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以氨为吸收剂设计脱硫装置

发布时间:2025-02-14 16:26:43

1. HPF脱硫工艺是什么意思

1 HPF脱硫工艺介绍

HPF脱硫工艺是利用焦炉煤气中的氨作吸收剂,以HPF为催化剂的湿法氧化脱硫,首先把煤气中的H2S转化成硫氢铵盐,在空气的氧化下转化成元素硫,吸收液得到再生。主要有(1) 吸收反应
(2) 再生反应 (3) 付反应 。HPF在脱硫和再生全过程中均有催化作用。

此工艺流程基本与ADA脱硫相同。进入脱硫工段的煤气依次进入串联的空喷脱硫塔和填料脱硫塔,与脱硫液逆向接触,煤气脱除了H2S和HCN去脱氨;脱硫塔有自己独立的再生系统,吸收了H2S和HCN的脱硫液分别送入各自对应的再生系统,在空气作用下溶液得到再生,循环使用;硫泡沫自流入泡沫槽,经搅拌澄清分层,进一步熔融生成硫磺产品。

2 HPF脱硫的工艺特点
(1) 脱硫装置在整个煤气净化工艺上放在吸氨,粗苯工段前,流程合理简单,煤气中HCN脱除率达到75 %,可取消黄血盐工艺,对改善终冷水排污对环境的污染、减轻管道设备的腐蚀有一定益处。
(2) 该脱硫工艺脱硫脱氰效果好,脱硫效率在满足生产条件下可大于99 %,,脱硫后煤气H2S含量在50 mg/m3以下

(3) HPF具有极高的活性,对脱硫和再生过程均有催化作用。 同时还发现HPF具有消除脱硫塔内挂壁硫的作用,使用HPF后,填料塔阻力逐渐降低,由原来的2 500 Pa降至1 200 Pa。
(4) 由于此脱硫工艺是利用煤气中的氨作碱源,无须另外加碱,煤气中氨含量越高,氨硫比越大,则脱硫效率也越高,详见图2。
(5)运行成本低,动力消耗少,经济效益好。详见表4。
(6) 该工艺操作方便稳定,催化剂投加方式简单易行,而且在脱硫过程中,盐类等副产物增长速度缓慢。

3 HPF催化剂由 对苯二酚 PDS 硫酸亚铁 组成
4 HPF法脱硫液的控制指标是
对苯二酚 0.15-0.2g/L
PDS 8-10 mg/L
硫酸亚铁 0.1-0.2g/L
游离氨 大于5g/L
硫代硫酸氨 小于 250g/L
悬浮流 1-1.2g/L
PH 8-9

2. 氨法脱硫工艺存在的问题及解决办法(什么是氨法脱硫工艺)

氨法脱硫是利用气氨或氨水做为吸收剂,气液在脱硫塔内逆流接触,脱除烟气中的SO2。

氨是一种良好的碱性吸收剂,从吸收化学机理上分析,二氧化硫的吸收是酸碱中和反应,吸收剂碱性越强,越有利于宏逗吸收,宴绝空氨的碱性强于钙基吸收剂;而且从吸收物理机理分析,钙基吸收剂吸收二氧化硫是一种气固反应,反应速率慢,反应不完全,吸收剂利用率低,需要大量的设备和能耗进行磨细、雾化、循环等以提高吸收剂利用率,设备庞大、系统复杂、能耗高;氨吸收烟气中的二氧化硫是气液反应,反应速率快,反应完全、吸收剂利用效率高,可以做到很高的脱硫效率。同时相对于钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。

脱硫副产品硫酸铵是一种农用废料,销售收入能降低一部分成本。就吸收SO2而言,氨是一种比任何钙基吸收剂都理想的脱硫吸收剂,就技术流程可知,整个脱硫系统的脱硫原料是氨和水,脱硫产品是固体硫铵,过程不产生新的废气、废水和废渣,既回收了硫资源,又不产生二次污染。

1、氨蒸发系统

液氨由储罐出来经蒸发变为气氨,气氨进入储罐,供中和吸收系统使用。

2、吸收系统

烟气进入吸收塔,经过下部喷淋的含氨母液和浮化层含氨母液充分吸收,反应后,达标排放,母液循环使用,氨气通过控制加入,母液循环到一定浓度,部分移入高倍中和槽,循环槽补充低浓度母液或清水继续吸收。

