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以氨為吸收劑設計脫硫裝置

發布時間:2025-02-14 16:26:43

1. HPF脫硫工藝是什麼意思

1 HPF脫硫工藝介紹

HPF脫硫工藝是利用焦爐煤氣中的氨作吸收劑,以HPF為催化劑的濕法氧化脫硫,首先把煤氣中的H2S轉化成硫氫銨鹽,在空氣的氧化下轉化成元素硫,吸收液得到再生。主要有(1) 吸收反應
(2) 再生反應 (3) 付反應 。HPF在脫硫和再生全過程中均有催化作用。

此工藝流程基本與ADA脫硫相同。進入脫硫工段的煤氣依次進入串聯的空噴脫硫塔和填料脫硫塔,與脫硫液逆向接觸,煤氣脫除了H2S和HCN去脫氨;脫硫塔有自己獨立的再生系統,吸收了H2S和HCN的脫硫液分別送入各自對應的再生系統,在空氣作用下溶液得到再生,循環使用;硫泡沫自流入泡沫槽,經攪拌澄清分層,進一步熔融生成硫磺產品。

2 HPF脫硫的工藝特點
(1) 脫硫裝置在整個煤氣凈化工藝上放在吸氨,粗苯工段前,流程合理簡單,煤氣中HCN脫除率達到75 %,可取消黃血鹽工藝,對改善終冷水排污對環境的污染、減輕管道設備的腐蝕有一定益處。
(2) 該脫硫工藝脫硫脫氰效果好,脫硫效率在滿足生產條件下可大於99 %,,脫硫後煤氣H2S含量在50 mg/m3以下

(3) HPF具有極高的活性,對脫硫和再生過程均有催化作用。 同時還發現HPF具有消除脫硫塔內掛壁硫的作用,使用HPF後,填料塔阻力逐漸降低,由原來的2 500 Pa降至1 200 Pa。
(4) 由於此脫硫工藝是利用煤氣中的氨作鹼源,無須另外加鹼,煤氣中氨含量越高,氨硫比越大,則脫硫效率也越高,詳見圖2。
(5)運行成本低,動力消耗少,經濟效益好。詳見表4。
(6) 該工藝操作方便穩定,催化劑投加方式簡單易行,而且在脫硫過程中,鹽類等副產物增長速度緩慢。

3 HPF催化劑由 對苯二酚 PDS 硫酸亞鐵 組成
4 HPF法脫硫液的控制指標是
對苯二酚 0.15-0.2g/L
PDS 8-10 mg/L
硫酸亞鐵 0.1-0.2g/L
游離氨 大於5g/L
硫代硫酸氨 小於 250g/L
懸浮流 1-1.2g/L
PH 8-9

2. 氨法脫硫工藝存在的問題及解決辦法(什麼是氨法脫硫工藝)

氨法脫硫是利用氣氨或氨水做為吸收劑,氣液在脫硫塔內逆流接觸,脫除煙氣中的SO2。

氨是一種良好的鹼性吸收劑,從吸收化學機理上分析,二氧化硫的吸收是酸鹼中和反應,吸收劑鹼性越強,越有利於宏逗吸收,宴絕空氨的鹼性強於鈣基吸收劑;而且從吸收物理機理分析,鈣基吸收劑吸收二氧化硫是一種氣固反應,反應速率慢,反應不完全,吸收劑利用率低,需要大量的設備和能耗進行磨細、霧化、循環等以提高吸收劑利用率,設備龐大、系統復雜、能耗高;氨吸收煙氣中的二氧化硫是氣液反應,反應速率快,反應完全、吸收劑利用效率高,可以做到很高的脫硫效率。同時相對於鈣基脫硫工藝來說系統簡單、設備體積小、能耗低。

脫硫副產品硫酸銨是一種農用廢料,銷售收入能降低一部分成本。就吸收SO2而言,氨是一種比任何鈣基吸收劑都理想的脫硫吸收劑,就技術流程可知,整個脫硫系統的脫硫原料是氨和水,脫硫產品是固體硫銨,過程不產生新的廢氣、廢水和廢渣,既回收了硫資源,又不產生二次污染。

1、氨蒸發系統

液氨由儲罐出來經蒸發變為氣氨,氣氨進入儲罐,供中和吸收系統使用。

2、吸收系統

煙氣進入吸收塔,經過下部噴淋的含氨母液和浮化層含氨母液充分吸收,反應後,達標排放,母液循環使用,氨氣通過控制加入,母液循環到一定濃度,部分移入高倍中和槽,循環槽補充低濃度母液或清水繼續吸收。

