氨法脱硫重点总结 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/6/3 0:37:14星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

明晟环保:化肥装置氨源及其在氨法脱硫上的使用特点

1液氨

液氨运输及储存便利,通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。氨易溶于水,溶于水后形成碱性溶液。液氨(气氨)管理要求高。用于脱硫时,其管道及相应的贮槽应按压力等级设计并有防爆措施。但因其含量高运输成本低,液氨是长距离外购脱硫剂的首选方案。 2 氨水

氨水为无色透明的液体,是不燃烧、无危险的液体。 2.1稀氨水

稀氨水一般由废氨水提浓或液氨稀释而来,质量相对较好,可以直接使用。 2.2废氨水

化肥企业废氨水来源: 1) 合成氨系统废氨水来源

铜洗再生工序产生的含氨废水;回收塔用软水或稀氨水回收下来的氨水,脱除有机硫过程中产生的低压变换冷凝液和含氨废水等。

2 ) 氮肥(氨加工)废氨水来源 (NH4)2·CO3生产废水主要是尾气洗涤塔产生的含氨废水;尿素生产废水主要是蒸馏和蒸发工序的解吸液和冷凝液即含氨废水;NH4NO3生产废水主要是真空蒸发工序生产的含氨废水。 目前,化肥企业的含氨废水一般送尿素解吸或新增氨回收塔进行提浓回收。进行回收需要增加能耗和操作费用。 废氨水浓度一般较低,高的一般也不超过5%,所以当用废氨水脱硫时要注意装置的水平衡,水过量时须搭配使用高浓度的氨。 3 .NH4HCO3

一般是由氨与二氧化碳化合而成,曾是氮肥的主要品种,目前仍是中小氮肥厂重要产品。

NH4HCO3可分解为氨与二氧化碳,可作为脱硫剂。在使用碳铵作脱硫剂时,需配置将碳铵溶解的装置然后将碳铵泵入脱硫系统。因碳铵在脱硫过程中有气体二氧化碳生成,所以碳铵的加入点要有防泡沫措施。 4. 尿素

尿素用液氨和二氧化碳为原料合成尿素。尿素在水的作用下分解成氨和二氧化碳,可以作脱硫剂使用。

尿素做脱硫剂也需配置溶解装置。然后将溶液泵入脱硫系统。同样其水解过程中有气体二氧化碳生成,所以其加入点也应要有防泡沫措施。

5 化肥企业使用氨法烟气脱硫的优势

化肥企业特别是氮肥厂皆有上述的含氨脱硫剂,采用氨法技术进行锅炉烟气脱硫,可直接利用氨甚至废氨水回收烟气中的SO2制成(NH4)2SO4肥料,在厂内即可实现废物的综合利用,以废治废、变废为宝。 另外,氨法脱硫属化工技术,化肥企业的操作人员和管理人员容易掌握。 6.氨法脱硫技术在化肥企业的应用

氨法脱硫技术在电力、化工行业已多家使用,其中化肥企业也逐步增多。目前,山东章丘明水大化、石家庄正元化肥、中化平原化肥等多家已经使用。 5、结论

氨法烟气脱硫技术可以利用化肥装置中的含氨稀氨水、液氨(气氨)、碳铵、尿素甚至废氨水脱除烟气SO2,既解决了化肥装置的废氨水难题又解决了烟气的SO2治理问题,还副产高附加值的(NH4)2SO4化肥,且脱硫率99%的同时可达20%~40%的脱硝率,一举多得,更不产生二次污染不消耗新的原料资源,环境效益、经济效益与社会效益明显,真正实现了绿色经济,变废为宝的目的,实现在绿水蓝天中获得金山银山的理念,值得化肥企业大力推广。 明晟环保凭借几十年的化工经验,以实体工业求发展,以低碳经济、变废为宝为理念,从根本上解决了高耗能和二次污染问题,使超低排放科技化、系统化。

