锅炉烟气氨法脱硫氨逃逸及气拖尾情况分析及解决措施

氨法脱硫氨及气溶胶分析与解决对策谷茂祥简介了锅炉烟气氨法脱硫产生氨和气溶胶“气尾拖”的原因、现象、对策和解决方法。关键词：氨法脱硫氨气溶胶烟氨法脱硫工艺全部基于氨与SO2、水反应生成脱硫产物的基本机理，主要有湿氨法、电子束氨法、脉冲电晕法、简易氨法等。 氨法脱硫技术广泛应用于化工领域，用氨吸收硫酸生产废气中的SO2，生产硫酸铵和硫酸铵。 80年代到90年代，我国硫酸和磷肥厂已有100套氨法脱硫装置。 美国和德国的脱硫石膏已经成为环境问题，正在研究转化为硫酸铵的技术。 据不完全统计，世界上目前用氨法脱硫的机组约为10000MW，氨法是一种高效、低能量的湿法。 氨法为气液相反应，反应速度快，吸收剂利用率高，脱硫效率可维持在9599%。 氨在水中的溶解度超过20%。 氨法含有丰富的原料。 氨法以氨为原料，其形式为液氨、氨水、碳铵。 目前，我国火力发电厂每年排放约1000万吨二氧化硫，即使全部采用氨法脱硫，氨量仍在500万吨/年以下，供应完全得到保证。 氨法的最大特征是SO2的资源化，可以将污染物SO2回收到高附加价值的商品化产品中。-副产品硫酸铵是一种性能优良的氮肥，在我国有着良好的市场前景，目前主要装置在合成大型氨尿素的火力发电厂基本采用该方法脱硫。 但脱硫后烟气温度低，设备腐蚀严重于干燥法，易发生氨逃逸和气溶胶，即“气体拖尾”现象，需要不断完善。1烟气氨法脱硫氨及气溶胶形成原因1.1烟气氨法脱硫氨的形成原因1.1.1脱氨是指在氨水温度高(一般为60以上)时分解成气氨和水的过程中，由于气氨不参与氨法脱硫反应，氨随脱硫烟气一起从烟囱中排出，形成所谓的脱氨现象。1.1.2脱氨是困扰氨法脱硫的一大难题，在影响脱硫经济性的同时也是影响周边环境的重要因素的氨脱硫技术供应商中，由于技术滞后、脱硫率低，使用过量的氨水以排放二氧化硫为基准，在脱硫塔上形成“白烟”现象1.1.3脱氨的根本原因是氨挥发性强、蒸汽压高，目前还没有完全防止氨脱出的脱硫工程技术公司的例子，各自氨法脱硫公司之间的技术差异仅限于氨脱出量的控制。1.2烟气氨法脱硫气溶胶形成原因1.2.1我们所指的气溶胶“气体拖尾”是指液体或固体的小质点分散，悬浮在大气中形成的胶体分散系统。1.2.2氨法烟气脱硫中气溶胶粒子的形成主要是在氨法脱硫中，烟囱排出的烟气中夹着的氨水挥发，气态氨与烟气中未除去的二氧化硫发生气相反应，生成亚硫酸氢铵、硫酸铵等成分形成气溶胶， 该气溶胶组成主要取决于二氧化硫/气氨的比例、气塔气速、温度及烟气中的水分和氧气，烟气中二氧化硫和氧气越多，气塔气速越大，气溶胶的形成也越严重。二是氨水吸收烟气中的二氧化硫后，脱硫液滴被送入烟气中，在蒸发、烟气流速过快等作用下，亚硫酸氢铵的固体结晶析出形成气溶胶。1.2.3烟气中氨和二氧化硫形成气溶胶的重要途径是脱硫反应生成的亚硫酸氢铵分解，亚硫酸氢铵分解成氨和二氧化硫的温度必须超过70，同时在碱性环境中亚硫酸氢铵加速分解。1.2.4同时被烟运送蒸发的亚硫酸铵固体，以超微粉微米级(PM2.5)形成气溶胶。1.2.5微米级(PM2.5)的亚硫酸铵粒子成为水蒸气凝结霜的种子，排出烟温度低于30时，容易生成0.07-0.7微米的亚硫酸铵，排出烟温度超过45时，可以有效地抑制气溶胶的产生，因此证实了氨2烟气氨法脱硫氨脱出及气溶胶的解决措施和措施2.1烟气氨法脱硫氨的解决办法和措施2.1.1技术升级改造打破氨法脱硫无法解决的脱氨问题，选择最先进的第三代塔外氧化技术，或者用第三代脱硫技术进行老厂的技术改造。2.1.2选择业绩优良的脱硫公司进行氨法脱硫项目，保证施工质量好、售后服务好、装置能耗低，避免装置腐蚀和脱氨现象的发生。2.1.3为了降低脱硫成本，脱硫剂尽量利用废氨水，但必须控制废氨水的质量，废氨水中不存在对脱硫有较大影响的物质。 例如，在含有酚类和煤焦油等杂质的废氨水、排烟脱硫中，这样的废氨水被脱硫，在苯酚和焦油对硫酸铵结晶的抑制作用下，脱硫反应中生成的亚硫酸铵不能氧化。