達(dá)標(biāo)排放,降低鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣對環(huán)境的影響。筆者以下簡述濕式氨法脫硫的工藝原理、特點(diǎn)及運(yùn)行效益。 工藝過程 濕式氨法脫硫工藝流程見圖1。 脫硫 (1) 鍋爐煙氣除塵后經(jīng)引風(fēng)機(jī)加壓0. 14MPa 后,首先進(jìn)入增濕塔內(nèi),煙氣被降溫增濕后的溫度為7080 ,進(jìn)入脫硫吸收系統(tǒng)的一級文丘里預(yù)脫硫段,煙氣中的二氧化硫與噴入濃度為4%的氨

2、水進(jìn)行反應(yīng),生成亞硫酸銨,此級脫硫效率達(dá)80%。 (2) 噴入的多余氨水與生成的亞硫酸銨溶液一起隨煙氣進(jìn)入脫硫塔底部的集液池內(nèi),氨水與集液池內(nèi)的亞硫酸氫銨進(jìn)行中和反應(yīng)生成亞硫酸銨, 亞硫酸銨溶液在脫硫塔外部循環(huán)泵的作用下,打到塔上部的3層噴淋層,經(jīng)高效噴嘴霧化后形成高度疊加的噴淋區(qū)與煙氣中殘留的SO2等酸性氣體再次進(jìn)行吸收反應(yīng),生成亞硫酸氫銨落入脫硫塔底部的集液池內(nèi)。同時(shí)亞硫酸銨溶液中的大量的水分對煙氣中可能帶入的微量氨進(jìn)行洗滌吸收,也進(jìn)入到脫硫塔底部的集液池內(nèi),本級SO2吸收效率為90%以上, 2級綜合脫硫效率達(dá)到95%以上。 如此循環(huán)往復(fù), SO2氣體被大量吸收,煙氣得到凈化。同時(shí),煙氣中

3、含有的大部分的固體塵粒也被洗滌分離,此時(shí)脫硫過程完成。 回收 (1) 凈化后的煙氣經(jīng)過脫硫塔頂部除霧器將煙氣中含有的大顆粒霧滴除去后,再經(jīng)1層除沫器將煙氣中的液滴阻擋以免被煙氣帶出塔體。此時(shí)煙氣中的水霧及液滴均被阻擋沿塔壁流入塔底,煙氣經(jīng)塔頂擋液環(huán)板再次阻止煙氣帶走水霧的機(jī)率, 直接經(jīng)煙囪排放大氣,此時(shí)除霧過程完成。在煙氣與脫硫漿液接觸、洗滌過程中, SO2被漿液吸收。 (2) 脫硫塔底生成的一定濃度的亞硫酸銨溶液,經(jīng)過亞銨液泵打入到氧化塔內(nèi),與鼓入的空氣中的氧2級射流強(qiáng)制氧化,亞硫酸銨溶液經(jīng)過2級射流強(qiáng)制氧化生成硫酸銨溶液。 (3) 硫酸銨溶液經(jīng)母液泵打入到增濕塔內(nèi),與原煙氣進(jìn)行熱交換后濃縮

4、至過飽和狀態(tài)并含有約5%10%的結(jié)晶體。濃縮后過飽和的硫酸銨溶液通過漿液泵打入到粉塵過濾裝置,母液經(jīng)過增濕提濃區(qū)熱交換后會洗掉煙氣中的部分粉塵,在此將濃縮后的硫酸銨溶液中的粉塵過濾,然后送入稠厚器(利用自身重力沉淀),經(jīng)離心機(jī)離心選出的硫酸銨結(jié)晶體被干燥器干燥(含水分<1%)后,經(jīng)包裝機(jī)包裝入庫。離心后的母液溢流到母液罐,繼續(xù)循環(huán)利用,至此回收過程完成。 主要設(shè)備 濕式氨法脫硫裝置主要設(shè)備見表1。 工藝特點(diǎn) 本脫硫工藝系統(tǒng)采用“欠氨法”控制理念,脫硫塔采用2級脫硫工藝,一級預(yù)脫硫段噴入一定量氨水,二級脫硫段采用3層噴淋設(shè)計(jì), 3層噴嘴采用交叉錯(cuò)位設(shè)計(jì),保證煙氣無死角地在脫硫塔內(nèi)通過, 使