3、中和系统

母液打入中和槽后,根据比重、母液温度情况决定何时通氨母液温度适合时通氨,通入氨后定时测PH值和中和温度。根据中和温度控制通氨量,达到终点后,待溶液温度降下后通知包装工离料出产品,并取样,交化验进行质量检定。

4、循环水系统

因为母液吸收和中和过程均有热量,为了移走热量,在循环槽内和中和槽内均加装冷却管束,用循环水移走多余热量,热水经冷却塔降温后循环使用。

氨法脱硫工艺主要由脱硫洗涤系统、浓缩系统、烟气系统、氨贮存系统、硫酸铵生产系统(若非氨-硫铵法则是于其工艺相对应的副产物制造系统)、电气自动控制系统等组成。

锅炉排出的烟气通过引风机增压后进入FGD系统,引风机用来克服整个FGD系统的压降。烟道上设有挡板系统,以便于FGD系统正常运行或旁路运行,不考虑增设脱硫增压风机。烟气通过引风机后,进入脱硫塔。

吸收塔分为三个区域:分别为吸收区、浆池区和除雾区,烟气向上通过脱硫塔,从脱硫塔内喷淋管组喷出的悬浮液滴向下降落,烟气与氨/硫酸铵浆液液滴逆流接触,发生传质与吸收反应,以脱除烟气中的SO2、SO3。脱硫后的烟气经除雾器去除烟气中夹带的液滴后,从顶部离开脱硫塔,通过原烟道进入烟囱排放。脱硫塔下部浆池中的氨/硫酸铵浆液由循环泵循环送至浆液喷雾系统的喷嘴,产生细小的液滴沿脱硫塔横截面均匀向下喷淋。SO2和SO3与浆液中的氨反应,生成亚硫酸铵和硫酸铵。

在脱硫塔浆池中鼓入空气,将生成的亚硫酸铵氧化成硫酸铵,由于充分利用了烟气中的热量,使得脱硫塔中的水蒸气过饱和而析出硫酸铵结晶,硫酸铵浆液经过旋流器的脱水提浓厚再进入离心机进一步脱水,最后经干燥后得到硫酸铵产品。

整个脱硫系统的脱硫原料是氨和水,脱硫产品是固体硫铵,过程不产生新的废气、废水和废渣。既回收了硫资源,又不产生二次污染。 其主要技术特点如下:

1)单塔设计,有效降低成本,节约空间;

2)空塔喷淋,降低系统压降,节约电能;

3)大循环量,增大液气比来弥补因浓度上升,脱硫效率下降的缺点,保证脱硫效率;

4)烟气喷淋降温技术,使烟气温度尽快达到氨法脱硫的最佳温度,增加脱硫效率,从而尽量降低塔本身的高度;

5)烟气直排工艺,彻底解决了原烟囱腐蚀的问题,降低了烟气加热的设备投资,运行成本和维修成本;

6)改进搅拌方式,降低成本,增强氨法脱硫技术的市场竞争力;

7)硫酸铵回收系统采用新工艺,根本上解决了传统硫酸铵回收;

8)整个过程中不产生废水、废气、废渣,无二次污染;

9)工艺与石灰石-石膏类似,但副产品是以硫酸铵的形式出现的,而硫酸铵是重要的化肥产品,它的工艺符合循环经济的原则。

1、氨逃逸

这里所述的氨逃逸专指气态氨随烟气排出脱硫装置的现象。在氨法脱硫工程中,通常造成晌瞎氨逃逸的主要原因是脱硫循环液中游离氨含量高。氨是极易挥发的物质,常温常压下氨是气体。所以在氨法脱硫的工程中需要将氨的浓度和温度降到尽量低。脱硫所需要的氨是由脱除烟气中的二氧化硫的量所决定的,所以为了使吸收液中氨的浓度降低,只能加大吸收液的循环量,同时,吸收液温度降低。

另外,亚硫酸铵氧化率低也是造成氨逃逸严重的另一个原因。脱硫生成的亚硫酸铵是不稳定的化合物,如果不及时氧化成稳定的硫酸铵,容易分解成二氧化硫和氨,造成排放烟气中二氧化硫升高同时氨逃逸加剧。

2、气溶胶

在氨法脱硫方法中,所谓气溶胶是指气态酸性氧化物在一定条件下与气态氨反应,生成相应的极细的铵盐固体微粒,如同烟尘漂浮在气体中。根据生成气溶胶氧化物的酸性程度,可以分为弱酸性气溶胶和强酸性气溶胶,主要是亚硫酸铵和硫酸铵。

