氨法与双碱法脱硫技术的比较.doc

氨法与双碱法脱硫技术的比较全国性建材科技期刊玻璃2006年第1期总第184期氨法与双碱法脱硫技术的比较欧阳凌云丁明张龙(1.浙江天蓝脱硫除尘有限公司2.中国新型建筑材料工业杭州设计研究院杭州市310000)摘要介绍了氨法脱硫和双碱法脱硫技术的工艺原理及技术特点,并对两者在玻璃窑炉烟气治理上的适用性进行了比较,指出双碱法脱硫技术更适合玻璃窑炉烟气治理的实际情况,宜作为对玻璃窑炉烟气进行治理时的首选技术.关键词氨法脱硫双碱法脱硫适用性分析比较中图分类号:TQ171文献标识码:A文章编号:1003-1987(2006)0卜002804在玻璃窑炉烟气的治理中,就脱硫而言,氨法和双碱法这两种脱硫方法工艺都很成熟,在国内外许多行业都使用该方法,但两者又都有自己鲜明的特点,往往令用户在选择时难以取舍.下面以玻璃行业的实际情况为基础,从玻璃窑炉烟气治理的具体要求出发,针对氨法脱硫和双碱法脱硫的工艺原理和技术特点,分析比较这两种方法在玻璃窑炉烟气治理上的适用条件和应用前景,供用户在选择脱硫方法时参考.1氨法脱硫技术简介氨法脱硫技术是采用氨(NH.)作为吸收剂除去烟气中的SO的工艺.由于氨的价格较高,故而氨法必然是回收法.氨法脱硫工艺具有很多特点,氨是一种良好的碱性吸收剂,而且氨吸收烟气中SO.是气一液或气一气反应,反应速度快,反应完全,因而吸收剂能得到充分利用,脱硫效率高.另外,其脱硫副产品(比如硫酸铵等)可制造化肥,副产品的销售收入能大幅度降低运行成本.氨法脱硫技术的工艺过程一般分成三大步骤:脱硫吸收,中间产品处理,副产品制造.根据过程和副产物的不同,氨法又可分为原始Walther氨法,氨硫酸铵法,氨一亚硫酸铵,氨一磷铵肥法,氨酸法等,并由此衍生出了几十种不同形式的脱硫工艺.以下介绍一种典型的氨法脱硫工艺28一氨一硫酸铵法.经静电或布袋除尘后的净烟气首先进入热交换器,降温后依次进入两段吸收塔,使洗涤液和烟气得以充分的混和接触.脱硫后的烟气经塔内的除雾器除雾后,再进入换热器升温,达到排放标准后经烟囱排入大气.脱硫后含有硫酸铵的洗涤液经结晶系统形成副产品硫酸铵.其工艺流程见图1悃图空气囤一悃匦蝈金属和烟坐废渣L-一LT一L-一L-1一-IJ2O4固体(NH4)2s042双碱法脱硫技术简介双碱法(NaCO./Ca(OH)脱硫技术是在石灰法基础上结合钠碱法的特点,采用纯碱启动,塔内钠碱(Na.CO.一NaOH)吸收SO.,塔外全国性建材科技期刊玻璃2006年第1期总第184期钙碱石灰(Ca(OH)z)再生,使得钠离子循环吸收利用.该工艺既有钠碱法中反应速度快,脱硫效率高,且塔内和管道内不易结垢的优点,又有石灰法中以石灰作为脱硫实际消耗物,从而使运行费用降低的优势.双碱法脱硫技术的工艺流程见图2.图2双碱法脱硫技术的工艺流程图其基本化学原理可分脱硫过程和再生过程:(1)脱硫过程(主要在塔内进行):Na2CO3+SO2-.Na2SO3+CO2十2NaOH+SO2一NazSO3+H2ONa2SO3+SO2+HzO一2NariSO3(2)再生过程(主要在塔外的循环水池中进行):2NaHSO3+Ca(OH)2一Na2SO3+CaSO3+2H0Na2SO3+Ca(OH)2-,-2NaOH+CaSO3在石灰浆液Ca(OH).达到过饱和状况中,中性的NaHSO.很快跟Ca(OH).反应从而释放出Na.,随后生成的so.继续跟Ca(OH).反应,反应生成的亚硫酸钙以半水化合物形式(CaSO.?1/2H0)慢慢沉淀下来,从而使Na得到再生,吸收液恢复对SO.的吸收能力,进入塔内循环使用.在双碱法脱硫技术中,纯碱(NaCO.)只是作为一种起动碱,起动后实际消耗的是石灰,理论上不消耗纯碱.只是清渣时会带出一些,因而实际运行时还是需要少量补充纯碱.双碱法脱硫技术的工艺系统简单,对操作,控制的要求都较宽,管理和维护都很方便.3氨法脱硫和双碱法脱硫比较对氨法脱硫和双碱法脱硫从工艺原理,设备配置,操作运行管理要求等方面进行综合全面的比较见表1.