氨法脱硫工艺应用小结

第１期　中　氮肥　Ｎｏ．１　２０１０年１月　Ｍ—Ｓｉｚｅｄ　Ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓ　Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　Ｊａｎ．２０１０　氨法脱硫工艺应用小结　田文平，齐国江，周彦　（山东华鲁恒升集团有限公司，山东德州２５３０２４）　［中图分类号］ｘ　７８４　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］１００４—９９３２（２０１０）０１—００２９—０２　我公司是大型化肥生产企业，生产中会产生　氨法脱硫工艺是典型的气一液两相传质过　较高浓度的废氨水。为了充分利用自身的资源优　程，ＳＯ　吸收是受气膜传质控制的，需保证ＳＯ：　势，本着以废治废的环保理念，建设了燃煤锅炉　在脱硫溶液中有较高的溶解度和相对高的气速。　烟气氨法脱硫项目。该项目投入运行后，不但减　ｓ０：溶解度随ｐＨ降低、温度的升高而下降，因　轻了公司的环保压力，而且实现了资源综合利　此，要求吸收液ｐＨ控制在５．０～６．０、反应温度　用，带来了良好的经济效益和社会效益。　控制在６０℃左右，反应段气速控制在４　ｍ／ｓ以　１工艺介绍　上。通过控制以上反应条件，能保证脱硫效率高　于９５％。　１．１　工艺原理　１．３．２氨损控制　以ＳＯ　和ＮＨ　的反应为基础，用氨水将锅　氨法脱硫技术因脱硫剂为价格较高的氨，其　炉烟气中的ＳＯ　脱除，得到亚硫酸铵中间产品，　装置的经济性必须建立在氨回收的基础上，氨损　再用压缩空气将亚硫酸铵直接氧化为硫酸铵，并　问题曾经是困扰氨法脱硫技术发展的关键因素。　利用烟气的热量加热浓缩硫酸铵溶液，最终得到　烟气中ＮＨ　的平衡分压主要与最终吸收液　硫酸铵产品。　的浓度、温度、ｐＨ、氧化率和加氨方式有关，　１．２工艺流程　主要采取分步加氨、提高氧化率、控制吸收液的　引风机来的的烟气进入脱硫塔洗涤，用氨化　循环量、吸收段设一层硫酸铵溶液喷淋层、吸收　吸收液循环吸收烟气中的ＳＯ　，生成亚硫酸铵；　塔顶部设水吸收装置、烟气进塔先用硫酸铵溶液　脱硫后的烟气经除雾使烟气中水雾质量浓度小于　洗涤降温等措施控制氨损失。　７５　ｍｇ／ｉｎ　，再经烟气加热器升温至７０℃左右进　为降低氨损，我公司采用多级洗涤、湿式电　人烟囱排放。　除尘器收集等方法，大幅度降低了装置的运行　吸收剂氨与吸收液混合进入吸收塔。在吸收　成本。　塔底部鼓人空气，使吸收烟气中ＳＯ　生成的亚硫　１．３．３亚硫酸铵氧化　酸铵氧化为硫酸铵。将硫酸铵溶液泵入洗涤降温　氨法脱硫工艺的中间产品亚铵盐的氧化也是　段与烟气换热，烟气温度降低，硫酸铵溶液中的　关系到氨法脱硫氨损及装置运行经济性的关键指　水分蒸发，形成固含量为３％～５％的硫酸铵浆　标。通常采用氨法脱硫多功能塔对局部工艺进行　液。硫酸铵浆液经过进一步浓缩，生成的结晶浆　调整，使出塔亚铵的氧化率达９９％。　液流入过滤离心机分离，分离出的固体硫酸铵经　１．３．４硫酸铵结晶　干燥器干燥后，进入料仓和包装机包装，得到商　氨法脱硫技术以往是将脱硫产物亚硫酸铵溶　品硫酸铵。　液从系统中抽出，在另外独立的装置上进行氧　１．３技术控制要点　化、蒸发浓缩和结晶，投资大、占地多、流程长　１．３．１反应条件控制　且耗能高，这曾是困扰氨法脱硫运行效率的重要　因素。我公司采用国内的氨法塔内结晶工艺，即　［收稿日期］２００９－０７－１５　在脱硫塔内不仅完成脱硫、氧化过程，还利用烟　［作者简介］田文平（１９７２一），女，山东德州人，工程师。　气热量进行硫酸铵溶液的浓缩和结晶。