单塔氨法脱硫在我公司的应用
吴 培，杨 盼，张本峰，何欢欢
(河南心连心化肥有限公司，河南 新乡453731)
［摘 要］随着国家环保要求的越来越高，对锅炉烟气脱硫的工艺及方法也就提出了更苛刻的要求，需要我们在新建锅炉烟气脱硫装置时慎重考虑和选择工艺技术。河南心连心化肥有限公司的生产实践表明，单塔氨法脱硫技术十分适合其生产现状，锅炉烟气经处理后，尾气排放指标达到国家环保标准要求，且副产品硫酸铵为公司创造了一定的经济效益，值得在业内推广应用。
［关键词］烟气脱硫；氨水；单塔氨法脱硫工艺；双塔氨法脱硫工艺；环保
［中图分类号］X 786 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932(2016)
0 引 言
随着工业的发展和人们生活水平的提高，减少SO2污染已成为当今大气环境治理的当务之急。目前常用的烟气脱硫工艺主要有石灰石(石灰)-石膏湿法烟气脱硫工艺、海水烟气脱硫、喷雾干燥脱硫工艺、电子束烟气脱硫工艺、氨法脱硫工艺。其中，氨法脱硫工艺是上述这几种工艺中脱硫效率最高、效果最稳定的一种工艺。
氨法脱硫的主要原理：烟气中的SO2在脱硫塔中与氨水反应生成(NH4)2SO3，(NH4)2SO3经氧化、提浓、结晶、分离、干燥等过程，最终得到硫酸铵。该脱硫工艺无三废排放，不会造成二次污染，是目前处理锅炉烟气最彻底的脱硫工艺。氨法脱硫工艺常用的有双塔氨法脱硫工艺和单塔氨法脱硫工艺2种。我公司以往的几套锅炉系统均采用双塔氨法脱硫工艺，但运行过程中存在流程较复杂、指标不易控制等问题，因此在后续的建设中采用了单塔氨法脱硫工艺。
1 工艺流程简介
1.1 单塔氨法脱硫工艺
单塔氨法脱硫工艺流程见图1。从锅炉过来的130 ℃左右的热烟气首先进入脱硫塔的浓缩段，与由二级循环泵送入经雾化喷嘴雾化的硫酸铵溶液充分接触，烟气温度降低，将硫酸铵溶液中的水分带走，硫酸铵溶液得到浓缩；烟气温度降至60～70 ℃之后，经集液器进入脱硫段，与一级循环泵送入经喷嘴雾化的吸收液进行脱硫反应，净化后的烟气约50 ℃，经塔顶水清洗、除雾器除去夹带的雾滴后进入烟囱排放。浓度7%～8%的稀氨水作为脱硫剂，由氨水泵送入循环槽，再通过一级循环泵送入脱硫塔雾化喷嘴雾化，将烟气中的大部分SO2脱除，剩余的氨水与少量NH4HSO3反应生成(NH4)2SO3； (NH4)2SO3达到一定浓度后，被氧化风机送来的空气将(NH4)2SO3氧化为(NH4)2SO4；硫酸铵溶液由二级循环泵送入吸收塔浓缩段对烟气进行降温后，再由硫酸铵排出泵送入旋流器；出旋流器的硫酸铵晶液进入离心机，分离出的硫酸铵晶体包装入库，而旋流器分离出的清液和离心机分离出的液体均回流至吸收塔，由二级循环泵送入吸收塔浓缩段循环提浓。
图1单塔氨法脱硫工艺流程示意
1.2 双塔氨法脱硫工艺
双塔氨法脱硫工艺流程见图2。浓度5%的稀氨水作为脱硫剂，由氨水泵送入预脱硫段（文丘里）的螺旋雾化喷嘴，将烟气中大部分SO2脱除，氨水进入脱硫塔底部，与少量NH4HSO3反应生成(NH4)2SO3；(NH4)2SO3达到一定浓度后，由亚铵液泵送入氧化罐，与罗茨鼓风机送来的空气在喷射混合管内接触氧化，并经氧化泵循环氧化，将(NH4)2SO3氧化为(NH4)2SO4；硫酸铵溶液由氧化罐溢流至母液罐，经母液泵送入增湿塔顶部，硫酸铵溶液经烟气提浓后形成过饱和晶液，由增湿塔底部进入浆液罐，经浆液泵送入冷却器，再进入缓冲器中部，由缓冲器上部溢流至结晶罐，再由结晶罐上部溢流至母液罐，缓冲器、结晶罐和母液罐底部的积料通过砂浆泵打入稠厚器，稠厚器底部的积料再进入离心机分离出硫酸铵晶体，成品包装入库。离心机母液则溢流至母液罐，和母液循环系统的母液一起经母液泵送入增湿塔循环提浓。
图2双塔氨法脱硫工艺流程示意
2 单塔工艺较双塔工艺的优点
2.1 工艺流程简单，指标易控制
双塔氨法脱硫工艺流程复杂，需要循环泵、亚铵泵、氧化泵、母液泵等动力设备，所需配置的工艺管线较多，而烟气腐蚀性较大，易导致管道腐蚀，后续更新维护费用高；另外，由于双塔工艺流程复杂，需要控制的指标较多，工艺指标波动范围较大，出现经常性超标。
单塔氨法脱硫工艺中，脱硫及硫酸铵结晶均在1个塔内进行，仅需要一级循环泵与二级循环泵就可满足工艺要求，流程简单，操作方便，脱硫过程中的电耗及后续设备维修费用较单塔工艺少；而且单塔工艺流程简单，所需控制指标较少，系统运行较稳定，因而工艺指标波动也较小。
2.2 脱硫效率高，成品回收率高
双塔氨法脱硫工艺中，脱硫过程采用二级脱硫，一级脱硫通过文丘里脱硫，脱硫效率可达80%，二级脱硫通过脱硫塔脱硫，脱硫效率可达90%，硫酸铵回收率为95%，脱硫后出口烟气中的SO2含量在100×10-6。而单塔氨法脱硫工艺，仅采用一级循环脱硫，脱硫效率就可以达到95%以上，硫酸铵回收率为99%，脱硫后出口烟气中的SO2含量在100×10-6以下，正常情况下不超过50×10-6。
2.3 有效解决了气体带液的问题
双塔氨法脱硫工艺中，采用的脱硫塔为空塔，烟气向烟囱带液严重，腐蚀烟道。而单塔氨法脱硫工艺，脱硫塔上部的脱硫段采用塔盘结构，有效解决了烟囱带液的问题。另外，双塔氨法脱硫工艺由于增湿塔气体向脱硫塔带液严重，造成脱硫塔内溶液SO42-含量较低，硫酸铵生成量减少，硫酸铵产量偏低。
3 运行状况
我公司的单塔氨法烟气脱硫装置（1#烟气脱硫装置和2#烟气脱硫装置，一开一备）投运以来，状况良好，脱硫后出口烟气中的SO2含量一般控制在50×10-6以下（国家标准为小于100×10-6），粉尘含量控制在30×10-6以下，出口氮氧化物含量控制在100×10-6以下，均达到国家标准要求，且装置运行平稳。实际运行过程中1#、2#烟气脱硫装置一段时间内的运行数据分别见表1、表2。
更多内容详见《中氮肥》2016年第2期