氨法脱硫的工程越来越多,规模越来越大,人们注意到所谓的“白烟”问题,主要是气溶胶的原因。在气态氨和水存在的条件下与烟气中的二氧化硫和三氧化硫反应生成了硫酸铵和亚硫酸铵固体微粒,不容易除去。

石灰石-石膏法脱硫工程中也出现了气溶胶问题,尤其是安装了脱硝装置的工程,会出现“蓝烟”、“黄烟”现象。不过这种气溶胶是硫酸酸雾,与硫酸铵气溶胶有区别。

1、选择合理的液气比

氨逃逸和气溶胶的形成与液气比关系密切,从抑制气溶胶的角度考虑,选择较大的液气比可以将液相游离氨含量控制的很低,也使气相氨的含量很低,这样就抑制了气溶胶的生成。美国Marsulex公司主张液气比在10以上,这是经过长期研究的结论,应该具有很高的参考价值。目前国内氨法脱硫液气比取5—10。

2、氨水浓度

避免脱硫过程中生成气溶胶的措施是将脱硫区域气态氨含量降低,由气液平衡得知,氨水的浓度降低可以有效的降低气态氨的浓度。一般工业上氨浓度控制在10%—20%。

3、设置氨回收段

在脱硫塔吸收段上方设置一个氨回收段,对于减少氨逃逸有一定效果。喷淋水会与上升的脱硫后烟气逆向接触,烟气中的氨被喷淋水吸收。脱硫塔吸收段与氨回收段之间由横断塔体的隔板隔开,隔板上装有升气帽。喷淋水清洗后下落到隔板上方,经管道流回喷淋罐。冲洗后的水可以作为脱硫塔补充水落入塔循环浆液,而喷淋水用新鲜水补充,以此降低氨浓度。

4、脱硫塔进口喷水

脱硫塔烟气进口区域或者进口烟道布置水喷淋设施,三氧化硫等强酸性氧化物都是极易溶于水的,喷水可以使这些氧化物迅速溶于水,从而避免气溶胶的产生。

5、脱硫塔出口高效除尘除雾装置

经过脱硫的烟气含有大量雾滴,雾滴由浆液液滴、凝结液滴和尘颗粒组成,当这部分烟气进入高效除尘除雾器,高效除尘除雾器筒内加设的气旋板使脱硫气旋转起来,在气旋器上方形成气液两相的剧烈旋转及扰动,从而使得烟气中的小液滴、粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物相互碰撞团聚凝聚成大液滴,其与气旋筒壁碰撞,并被气旋筒壁捕获吸收,捕获的液滴进入多级气旋设置的一个桶内,脱硫后的烟气可以达到国家标准直排。

3. 氨法脱硫的介绍

莱特.莱德氨法脱硫工艺有多种,我公司专利技术是氨-硫酸铵法,氨水吸收SO2达到气体净化的目的。并通过对吸收液中的(NH4)2SO3氧化为(NH4)2SO4,生成可做农用化肥的脱硫副产物。脱硫装置既设吸收塔,亦设氧化塔,以确保亚硫酸铵的彻底氧化。我公司在氨法脱硫技术方面取得卓越成绩,建有多套烟气脱硫装置已投入运行,尚有数套装置正在建设中。公司并拥有多项专利技术,其中最突出的有:

单塔四段三双烟气氨法脱硫工艺---双氧化、双回路、双除雾、吸收塔无填料空塔喷淋脱硫装置。

双塔四段三回路氨法脱硫工艺----此法是双塔互补,予塔高温预洗,达到气体初步净化、蒸发浓缩的目的;主塔的氨水吸收SO2反应生成亚硫酸铵、氧化生成硫酸铵。专利技术体现以下优点:

1、SO2双级吸收、亚硫酸铵双级氧化,采用先进的脱硫塔内件技术,使SO2吸收充分,脱硫率达96%以上,氧化率达98%以上。。

2、采用双除雾装置,既防止了氨逃逸问题,并合理控制温度和气体流向。消除烟气带水,降低氨耗和工艺水消耗。

3、采用独特的雾化喷嘴结构,及先进的内件装置,达到气液充分传质传热接触,有力的控制了系统水、热量平衡,系统阻力小于800Pa.。

4、系统多处设冲洗水、旁滤器,配置合理的管路设计,防止出现堵塞。

5、与强企协作,采用技术先进、质量过硬的防腐和防冲刷材料产品。

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