与蒸发结　・３０・　中氮肥　第１期　晶工艺相比，具有蒸汽消耗低、硫铵工序操作温　度低等优点。　１．３．５脱硝功能　氨法脱硫技术在脱硫的同时也具有脱硝功　能。脱硝反应如下：　４ＮＨ３＋４ＮＯ＋０２＝＝一４Ｎ２＋６Ｈ２０　８ＮＨ３＋６ＮＯ２—７Ｎ２＋１２Ｈ２Ｏ　运行结果表明，脱硝率可达到３０％以上，　ＮＯ　排放达到国家标准要求。　２运行成本分析　２．１原料成本　氨法脱硫主要原料为氨水，吸收液氨浓度为　８％～１２％。以氨水浓度１０％核算，去除１　ｔ　ＳＯ，　需要消耗５．５８　ｔ氨水，折合纯氨为５５８　ｋｇ。实际　运行结果表明，原料氨成本占总运行成本的　６１．７％。氮肥企业副产废氨水，以废治废，变废　为宝，能够降低生产成本。　２．２公用工程消耗　公用工程主要是蒸汽、水和电，其成本占总　运行成本的１５％，其中蒸汽消耗成本占总运行　成本的５％，电耗费用占总运行成本的８％。我　公司在生产过程中，通过控制烟气温度等操作参　数，将蒸汽消耗降至最低，并且利用公司循环水　排水作为补充水，减少了一次水的用量。　２．３综合效益　我公司燃煤锅炉烟气原采用炉内石灰石脱　硫，改为氨法脱硫后，装置年均运行成本按２４０　ｔ锅炉计算，可节省费用５６０万元，并且不再有　难处理的副产品石膏，具有良好的经济效益和社　会效益。　３运行效果及存在问题分析　３．１运行效果　该项目投运后，经过几天的调试便进入连续　１６８　ｈ（７　ｄ）运行考核。根据７　ｄ的运行记录、　监测情况，脱硫剂氨水浓度为６％～１２％，脱硫　效率最高可达９９．２％，最低为９５．１％，７　ｄ平均　脱硫效率达到了９７．２％，脱硫前烟气中ＳＯ，质　量浓度最高为３　２２０　ｍｇ／ｒｎ　，脱硫后出口烟气中　Ｓ０：质量浓度最低只有２６　ｍｇ／ｍ　。脱硫装置运　行稳定，脱硫效果良好。　３．２运行中存在的问题　３．２．１运行周期短，管道堵塞　在实际运行期间，最长运行时间为３个月。　运行期问出现设备、管道堵塞，并且连接部位出　现漏点，严重影响装置正常运转。针对出现的问　题，经分析，主要原因是进入脱硫塔烟气中烟尘　含量较高，影响结晶和产品质量，并且堵塞管　道，导致装置运行周期短。　针对存在的问题，公司对现有四静电场电除　尘进行改造，并且增加一级布袋除尘，确保将进　入氨法脱硫装置烟气的烟尘含量降至最低。改造　后１个多月的运行表明，产品质量和运行状况得　到大幅度提高和改善。　３．２．２腐蚀问题　脱硫工艺腐蚀问题一直都是关注的热点难　题。氨法脱硫装置在运行过程中，出现管道附件　连接部位腐蚀问题，严重影响正常生产。在对公　司氨法脱硫工艺分析的基础上，通过对脱硫塔内　件采用非金属材料（ＰＰ、ＦＲＰ、ＳｉＣ等）、钢结　构采用鳞片防腐、工艺主管道采用玻璃钢材料、　阀门采用钢衬塑料阀门、泵采用合金材料等措　施，减缓了脱硫系统的腐蚀。　３．２．３排放烟气烟雾污染问题　因氨法脱硫采用的吸收液为氨水，存在氨逃　逸现象，直接随烟气排人大气，带来二次污染。　针对存在的问题，采用在脱硫塔上段增加洗涤水　用量的方法来降低烟气温度及氨浓度，塔顶增加　除沫器以降低烟雾污染。改进后对排放烟气的自　测结果和上级部门的监测结果均达到国家要求的　排放标准。　４结论　对电力系统来说，因原料液氨的采购、储运　及产品销售等因素限制，其燃煤锅炉烟气采用氨　法脱硫工艺受到制约。而有合成氨装置的化肥企　业，其生产过程中会产生废氨水，废氨水的处理　在过去难度很大，并成为化肥企业环保治理的瓶　颈。如今将废氨水用于本公司配套的热电联产锅　炉烟气脱硫，生产的硫酸铵作为肥料产品或复合　肥的原料，在公司内实现废物的综合利用，成为　减少“三废”排放的更有效路线。因此，氨法　脱硫工艺在石化企业应用具有更大优势。