氨法脫硫簡介

氨法脫硫原理 燃煤煙氣氨法脫硫是一個典型，但十分復雜的 化學過程，屬于國際化學工程科學與工程學術領域 的前沿。也是一個變廢為寶的資源回收法，目前在 燃煤煙氣脫硫處理上最為環保的方法。主要過程是 用堿性的脫硫劑——氨(包含純氨、氨水)，將燃煤 煙氣中含有的S0：吸收、對吸收反應產生的亞硫酸 銨氧化生成硫酸銨、將稀硫酸銨濃縮產生固體硫酸 銨結晶，然后對高濃度的含水硫酸銨結晶溶液脫水、 干燥得到硫酸銨產品。 燃煤煙氣氨法脫硫包括三個具體反應步驟：

(1)吸收：S02+2NH3·H20一(NH4)2S03+ H20

(2)氧化：(NH4)2S03+02—2(NH4)2S04

(3)結晶：(NH。)：SO。(1)一(NH。)：SO。

(4) 總反應為：2S02+4NH3·H20+02— 2(NH4)2S04+2H201．

?結晶工藝

氨法脫硫工藝的硫酸銨結晶形成工藝又分為脫 硫塔里飽和結晶工藝、脫硫塔外蒸發結晶工藝。脫 硫塔里飽和結晶工藝是使得SO：吸收、亞硫酸銨氧 化、稀硫酸銨濃縮在一個脫硫塔中完成，從高濃度的 硫酸銨溶液中飽和結晶得到固體硫酸銨。此工藝中 含硫酸銨漿液的pH值在2．5—3．5，腐蝕性較強。 脫硫塔外蒸發結晶工藝是將在脫硫塔里經過SO：吸 收、亞硫酸銨氧化形成的稀硫酸銨溶液取出，用蒸發 器蒸發濃縮析出硫酸銨結晶。此方法需要消耗蒸汽 熱源。

氨法脫硫的優勢

(1)氨是一種易溶于水的堿，在水中的溶解度， 常壓下可達到25％以上的濃度，即330 g／L水。因 此，采用氨法的潛在意義在于，與石灰石一石膏法相 比，可以顯著降低吸收液的循環量，從而可顯著降低 煙氣脫硫裝置的投資和能耗。

(2)氨作為脫硫的原料，同時也是生產氮肥的 原料，因此，氨法的脫硫產品是一種氮肥：硫銨化肥， 其含氮量為21％(尿素46．3％，氯化銨26％，碳酸 氫銨17．5％)，是一種用途廣附加值大的產品。 氨法是一種回收法，是一種“可資源化”的方 法。煙氣中SO：體現了非常明顯的回收價值，因此， 與作為拋棄法的石灰石一石膏法相比，氨法是一種 回收法，是一種“可資源化”的方法。一般而言，氨 中氮的價值在20形N左右，碳銨在25形N，尿素 在35形N，氯化銨在25形N～30形N(因為含 氯，所以價格低)，而硫銨與尿素持平，甚至高于尿 素氮的價值。這樣，煙氣中sO：體現了非常明顯的 回收價值，一般在400形t一600 Yr_／t。硫酸銨合計 年產能達1250萬t，口量達國內產量的 60％。 但是，盡管氨法有如此明顯的優點，在國外，尤 其象日本、歐洲，甚至美國這樣的發達國家卻并不重 視和發展氨法。只有我國，其次是印度，再其次是美 國具有發展氨法的良好條件。

(3)從低碳經濟的角度講，氨法脫硫是碳零排 放，而鈣法脫硫則是高碳排放，采用鈣法脫硫，每脫 除1 t SO：將產生0．8 t C02。因此，氨法脫硫是一 個典型的以廢治廢、變廢為寶、無污染的循環經濟， 而鈣法脫硫將產生嚴重的二次污染(鈣法脫硫后產 生的石膏不好利用，被拋棄，且排放CO：)。

氨法脫硫的缺點

(1)氨逃逸溢出：由于氨的易揮發性，從脫硫塔 出口氨很容易溢出。

(2)氣溶膠：氣相形成亞硫酸氫氨的固體，即氣 相沉淀。呈現為微米級別的超細粉末，稱為氣溶膠。 由于在脫硫過程中，熱煙氣與水溶液接觸，在液體表 面，飽和水蒸汽向氣相傳遞，超細的固體顆粒會成為 水蒸汽冷凝結露的核心或晶種。 NH3(g)+S02(g)+H20(g)一NH4HS03(s) 因此，關鍵是要防止以上反應的發生。溫度越 高氣溶膠越不容易發生。經過試驗，當溫度高于 45℃以上，則不會有氣溶膠問題。

(3)亞硫酸銨氧化率：亞硫酸銨一硫酸銨(氧化 率95％一99％以上) 在亞硫酸銨氧化方面，從理論上確定了亞硫酸 銨氧化成為硫酸銨等同于0：的化學吸收。亞硫酸 銨氧化和其他亞硫酸鹽相比明顯不同，NH：對氧化 過程有阻尼作用。經過實踐試驗研究闡述了這一獨 特性質，NH：顯著阻礙0：在水溶液中的溶解，濃度 越高0：在水溶液中的溶解度越低，氧化率也越低。

(4)氨法脫硫中漿液含油、含灰：除油(常規設 計用氣浮裝置處理)、除灰(常規設計用臥式螺旋離 心機處理)。 氨法脫硫中油、灰存在產生的問題。

硫酸銨漿液難以生產硫酸銨產品

由于在燃煤鍋爐啟爐點火時，一般用柴油點火， 在尾氣經過布袋除塵或靜電除塵后仍含有一定的煙 塵。從而更容易產生油灰，使硫酸銨產品難以飽和 結晶析出或蒸發結晶析出難以產出，且產品不合格。 尤其在氨法脫硫塔外蒸發結晶工藝中，硫酸銨 漿液在蒸汽加熱下，2 h一3 h就成漿糊狀，硫酸銨無 法結晶出來。造成硫酸銨漿液隨著生產的延續，積 累越多，使生產系統無法進行下去，要將硫酸銨漿液 人為地排出脫硫生產系統。也造成大量的含硫酸銨 的漿液污染環境。