2.1.4气速控制、气膜吸收系数的关系分析表明，烟气速度对吸收传质有一定影响，但气速与脱硫塔直径密切相关，反应级气速通常控制在3m/s以下的第一代脱硫技术通常气速大(通常控制在3.6m/s以上)2.1.5选择高效除雾器增加除雾器层数等方法可有效控制氨的脱出。2.1.6控制氨水的用量和浓度，保证脱硫率时，尽量降低氨水的用量和浓度，同时选择多个添加氨的点，以低氨水的比例控制氨的添加量。针对2.1.7技术滞后、脱硫率低的氨逃逸现象，应对整个脱硫系统进行物料平衡计算和适当的技术改造，最后将氨量控制在适当的水平。2.1.8第一代脱硫塔内直接氧化的氨法脱硫技术实际运行的结果表明，脱硫塔中亚硫酸铵的1/4左右没有被氧化，第一代脱硫塔在一个塔中同时进行脱硫和氧化不能使烟中的硫完全氧化成硫酸铵， 由于未氧化的亚硫酸铵和氨被烟囱排放到大气和周围形成二次污染，第一代脱硫技术是不合理的技术，环保监测越来越严格。2.2烟气氨法脱硫气溶胶的解决措施和措施2.2.1控制气溶胶的主要措施是降低烟气中的二氧化硫含量，即尽量提高脱硫率，脱硫率是衡量脱硫装置优越性的主要标准，脱硫装置的技术合理性和设备结构科学的表现，如脱硫装置出现的气溶胶“气体拖尾”现象，是第一代脱硫过程中， 硫塔内直接氧化工艺迟缓，脱硫率低，对周围环境造成二次污染，目前正在采用第三代塔外氧化脱硫技术进行改造。 主要改造内容是通过提高脱硫效率，在脱硫塔外增加氧化塔系统，在适量的液体/气体比、高效喷淋技术等新工艺中，尽量采用低浓度氨水作为脱硫剂来降低气溶胶的“气体拖尾”现象。2.2.2采用低温工艺降温措施，降低烟气携带的亚硫酸铵反应产物，净化烟气排放的环境质量，降低烟气携带水分。2.2.3严格控制脱硫系统的热与水平衡，将排烟温度控制在45-50之间。2.2.4严格控制烟气进入主脱硫塔吸收段温度70，防止亚硫酸铵分解，控制吸收段脱硫液的PH为酸性，抑制亚硫酸铵分解。2.2.5进行了技术改造，降低了液/气比，确保了吸收段氨水浓度的脱硫率，同时降低了氨水浓度。2.2.6采用新型脱硫技术，提高喷淋吸收段的雾化效率，有效冲洗，采用新型脱硫技术时应选择防雾段填充剂和喷淋头形式。2.2.7实际上将硫酸铵氧化率提高到99%，降低脱硫液中硫酸铵和亚硫酸铵的含量。2.2.8降低烟气中氧的含量，抑制烟气硫酸铵的生成。对2.2.9新上的锅炉烟氨法脱硫装置，采用第三代塔外氧化技术和设计的空塔气速 70的条件下容易分解成氨和SO2，而且在“碱性环境”下铵盐也会自动分解。b、亚硫酸铵“气溶胶”雾沫夹带：亚硫酸铵雾化喷雾液在与烟“反向接触”过程中除去二氧化硫，同时容易形成“亚硫酸铵气溶胶”。3.2氨法烟气脱硫首先解决气溶胶、氨损失等二次污染问题。 在氨法脱硫过程中，为了防止亚硫酸铵和亚硫酸氢铵气溶胶伴随排烟而导致氨损失、成为困扰氨法脱硫技术发展的瓶颈的气溶胶降低氨损失，第二代脱硫技术采用多级清洗， 采用湿式电除尘器采集等方法，但基本上是从氨雾形成后的补救中写文章，没有进行降低氨损耗、氨损耗的根本改善的第三代氨法脱硫技术，严格控制氧化程度，判断空气塔的气速是否过快， 从反应温度和吸收液的成分等几乎消除了氨雾的形成条件，经济地解决了氨损失、氨脱出的难题，使净化后的烟中氨含量在10mg/m3以下，业绩良好的电厂平均在0.1mg/m3以下。3.3解决氨逃逸、气溶胶即“气体拖尾”问题，必须采取以下解决办法3.3.1选择最先进的第三代塔外氧化技术，或者用第三代脱硫技术对旧工厂进行技术改造。3.3.2使用高效除雾器，通过增加除雾器层数等方法控制氨的逃逸、气溶胶即“空气拖尾”问题。3.3.3控制氨水的用量和浓度，保证脱硫率时，尽量降低氨水的用量和浓度，同时选择多个添加氨的点，以低氨水的比例控制氨的添加量。3.3.4采用第三代塔外氧化脱硫技术改造老厂。 主要改造内容是通过提高脱硫效率，在脱硫塔外增加氧化塔系统