3、中和系統

母液打入中和槽後,根據比重、母液溫度情況決定何時通氨母液溫度適合時通氨,通入氨後定時測PH值和中和溫度。根據中和溫度控制通氨量,達到終點後,待溶液溫度降下後通知包裝工離料出產品,並取樣,交化驗進行質量檢定。

4、循環水系統

因為母液吸收和中和過程均有熱量,為了移走熱量,在循環槽內和中和槽內均加裝冷卻管束,用循環水移走多餘熱量,熱水經冷卻塔降溫後循環使用。

氨法脫硫工藝主要由脫硫洗滌系統、濃縮系統、煙氣系統、氨貯存系統、硫酸銨生產系統(若非氨-硫銨法則是於其工藝相對應的副產物製造系統)、電氣自動控制系統等組成。

鍋爐排出的煙氣通過引風機增壓後進入FGD系統,引風機用來克服整個FGD系統的壓降。煙道上設有擋板系統,以便於FGD系統正常運行或旁路運行,不考慮增設脫硫增壓風機。煙氣通過引風機後,進入脫硫塔。

吸收塔分為三個區域:分別為吸收區、漿池區和除霧區,煙氣向上通過脫硫塔,從脫硫塔內噴淋管組噴出的懸浮液滴向下降落,煙氣與氨/硫酸銨漿液液滴逆流接觸,發生傳質與吸收反應,以脫除煙氣中的SO2、SO3。脫硫後的煙氣經除霧器去除煙氣中夾帶的液滴後,從頂部離開脫硫塔,通過原煙道進入煙囪排放。脫硫塔下部漿池中的氨/硫酸銨漿液由循環泵循環送至漿液噴霧系統的噴嘴,產生細小的液滴沿脫硫塔橫截面均勻向下噴淋。SO2和SO3與漿液中的氨反應,生成亞硫酸銨和硫酸銨。

在脫硫塔漿池中鼓入空氣,將生成的亞硫酸銨氧化成硫酸銨,由於充分利用了煙氣中的熱量,使得脫硫塔中的水蒸氣過飽和而析出硫酸銨結晶,硫酸銨漿液經過旋流器的脫水提濃厚再進入離心機進一步脫水,最後經乾燥後得到硫酸銨產品。

整個脫硫系統的脫硫原料是氨和水,脫硫產品是固體硫銨,過程不產生新的廢氣、廢水和廢渣。既回收了硫資源,又不產生二次污染。 其主要技術特點如下:

1)單塔設計,有效降低成本,節約空間;

2)空塔噴淋,降低系統壓降,節約電能;

3)大循環量,增大液氣比來彌補因濃度上升,脫硫效率下降的缺點,保證脫硫效率;

4)煙氣噴淋降溫技術,使煙氣溫度盡快達到氨法脫硫的最佳溫度,增加脫硫效率,從而盡量降低塔本身的高度;

5)煙氣直排工藝,徹底解決了原煙囪腐蝕的問題,降低了煙氣加熱的設備投資,運行成本和維修成本;

6)改進攪拌方式,降低成本,增強氨法脫硫技術的市場競爭力;

7)硫酸銨回收系統採用新工藝,根本上解決了傳統硫酸銨回收;

8)整個過程中不產生廢水、廢氣、廢渣,無二次污染;

9)工藝與石灰石-石膏類似,但副產品是以硫酸銨的形式出現的,而硫酸銨是重要的化肥產品,它的工藝符合循環經濟的原則。

1、氨逃逸

這里所述的氨逃逸專指氣態氨隨煙氣排出脫硫裝置的現象。在氨法脫硫工程中,通常造成晌瞎氨逃逸的主要原因是脫硫循環液中游離氨含量高。氨是極易揮發的物質,常溫常壓下氨是氣體。所以在氨法脫硫的工程中需要將氨的濃度和溫度降到盡量低。脫硫所需要的氨是由脫除煙氣中的二氧化硫的量所決定的,所以為了使吸收液中氨的濃度降低,只能加大吸收液的循環量,同時,吸收液溫度降低。

另外,亞硫酸銨氧化率低也是造成氨逃逸嚴重的另一個原因。脫硫生成的亞硫酸銨是不穩定的化合物,如果不及時氧化成穩定的硫酸銨,容易分解成二氧化硫和氨,造成排放煙氣中二氧化硫升高同時氨逃逸加劇。

2、氣溶膠

在氨法脫硫方法中,所謂氣溶膠是指氣態酸性氧化物在一定條件下與氣態氨反應,生成相應的極細的銨鹽固體微粒,如同煙塵漂浮在氣體中。根據生成氣溶膠氧化物的酸性程度,可以分為弱酸性氣溶膠和強酸性氣溶膠,主要是亞硫酸銨和硫酸銨。

