稀氨水在鍋爐煙氣脫硫中的應用

*王紅柱

(湖北三寧化工股份有限公司 湖北 443206)

稀氨水在鍋爐煙氣脫硫中的應用

*王紅柱

(湖北三寧化工股份有限公司 湖北 443206)

本文以稀氨水在湖北三寧化工股份有限公司兩臺75T/h循環流化床鍋爐煙氣脫硫的應用為例闡述了應用的主要工藝,以稀氨水脫煙氣中硫具有操作簡單、脫硫效率高、運行穩定、無二次污染等特點,煙氣排放物達到國家標準同時其副產物硫酸銨滿足農用化肥標準.

稀氨水;脫硫;煙氣治理

污染問題一直是我國的重要問題,而燃煤鍋爐的煙氣里含有很多有毒、有害氣體等,其中二氧化硫是環境治理的重要對象,隨著工業的發展和人們生活水平的提高,減少SO2污染已成為當今大氣環境治理的當務之急.我公司在利用合成氨裝置產生的8-13%的稀氨水,應用于兩臺75T/h循環流化床鍋爐的煙氣脫硫上,現裝置運行穩定、操作方便,具有脫硫效率高、無固廢產生、能耗低等優點,現將稀氨水的應用及工藝有關情況介紹如下.

1.工藝流程

鍋爐煙氣經布袋及電除塵器后引風機加壓,進入脫硫系統的濃縮段,在脫硫塔內逐步上升,上升過程中與噴淋的濃縮液接觸,對稀硫酸銨溶液進行蒸發濃縮,同時對煙氣溫度進行降低.繼續上升穿過濃縮段升氣帽后進入吸收脫硫段,與脫硫段噴頭噴出的8-13%稀氨水和亞硫酸銨溶液接觸,煙氣中的二氧化硫被亞銨液中的稀氨水及亞硫酸銨溶液吸收,形成亞銨液完成脫硫過程.亞銨液溢流入氧化罐由氧化循環泵自罐底抽出,再打入自吸空氣噴射器內并噴射入氧化罐內進行強制氧化,從而使亞硫酸銨轉變為硫酸銨,因空氣及亞銨液在氧化罐內被高速液流沖擊為極其細小的顆粒,相互接觸充分氧化效率較高,這樣周而復始的循環,最終產品亞硫酸銨氧化率達到100%.氧化好的硫酸銨溶液自氧化罐溢流口自動溢流進入漿液罐去進行濃縮循環,氧化罐液位始終保持恒定.進入濃縮段的稀硫酸銨溶液需在脫硫塔濃縮段蒸發濃縮至過飽和狀態進入回收系統.目的一是為剛進入脫硫塔內的鍋爐熱煙氣降溫,以保護脫硫塔內襯防腐的玻璃鱗片;二是充分利用熱煙氣的熱量,將低濃度硫酸銨溶液蒸發為高濃度溶液,減少結晶分離所需電耗和降低干燥所消耗的蒸汽.在高濃度硫酸銨溶液經出料泵送入結晶器的硫酸銨漿液在結晶器內結晶沉淀后送入離心機甩干,使晶體含水率達到5%-10%,離心機下料來的硫酸銨產品經過稱重、包裝等工序,包裝好的產品人工碼放在廠房內,定期運至復合肥廠制作復合肥.

煙氣繼續在塔內上升穿過除霧器,以除去在脫硫過程中形成的氣液沫,減少煙氣中夾帶的水分并盡可能完全地回收硫酸銨.除霧器中有一層沖洗水噴頭開啟后是洗滌吸收從下部逃逸的NH3、SO2和沖洗除霧器,沖洗水噴淋后在升氣帽上匯集流入清水罐;還有一路去脫硫塔積液池補充脫硫段損失的水分.凈煙氣繼續上升經塔頂直排煙囪達標排放.

在脫硫系統正常運行時,原混凝土煙囪作為備用煙囪,備用煙囪閘板閥全關煙氣通過脫硫系統脫硫處理后排放至大氣,在脫硫系統的異常及其他緊急狀態下,混凝土煙囪煙道閘板閥迅速開啟脫硫系統進口電動閥門快速關閉,并在鍋爐中迅速投入噴鈣脫硫系統.