明晟环保氨法脱硫:氨法脱硫工艺的基本原理

在本质上氨法脱硫工艺是采用NH3来吸收净化烟气的,包含着复杂的物理、化学过程。以下将从物理化学原理方面对工艺各阶段加以分析。

烟气中的SO2从烟气主体进入吸收液的过程是物理吸收和化学反应的过程,通过这个过程,使SO2从气相进入液相而被捕获。该过程可分为如下几个步骤: 氨法脱硫工艺中的化学步骤

1.烟气中SO2溶解于水形成H2SO3。 2.氨吸收剂溶解于水形成NH3˙H2O。

3.溶解于水形成的NH3˙H2O与溶解于水形成的H2SO3进行化学反应形成(NH4)2SO3。 4.形成的(NH4)2SO3在氧化空气的作用下氧化形成(NH4)2SO4 氨法脱硫过程的总化学反应式可以综合表示为: SO2+H2O+XNH3=(NH4)xH2-xSO3

(NH4)xH2-xSO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4

虽然该综合反应式中列出了主要的反应物和生成物,但整个反应过程非常复杂,可以通过以下的一系列反应过程表示:

A:脱硫塔中SO2的吸收

烟气中的二氧化硫(SO2)溶于水并生成亚硫酸。 SO2 + H2O → H2SO3 (1)

B:亚硫酸同溶于水中的硫酸铵和亚硫酸铵起反应。 H2SO3 +(NH4)2SO4 →NH4HSO4 + NH4HSO3 (2) H2SO3+(NH4)2SO3 →2NH4HSO3 (3)

C:吸收剂氨的溶解

NH3 + H2O → NH4OH →NH4+ + OH- (4)

由于反应(4)的进行,可以不断提供中和用的碱度及反应用的铵离子。氨同溶于水中的亚硫酸、硫酸氢铵和亚硫酸氢铵起反应。

D:中和吸收的SO2

SO2极易与碱性物质发生化学反应,形成亚硫酸盐。碱过剩时生成正盐;SO2过剩时形成酸式盐。 SO2 + NH4OH→ NH4HSO3 (5)

SO2 + 2NH4OH →(NH4)2SO3 + H2O (6)

由于反应(5)、(6)的进行,可以使更多SO2可被吸收。 E:吸收得到的(亚)硫酸(氢)铵氧化成硫酸(氢)铵

亚硫酸盐不稳定,可被烟气及氧化空气中的氧气氧化成稳定的硫酸盐。 2 NH4HSO3 + O2 → 2NH4HSO4 (7) 2(NH4)2SO3 + O2 →2(NH4)2SO4 (8)

F:硫酸铵溶液浓缩后结晶析出硫酸铵固体 硫酸铵 + 水 → 硫酸铵固体 + 水蒸汽 G:脱硝功能

氨法脱硫在脱出二氧化硫的同时,对氮氧化物也有一定的脱除效果,其反应原理如下:

烟气中氮氧化物(NOx)主要以NO(占NOx的90%)形式存在,其次是NO2、N2O5等。在一定温度下,NO 在空气中部分氧化成NO2,建立如下平衡: NO+ 1/2O2 = NO2

在一定温度的水溶液中,亚硫酸铵(NH4)2SO3与水中溶解的NO2反应生成(NH4)2SO4 与N2,建立如下平衡: 2(NH4)2SO3 + NO2 = 2(NH4)2SO4 + 1/2N2 ↑

亚硫酸铵(NH4)2SO3与水中溶解的NO反应生成(NH4)2SO4与N2,建立如下平衡: (NH4)2SO3+ NO= (NH4)2SO4+ 1/2N2↑

亚硫酸氢铵NH4HSO3与水中溶解的NO2反应生成NH4HSO4 与N2,建立如下平衡: 4NH4HSO3+2NO2→4NH4HSO4+N2↑

明晟环保氨法脱硫:燃煤电厂主要节能技术(一)