表1两种脱硫工艺的综合比较脱硫工艺氨法双碱法吸收剂氨水纯碱+石灰吸收剂吸收能力强强吸收方式气一液气一气气一液反应速率快快反应程度完全完全吸收剂利用率高高吸收剂价格高由吸收剂存储,运输,储存有严格运输方便,储存要求运输要求防潮脱硫效率/9O90塔内钠碱吸收SO2.塔脱硫原理氨水吸收SO2外用石灰再生脱硫剂吸收设备喷淋塔旋流板塔除尘功能差好配套系统氨水配制系统,氨脱硫剂配制系统,脱硫水存储系统和硫酸液再生循环系统和脱硫铵结晶系统渣处理系统影响脱硫效率的吸收液的pH值l吸收液的pH值l主要因素吸收液的浓度;液气比液气比工艺复杂程度复杂简单脱硫副产品(NH4)zSO3和CaSO3?1/2H2O或(NH4)2SO4CaSO4?2H2O可作肥料抛弃或回收占地面积大适中工程投资高低运行费用由低操作与管理操作管理要求高,操作管理方便,系统开系统开停车快速.停车快速,系统能快速脱硫系统常规检修建立起平衡.脱硫系统时不影响锅炉的常规检修时不影响锅炉运行.的运行运行稳定性差好二次污染有(气溶胶污染,无氨气与sO2的挥发)4氨法脱硫和双碱法脱硫对玻璃行业的适用性分析在玻璃行业中,大气污染方面的主要污染物是29全国性建材科技期刊玻璃2006年第l期总第184期玻璃窑炉烟气中的二氧化硫,氮氧化物及粉尘,其中主要是二氧化硫.而且玻璃窑炉的烟气又有其自身的特点:烟气温度较高,烟气流量适中,烟气中SO的含量较高,粉尘的含量较低,在进行脱硫技术的选择时考虑脱硫效率要高,投资费用要省,脱硫成本要低,占地面积要小,操作,维护管理要方便,同时技术一定要成熟,系统运行要稳定可靠,不能对玻璃窑炉的窑压控制产生不利的影响.以下从用户关心的几个方面,对氨法脱硫和双碱法脱硫技术在我国玻璃行业巾应用的情况进行详细的分析和比较,供用户决策时参考.4.1吸收剂的来源氨法脱硫的吸收剂是合成氨(NH.)我国的合成氨制造厂数量众多,分布广泛,用作玻璃窑炉烟气脱硫的氨的来源非常丰富.但是,由于液氨或高浓度氨水属危险化学品,投资和管理成本高.双碱法脱硫的吸收剂是石灰和少量的纯碱.石灰价廉易得,市场上都能买到.纯碱更是玻璃生产的主要原料之一,少量的纯碱用作脱硫时的补充碱完全没有问题.而且,石灰和纯碱都是固态,易于储存和运输,性能也稳定,不会造成其他的污染.4.2脱硫效率氨法脱硫技术采用的氨是一种良好的碱性吸收剂,而且氨吸收烟气中SO是气一液或气气反应,反应速度快,反应完全,吸收剂利用率高,脱硫效率可达9O以上.双碱法脱硫技术中,塔内是钠碱(NaCO.一一NaOH)吸收S0.,反应速度快,而且双碱法脱硫一般配备的是旋流板塔,能使气一液接触充分,吸收剂利用率高,效率可稳定在9O9/5以上.4.3脱硫产物处理氨法脱硫的脱硫产物副产化肥,使脱硫吸收剂氨(NH.)l来自于化肥工业,又回归到化肥工业,不论对环境,还是对国民经济都起到积极的作用,这才是氨法脱硫的魅力所在,也是氨法脱硫的生命30力所在.因此,如果不将脱硫产物进行回收利用的话,氨法脱硫的积极意义顿时荡然无存.那么,在玻璃窑炉的烟气治理中,如果选择用氨法脱硫的话,是否会将脱硫产物回收利用呢?答案是:否.除非玻璃厂附近就有化肥厂,可以将脱硫产物输送至化肥厂进行后续处理,不然基本上都是不回收.原因有二:氨法的回收过程较为麻烦,需配备制酸系统或结晶回收装置,包括中和器,结晶器,脱水机,十燥机等,系统复杂,设备繁多,管理维护要求高,等于要另建一个化肥厂,投资费用比双碱法高5O;即便是采用了回收的方法,副产出了化肥,从经济成本上考虑也不合算.这是因为玻璃窑炉的烟气量不够大,SO.的脱除嚣不够多,生产出的化肥太少,对于庞大的设备投资,昂贵的合成氨原料,大量的人员投入和管理成本来说,经济效益不够突出.而如果不进行回收利用,损失更大,而且会对周围环境造成污染,因此说对于玻璃窑炉的烟气治理不适合选用氨法.