氨法脫硫的工程越來越多,規模越來越大,人們注意到所謂的「白煙」問題,主要是氣溶膠的原因。在氣態氨和水存在的條件下與煙氣中的二氧化硫和三氧化硫反應生成了硫酸銨和亞硫酸銨固體微粒,不容易除去。

石灰石-石膏法脫硫工程中也出現了氣溶膠問題,尤其是安裝了脫硝裝置的工程,會出現「藍煙」、「黃煙」現象。不過這種氣溶膠是硫酸酸霧,與硫酸銨氣溶膠有區別。

1、選擇合理的液氣比

氨逃逸和氣溶膠的形成與液氣比關系密切,從抑制氣溶膠的角度考慮,選擇較大的液氣比可以將液相游離氨含量控制的很低,也使氣相氨的含量很低,這樣就抑制了氣溶膠的生成。美國Marsulex公司主張液氣比在10以上,這是經過長期研究的結論,應該具有很高的參考價值。目前國內氨法脫硫液氣比取5—10。

2、氨水濃度

避免脫硫過程中生成氣溶膠的措施是將脫硫區域氣態氨含量降低,由氣液平衡得知,氨水的濃度降低可以有效的降低氣態氨的濃度。一般工業上氨濃度控制在10%—20%。

3、設置氨回收段

在脫硫塔吸收段上方設置一個氨回收段,對於減少氨逃逸有一定效果。噴淋水會與上升的脫硫後煙氣逆向接觸,煙氣中的氨被噴淋水吸收。脫硫塔吸收段與氨回收段之間由橫斷塔體的隔板隔開,隔板上裝有升氣帽。噴淋水清洗後下落到隔板上方,經管道流回噴淋罐。沖洗後的水可以作為脫硫塔補充水落入塔循環漿液,而噴淋水用新鮮水補充,以此降低氨濃度。

4、脫硫塔進口噴水

脫硫塔煙氣進口區域或者進口煙道布置水噴淋設施,三氧化硫等強酸性氧化物都是極易溶於水的,噴水可以使這些氧化物迅速溶於水,從而避免氣溶膠的產生。

5、脫硫塔出口高效除塵除霧裝置

經過脫硫的煙氣含有大量霧滴,霧滴由漿液液滴、凝結液滴和塵顆粒組成,當這部分煙氣進入高效除塵除霧器,高效除塵除霧器筒內加設的氣旋板使脫硫氣旋轉起來,在氣旋器上方形成氣液兩相的劇烈旋轉及擾動,從而使得煙氣中的小液滴、粉塵顆粒、氣溶膠等微小顆粒物相互碰撞團聚凝聚成大液滴,其與氣旋筒壁碰撞,並被氣旋筒壁捕獲吸收,捕獲的液滴進入多級氣旋設置的一個桶內,脫硫後的煙氣可以達到國家標準直排。

3. 氨法脫硫的介紹

萊特.萊德氨法脫硫工藝有多種,我公司專利技術是氨-硫酸銨法,氨水吸收SO2達到氣體凈化的目的。並通過對吸收液中的(NH4)2SO3氧化為(NH4)2SO4,生成可做農用化肥的脫硫副產物。脫硫裝置既設吸收塔,亦設氧化塔,以確保亞硫酸銨的徹底氧化。我公司在氨法脫硫技術方面取得卓越成績,建有多套煙氣脫硫裝置已投入運行,尚有數套裝置正在建設中。公司並擁有多項專利技術,其中最突出的有:

單塔四段三雙煙氣氨法脫硫工藝---雙氧化、雙迴路、雙除霧、吸收塔無填料空塔噴淋脫硫裝置。

雙塔四段三迴路氨法脫硫工藝----此法是雙塔互補,予塔高溫預洗,達到氣體初步凈化、蒸發濃縮的目的;主塔的氨水吸收SO2反應生成亞硫酸銨、氧化生成硫酸銨。專利技術體現以下優點:

1、SO2雙級吸收、亞硫酸銨雙級氧化,採用先進的脫硫塔內件技術,使SO2吸收充分,脫硫率達96%以上,氧化率達98%以上。。

2、採用雙除霧裝置,既防止了氨逃逸問題,並合理控制溫度和氣體流向。消除煙氣帶水,降低氨耗和工藝水消耗。

3、採用獨特的霧化噴嘴結構,及先進的內件裝置,達到氣液充分傳質傳熱接觸,有力的控制了系統水、熱量平衡,系統阻力小於800Pa.。

4、系統多處設沖洗水、旁濾器,配置合理的管路設計,防止出現堵塞。

5、與強企協作,採用技術先進、質量過硬的防腐和防沖刷材料產品。

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