產品粒度細小

因油、灰的存在使硫酸銨難以結晶，晶核難以長 大，使得硫酸銨產品粒度細小。在離心脫水、干燥產 品時運行困難。由于硫酸銨結晶細小，在離心脫水 時，結晶取出較困難。由此形成的細小產品在流化 干燥時被引風機吸走，造成后系統的堵塞。

亞硫酸銨氧化的困難

由于煤灰煙塵、油的存在，使含有亞硫酸銨的漿液 濃度高，而且粘稠。從而使向亞硫酸銨水溶液中鼓入 的空氣中的氧氣無法被漿液吸收，使漿液中氧氣含量 低，導致亞硫酸銨氧化反應速度慢，氧化率較低難以生 成得到硫酸銨。使得大量的氨逃逸、氣溶膠產生，造成 凈化后的鍋爐煙氣拖尾較重，產生長超過3 km的拖尾 現象。

硫酸銨產品不合格

由于大量煤灰存在，硫酸銨產品顏色黑，不符合 國家標準GB535—1995；也不符合副產硫酸銨的火 電廠產品標準DL／T808—2002中關于產品外觀要 求：白色或灰白色粒狀或粉末狀，無可見機械雜質， 硫酸銨主含量不達標。 3解決油灰問題的傳統工藝 解決油灰分離問題的傳統工藝——臥式螺旋離 心機由轉鼓和帶空心轉軸的螺旋輸送器組成。油灰污泥由空心轉軸送入轉筒后，在高速旋 轉產生的離心力作用下，立即被轉入轉鼓腔內。污 泥顆粒由于比重較大，離心力也大，因此被甩貼在轉 鼓內壁上，形成固體層(因為環狀，稱為固環層)。 水分由于密度較小、離心力小，因此，只能在固 環層內側形成液體層，稱為液環層。固環層的污泥 在螺旋輸送器的緩慢推動下，被輸送到轉鼓錐端，經 轉鼓周圍的出口連續排出；液環層的液體則由堰口 連續溢流排至轉鼓外，形成分離液，然后匯集起來， 靠重力排出脫水機外。

板框壓濾機的應用

廂式、板框式、隔膜壓榨式filter press。按濾板壓緊和移動方式，壓濾機可分普通式和自動拉板式二類。 普通式壓濾機有手動壓緊、手動千斤頂壓緊、電動油 泵千斤頂壓緊和電動油泵液壓壓緊等。前二種主要 用于過濾面積小的壓濾機。

自動板框壓濾機

自動板框壓濾機采用自動保壓和PLC技術，當過濾結束需要卸濾餅時，每塊濾板拉開卸料是 用拉板器逐一自動拉開，提高整機自動化水平。 近年開發的全自動板框壓濾機是在常規壓濾機 上配置自動進料、自動保壓、自動吹氣、自動壓榨 (壓榨式壓濾機)、自動拉板、濾板自動刮泥(濾餅)、 濾布自動清洗、自動翻板機構、皮帶輸送系統和故障 報警系統等組成。 廂式、板框壓濾機主機主要有機架部分、過濾部 分、液壓系統和電控系統四部分組成。

聚丙烯材質的壓濾板

增強聚丙烯材質的濾板型腔設計合理，采用點 狀圓凸臺(廂式、板框式)。流道設計合理，流速快， 過濾周期短，熱塑模壓成型，其化學性能穩定，抗腐 蝕性、耐酸、耐堿，無毒無味，強度高，經久耐用。

聚丙烯材質的濾布

聚丙烯材質的濾布縱面平直光滑，截面呈圓形 密度丙綸最大的優點是質地輕，其密度僅為 0．91 g／cm3是常見化學纖維中密度最輕的品種，所 以同樣重量的丙綸可比其他纖維得到的較高的覆蓋 面積。而且耐酸、耐堿，有較好的耐化學腐蝕性，除 了濃硝酸，濃的苛性鈉外，丙綸對酸和堿抵抗性能良 好。丙綸的吸濕性很小，幾乎不吸濕，一般大氣條件 下的回潮率接近于零。目數細小可選擇性大，完全 可以截留油、細顆粒的煤灰。

氨法脫硫漿液過濾油灰后的濾餅、含硫酸銨 漿液 氨法脫硫漿液過濾油灰后的濾餅達到4 em厚 度，含水遠低于傳統工藝的過濾后的煤灰 含水率。過濾后的含硫酸銨漿液金黃透亮，完全過 濾了漿液中的油灰。 過濾后硫酸銨漿液生產的產品 過濾后硫酸銨漿液生產的硫酸銨產品，符合火 電廠標準DL／TS08—2002，也達到了國家標準 GB535—1995中合格品的要求。

?concluding remarks

對燃煤鍋爐煙氣中氨法脫硫工藝生產的充分研 究，煙氣中含油、灰存在的問題完全可以利用板框式 壓濾機代替傳統工藝中分別使用除油、除灰設備的 工藝。利用板框壓濾機即可以達到除油、除灰一體 化的目的，效果顯著。保證了亞硫酸銨的氧化率，保 證了硫酸銨產品的有效產出，保證了硫酸銨產品達 標。也解決了煙氣拖尾現象。

關鍵詞：氨法脫硫；燃煤煙氣；硫酸銨漿液；油灰；板框壓濾機