双碱法脱硫的脱硫产物为硫酸钙或硫酸钙(氧化后),亚硫酸钙配以合成树脂可生产一种称为钙塑的新型复合材料;或将其氧化后制成脱硫石膏,可用做新型建筑材料石膏板的原料;或者直接将其与粉煤灰混合,可增加粉煤灰的甥性,增加粉煤灰作为铺路底层垫层材料的强度.目前,从经济上考虑,双碱法脱硫的脱硫产物多为抛弃式.由于双碱法脱硫的脱硫产物是钙盐,钙盐不具有污染性,故而将其直接抛弃也不会产生废渣二次污染.4.4运行费用在脱硫系统运行时,影响运行费用高低的主要因索是脱硫吸收剂的费用,另外还有电费,水费,人上费用等等.以下仍然以700t/d浮法玻璃生产线为例,仅就氨法脱硫和双碱法脱硫中,脱硫吸收剂的费用对系统运行费用的影响进行分析比较,结果见表2.(下转第52页)全国性建材科技期刊玻璃2006年第1期总第184期参考文献1-1张战营,等.浮法玻璃生产技术与设备.化学工业出版社.200523齐济,王承遇.浮法玻璃中气泡的分析.大连轻工业学院.2002.63H.基甫生一马威德,R.布吕克纳.玻璃制造中的缺陷.轻工业出版社.1988THEBUBBLESREASoNoFTHEFLoATGLASSANDTHEMETHoDToSoLVEoFITWangShuxi,WangGuirong,DuMifangAbstract:Thisarticlediscussedthegasformandthebubblesreasonbythetechnologyresearchandreaseachthemethodtosolvethebubbleproblem,SOastoimprovetheproductionqualityofthefloatglass.Keywords:floatbubble;GIA522;fourgrademassspectra(上接第3O页)表2两种脱硫工艺的运行费用比较氨法双碱法拉引量/t?d700重油消耗量/t?d】1O13O重油含硫率/O.52总烟气量/Nrn.?h-180000100000脱硫效率/90年SO2脱除量/t?a一2332每吨SOz排污收费/元600石灰:2268脱硫吸收利需用量/t?a1氨:1239纯碱:23石灰:300脱硫吸收荆价格/元?t-1氨1700纯碱;1400石灰:68脱硫吸收荆费用/万元?a-1氨:210.6纯碱:3.2脱硫吸收剂SOz成本/元?t_1903305由表2分析可知,当采用氨法脱硫时,其运行费用将数倍于双碱法脱硫,且远高于SO.的排污收费(600元/ts0),所以氨法脱硫必须采用回收式.用回收产物综合利用产生的经济效益去弥补运行成本,但目前玻璃厂采用氨法脱硫时,基本上都是不回收式的,没有脱硫副产品销售收入的弥补,高昂的脱硫运行成本将是厂家难以承受的,故在决策时一定要慎之又慎.5结论52氨法脱硫有其突出的技术优势,但也有一定的适用范围.在玻璃行业,氨法脱硫技术的各项优势都难以体现,故而选择氨法脱硫不太合适.双碱法脱硫技术脱硫效率高,系统运行可靠性高,投资费用和运行费用低,适用范围广,比较适合各种规模的锅炉烟气和工业窑炉烟气脱硫治理,因此玻璃企业拟对玻璃窑炉烟气进行治理时,宜将双碱法脱硫技术作为其决策的首选技术.MAKINGACoMPARISoNBETWEENAMMoNIAPROCESSOFDESULFURIZATIoNANDD0UBLEALKALIPROCESSOFDESULFURIZATIoNINTHETREATMENToFRLUEGASOuyangLing-yun,DingMin,ZhangLongAbstract:TheprincipleandcharacteristicsofbothammoniaprocessofdesulfurizationanddoublealkaliprocessofdesuIfurizationwereintrodueedinthispaper.ThetreatmenteffectoffluegaswiththetwoprocesswascomparedtOO.Byco