氨法脱硫技术在锅炉烟气脱硫中的应用

氨法脱硫技术在锅炉烟气脱硫中的应用

车艳妮， 李飞飞

（河南理工大学，河南 焦作454150）

［摘  要］介绍氨法脱硫技术的工艺原理、工艺流程、主要设备、工程应用情况以及脱硫系统的设计特点。山西晋煤天源化工有限公司的应用实践表明，采用氨法脱硫技术后，锅炉烟气达到了环保排放要求，且装置运行稳定，各项技术指标较优，达到了改造的目的。

［关键词］ 锅炉烟气脱硫；氨法脱硫；循环流化床燃煤锅炉；三废混燃炉；工艺选择；运行情况；系统特点

   ［中图分类号］ X 781.4  ［文献标志码］ B   ［文章编号］ 1004-9932（2016）04-0025-03

山西晋煤天源化工有限公司现有3 台130 t/h 循环流化床燃煤锅炉及1 台75 t/h的三废混燃炉，原设计生产用原料煤按低硫煤考虑，采用炉内投加石灰石进行脱硫，脱硫效率较低。自2014 年7 月1 日起，火力发电锅炉及燃气轮机烟气排放标准要求烟尘≤30 mg/m³、SO₂含量≤200 mg/m³，为使锅炉烟气达标排放，公司采用氨法脱硫工艺对锅炉原脱硫工艺进行了技术改造，改造后系统运行稳定，达到了设计要求。

1  锅炉基本情况

改造前，山西晋煤天源化工有限公司3 台130 t/h 燃煤锅炉烟气中SO₂的浓度约为3 500 mg/m³、NO_x 浓度约为400 mg/m³，每台锅炉配有1 套四级静电除尘器，每套除尘器后面配有2台引风机。

公司新建的1 台75 t/h 三废混燃炉运行后，其烟气中SO₂的浓度约为800 mg/m³、NO_x 浓度约为400 mg/m³，三废混燃炉配有1 套四级静电除尘器，除尘器后配有1台引风机。

130 t/h 燃煤锅炉和75 t/h 三废混燃炉基本参数及脱硫后的烟气参数见表1。

2  脱硫工艺选择

目前，国内外锅炉（烟气）脱硫技术主要有燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫3 大类；烟气脱硫(FGD) 按脱硫方式、产物处理形式总体上可分为干法、半干法和湿法3大类。因国内化工企业（尤其是氮肥企业）中废氨水较容易得到，所以氨水湿法脱硫工艺得到了普遍的应用。

表1  燃煤锅炉和三废混燃炉基本参数及脱硫后的烟气参数

3×130 t/h 循环流化床锅炉的烟气脱硫采用氨—硫酸铵回收法工艺。由于3台锅炉集中在一个场地，且改换燃煤品种后烟气中SO₂ 浓度较高，因而使用厂区内生产的废氨水作为脱硫剂，利用氨水活性高且就地取材的优势脱除烟气中的SO₂，并副产硫酸铵。

1×75 t/h 三废混燃炉，因烟气中SO₂ 浓度较低，故使用含氨量1 000～2 000 mg/L的造气循环水作为脱硫剂（实质上也是氨法脱硫），具有脱硫反应速率快、吸收剂利用率高的特点，并克服了普通氨法脱硫系统运行费用高的缺点。

3  氨法脱硫工艺原理

3.1  吸收

氨法脱硫的吸收过程为水溶液中的NH₃和SO₂ 反应得到脱硫中间产品亚硫酸（氢）铵，由于NH3及中间产物亚硫酸铵与SO₂反应的活性很强，此反应速率很快，所需的吸收停留时间一般在2 s 左右，此吸收过程的关键是控制氨向气相中挥发，这就要求维持吸收液偏酸性的条件，但若吸收液pH 低于5.0 ，吸收液吸收SO₂的速率又会大幅降低，因此一般维持吸收液pH 在5.0～6.0，pH 控制在5.3～5.8最为理想。

3.2  氧化

由于亚硫酸铵化学性质不稳定，极易分解（分解温度60～70 ℃）生成SO₂而造成二次污染，因此需配备氧化风机提供足够的O₂将亚硫酸铵氧化成硫酸铵。

4  工艺流程及主要设备

4.1  循环流化床锅炉烟气脱硫系统

4.1.1  工艺流程

130 t/h 循环流化床锅炉的烟气脱硫系统采用三炉一塔配置。锅炉烟气汇合后通过原烟气挡板门进入脱硫塔SO2 吸收段，与来自脱硫循环罐的吸收液逆流接触，烟气中SO2被充分吸收后进入除雾器，脱除夹带的液滴同时吸收逃逸氨，得到的净烟气返回塔顶烟囱直接排放。

脱硫循环罐内溶液不断溢流进入氧化罐，在氧化罐内，经过气液分布器，脱硫后溶液与氧化空气逆流接触，使吸收液中的亚硫酸铵和亚硫酸氢铵得到充分氧化而生成硫酸铵。

在脱硫塔内第一喷淋层，高热量的原烟气与氧化后的硫酸铵浆液逆流接触，使氧化后的硫酸铵溶液得到浓缩，达到一定浓度后由硫酸铵采出泵泵入结晶釜、离心机，完成固液分离后，湿物料经干燥、包装得到符合国家标准的硫酸铵产品；分离后的母液则回到塔内继续浓缩。

4.1.2  主要设备（表2）

更多内容详见《中氮肥》2016年第4期