2.工藝原理

(1)煙氣二氧化硫與氨水吸收:氨法脫硫即用氨水通過噴淋與煙氣接觸,吸收煙氣中的二氧化硫,最終生成亞硫酸銨,反應式如下:

(2)亞硫酸銨氧化工藝原理:在煙氣吸收過程中形成的亞硫酸銨,需氧化為硫酸銨才是期望的副產品.氧化過程在專門設計的氧化器中進行,反應式如下:

(3)脫硫液后續處理及副產品回收工藝原理:經吸收、氧化得到的硫酸銨稀溶液,需經熱煙氣預濃縮,再經結晶離心分離,繼續處理,才能得到符合標準要求的副產品.

3.主要工藝設備

(1)靜止設備

設備名稱 規格型號 數量 備注脫硫塔 Φ5500X40000mm+4000x10000mm+2300x4400mm 1臺 碳鋼內襯玻璃鱗片漿液罐 Φ4000X4000mm 1臺 碳鋼內襯玻璃鱗片清水罐 Φ3000X4000mm 1臺 碳鋼內襯玻璃鱗片氨水罐 Φ4000X6000mm 1臺 碳鋼氧化罐 Φ3000X4000mm 1臺 玻璃鋼結晶器 Φ2000X2000X1000mm 2臺 316L

(2)運轉設備

設備名稱 型號規格 電機型號 數量氨水泵 IH50-32-160 YB112M-2/ 4.0KW 2臺氧化泵 LCF125/405I Y280M-4/- 90KW 2臺出料泵 LCF40/400I Y200L-4/- 30KW 2臺增濃泵 LCF200/410I Y280M-4/- 90KW 2臺脫硫泵 LCF125/405I Y280S-4/- 75KW 2臺結晶器攪拌器 XLED84 2臺1#離心機 HR500-NA Y225M-2-45KW 1臺

4.主要工藝指標項目

脫硫塔出口煙氣中SO2濃度:≤150mg/Nm3;脫硫塔出口煙氣粉塵濃度:≤30mg/Nm3;漿液比重:1.26-1.37;漿液溫度:≤65℃脫硫泵出口溶液PH值:6.8-7.8;氨水罐液位:1000-4500mm;漿液罐液位:800-2000mm;煙氣進口溫度:≤150℃;煙氣出口溫度:50-60℃;脫硫塔出口煙氣氨含量:≤10ppm;硫酸銨質量:氮含量大于19.0%.

5.稀氨水應用效果

稀氨水應用在我公司兩臺75T/h循環流化床鍋爐的煙氣脫硫上,充分的利用了氨的化學活性,氨的利用率達到了98%以上,廢氨水有了合理的用處,排放煙囪的煙氣中氨的含量小于等于8mg/Nm3,二氧化硫含量小于150mg/Nm3,達到了環保效果,生產出來的硫酸銨的含氮量大于19%,硫酸銨應用于復合肥的生產上,變廢為寶,以上綜述稀氨水應用在鍋爐煙氣脫硫上,具有脫硫效率高、氨利用率高,脫硫能耗低、運行穩定、無二次污染等特點,副產物經濟效益顯著,環保可靠.

王紅柱(1988-),男,湖北三寧化工股份有限公司;研究方向:煤化工設備及項目改造施工管理.

Application of Dilute Ammonia in Flue Gas Desulfurization of Boiler

Wang Hongzhu
(Hubei Sanning Chemical CO., LTD, Hubei, 443206)

In this paper, the application of dilute ammonia water in flue gas desulfurization of two 75 T/h circulating fluidized bed boilers in Hubei Sanning Chemical CO., LTD is taken for example, the main process of application is described. The sulfur in the flue gas of dilute ammonia water has the characteristics of simple operation, high desulfurization efficiency, stable operation, no secondary pollution, etc. the flue gas emissions meet the national standard and the by-product ammonium sulfate meets agricultural chemical fertilizer standards.

dilute ammonia;desulfurization;flue gas treatment

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