5、煙氣在脫硫塔內(nèi)完全和循環(huán)液(亞硫酸銨)接觸反應(yīng),其工藝特點(diǎn)如下。 (1) 脫硫效率高。由于本工藝采用2級脫硫工藝,確保了總脫硫效率可以達(dá)到95%以上,最高可以達(dá)到99%。 (2) 脫硫劑氨水全部來源于該公司焦化廠蒸氨塔產(chǎn)生成的廢氨水,可達(dá)到以廢治廢的目的。 (3) 低液氣比。脫硫塔內(nèi)噴淋的氨水與鍋爐煙氣之比1. 2,一方面可以節(jié)省脫硫循環(huán)泵的功率,同時(shí)可以在一定程度上減少煙氣溫度的損失。 (4) 高氧化率。本工藝技術(shù)采取脫硫塔外射流循環(huán)二級氧化,亞硫酸銨氧化成硫酸銨的氧化率幾乎達(dá)到100%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于塔內(nèi)的空氣曝氣氧化,可以達(dá)到后級回收的硫酸銨產(chǎn)品中幾乎不含亞硫酸銨成分,使得回收的硫酸銨產(chǎn)品回收

6、率高且品質(zhì)純正。 (5) 節(jié)能性好。煙氣脫硫系統(tǒng)主要?jiǎng)恿ο臑槊摿蜓h(huán)泵。本工藝在脫硫塔內(nèi)為堿性非飽和條件下(pH>7)吸收,避免了硫酸銨晶體的產(chǎn)生,脫硫循環(huán)泵的動(dòng)力消耗可以節(jié)約40%左右。 (6) 防堵塞性。本工藝在脫硫塔和塔外亞硫酸銨液池內(nèi)采用的是獨(dú)有的弱堿性環(huán)境控制,避免了硫酸銨晶體的產(chǎn)生,因而也避免了設(shè)備堵塞。 (7) 脫硫劑利用率高。本工藝選擇了合適的液氣比,控制合適的煙氣溫度,降低氨的揮發(fā),合理控制脫硫塔內(nèi)循環(huán)液的密度/濃度,除霧/除沫器和塔頂除霧板阻擋氨的逃逸,保證了凈化后煙氣中氨含量10×10-6(干態(tài)),提高了脫硫劑的利用率。 (8) 排煙溫度以及氣溶膠問題。

7、脫硫塔內(nèi)的氣溶膠主要由于脫硫后的(NH4)2 SO3和(NH4)2SO4夾帶在煙氣中所引起的,解決的辦法是加大脫硫液循環(huán)量,以吸收煙氣中的(NH4)2SO3。另外控制適當(dāng)?shù)臏囟?破壞氣溶膠形成的條件。排煙溫度高容易形成氨并以氣態(tài)形式和亞硫酸銨以氣溶膠形態(tài)的逃逸;排煙溫度低容易形成氣溶膠。生產(chǎn)運(yùn)行說明排煙溫度約60 為最佳平衡點(diǎn),這樣既保證了較高的排煙溫度,又不至于形成氣溶膠問題和造成亞硫酸銨的分解。 (9) 氨法煙氣脫硫工藝還有一定的除塵脫硝能力,除塵效率一般為40%,脫硝效率一般為30%40%, 而且除塵脫硝不增加脫硫劑的消耗量。 經(jīng)濟(jì)效益 按2臺鍋爐計(jì)算,每臺煙氣流量132000m3/h, 脫硫前煙氣SO2含量2200mg/m3,脫硫后煙氣SO2含量200mg/m3。脫硫系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用見表2。 硫銨回收按95%的回收率計(jì),年回收7322. 4t, 單價(jià)600元/t,全年回收價(jià)值為439. 3萬元,實(shí)現(xiàn)盈利439. 3-343=96. 3(萬元) 。 環(huán)保效益 濕式氨法煙氣脫硫工藝可達(dá)到以廢治廢的目的,且每年減少排放SO2