燃煤电厂主要节能技术汇总如下: 1、提高蒸汽参数

常规超临界机组汽轮机典型参数为24.2MPa/566℃/566℃,常规超超临界机组典型参数为25-26.25MPa/600℃/600℃。提高汽轮机进汽参数可直接提高机组效率,综合经济性、安全性与工程实际应用情况,主蒸汽压力提高至27-28MPa,主蒸汽温度受主蒸汽压力提高与材料制约一般维持在600℃,热再热蒸汽温度提高至610℃或620℃,可进一步提高机组效率。主蒸汽压力大于27MPa时,每提高1MPa进汽压力,降低汽机热耗0.1%左右。热再热蒸汽温度每提高10℃,可降低热耗0.15%。预计相比常规超超临界机组可降低供电煤耗1.5~2.5克/千瓦时。技术较成熟。 适用于66、100万千瓦超超临界机组设计优化。 2、二次再热

在常规一次再热的基础上,汽轮机排汽二次进入锅炉进行再热。汽轮机增加超高压缸,超高压缸排汽为冷一次再热,其经过锅炉一次再热器加热后进入高压缸,高压缸排汽为冷二次再热,其经过锅炉二次再热器加热后进入中压缸。比一次再热机组热效率高出2%~3%,可降低供电煤耗8~10克/千瓦时技术较成熟。

美国、德国、日本、丹麦等国家部分30万千瓦以上机组已有应用。国内有100万千瓦二次再热技术示范工程。 3、管道系统优化

通过适当增大管径、减少弯头、尽量采用弯管和斜三通等低阻力连接件等措施,降低主蒸汽、再热、给水等管道阻力。机组热效率提高0.1%~0.2%,可降低供电煤耗0.3~0.6克/千瓦时。技术成熟。 适于各级容量机组。 4、外置蒸汽冷却器

超超临界机组高加抽汽由于抽汽温度高,往往具有较大过热度,通过设置独立外置蒸汽冷却器,充分利用抽汽过热焓,提高回热系统热效率。预计可降低供电煤耗约0.5克/千瓦时。技术较成熟。 适用于66、100万千瓦超超临界机组。 5、低温省煤器

在除尘器入口或脱硫塔入口设置1级或2级串联低温省煤器,采用温度范围合适的部分凝结水回收烟气余热,降低烟气温度从而降低体积流量,提高机组热效率,降低引风机电耗。预计可降低供电煤耗1.4~1.8克/千瓦时技术成熟。

适用于30~100万千瓦各类型机组。 6、700℃超超临界

在新的镍基耐高温材料研发成功后,蒸汽参数可提高至700℃,大幅提高机组热效率供电煤耗预计可达到246克/千瓦时。技术研发阶段。 7、汽轮机通流部分改造

对于13.5、20万千瓦汽轮机和2000年前投运的30和60万千瓦亚临界汽轮机,通流效率低,热耗高。采用全三维技术优化设计汽轮机通流部分,采用新型高效叶片和新型汽封技术改造汽轮机,节能提效效果明显。预计可降低供电煤耗10~20g/kWh。技术成熟。 适用于13.5~60万千瓦各类型机组。 8、汽轮机间隙调整及汽封改造

部分汽轮机普遍存在汽缸运行效率较低、高压缸效率随运行时间增加不断下降的问题,主要原因是汽轮机通流部分不完善、汽封间隙大、汽轮机内缸接合面漏汽严重、存在级间漏汽和蒸汽短路现象。通过汽轮机本体技术改造,提高运行缸效率,节能提效效果显著。预计可降低供电煤耗2~4g/kWh。技术成熟。 适用于30~60万千瓦各类型机组。 9、汽机主汽滤网结构型式优化研究

为减少主再热蒸汽固体颗粒和异物对汽轮机通流部分的损伤,主再热蒸汽阀门均装有滤网。常见滤网孔径均为φ7,已开有倒角。但滤网结构及孔径大小需进一步研究。可减少蒸汽压降和热耗,暂无降低供电煤耗估算值。技术成熟。 适于各级容量机组。

10、锅炉排烟余热回收利用 在空预器之后、脱硫塔之前烟道的合适位置通过加装烟气冷却器,用来加热凝结水、锅炉送风或城市热网低温回水,回收部分热量,从而达到节能提效、节水效果。采用低压省煤器技术,若排烟温度降低30℃,机组供电煤耗可降低1.8g/kWh,脱硫系统耗水量减少70%。技术成熟。