【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 角度看：氨法煙氣脫硫的副產(chǎn)品是硫酸銨和亞硫酸銨，正是中國(guó)廣大耕地所需要的含氮含硫的肥料。它可以單獨(dú)使用，也可以和其他營(yíng)養(yǎng)元素一起做復(fù)合肥料，有著廣闊的市場(chǎng)需求。不象鈣基脫硫副產(chǎn)品石膏或亞硫酸鈣，或因其市場(chǎng)飽和，或因其無(wú)法使用，拋棄后還占用寶貴的土地資源，形成“石頭搬家”現(xiàn)象。一噸氨可以生產(chǎn)四噸96%以上的硫酸銨化肥，按目前我們調(diào)研的行情，三噸硫酸銨化肥價(jià)值就可抵消一噸氨的費(fèi)用，還能剩下一噸硫酸銨成為盈余。氨法煙氣脫硫的脫硫劑采用原廠尿素生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含氨量為15%的甲銨液，而且裝置用水采用工業(yè)水。從成本上節(jié)余了很多，再結(jié)合硫酸銨和亞硫酸銨收益，總體上可大大抵償脫硫運(yùn)行成本并略有盈余。因此，此廠燃煤鍋爐煙氣采用氨法氨法脫硫是非常合理的選擇。 國(guó)內(nèi)外氨法脫硫工藝技術(shù)概況（1）國(guó)外氨法煙氣脫硫方法的分類(lèi)濕法氨硫酸銨法脫硫工藝首先由德國(guó)的克盧伯公司 (Krupp Kroppers)開(kāi)發(fā)成功，如圖1所示。該工藝布置在除塵器之后，原煙氣經(jīng)過(guò)換熱器降溫后從塔頂進(jìn)入塔中，與氨水順流而下，塔底的溶液由循環(huán)泵重新抽到噴淋層循環(huán)使用。隨后煙氣進(jìn)入下一級(jí)吸收塔脫除NOx，然后進(jìn)入高效快速洗滌塔，將殘存的鹽溶液洗滌干凈，最后經(jīng)熱交換器加熱后流入煙囪。該工藝的特點(diǎn)是：脫硫效率高、能適應(yīng)煙氣品質(zhì)的變化、副產(chǎn)物可作化肥使用；存在的問(wèn)題是煙氣中氣溶膠去除不干凈，設(shè)備易腐蝕，并造成大氣二次污染。圖1 Walther工藝流程簡(jiǎn)圖捷斯比曉夫公司購(gòu)買(mǎi)了Walther工藝，并在上述工藝的基礎(chǔ)上改進(jìn)和完善了流程和設(shè)備，最后形成了AMASOX脫硫工藝。主要改進(jìn)是將Walther工藝的多塔流程改為結(jié)構(gòu)緊湊的單塔，并在塔內(nèi)安置濕式電除霧器去除煙氣中夾帶的氣溶膠。整個(gè)脫硫過(guò)程均在單塔內(nèi)進(jìn)行，有效降低了投資成本和運(yùn)行費(fèi)用；存在的問(wèn)題是除霧裝置采用濕式電除霧器費(fèi)用較高，另外設(shè)備易腐蝕且難以維修清洗。圖2 AMASOX工藝流程簡(jiǎn)圖 20世紀(jì)90年代，美國(guó)GE公司開(kāi)發(fā)了自己的氨硫酸銨法脫硫工藝。在威斯康辛州Kenosha電廠配套一座500MW機(jī)組的工業(yè)示范裝置。其工藝流程為：煙氣首先進(jìn)入預(yù)洗滌塔，用高壓噴淋水霧降溫、除塵，冷卻到接近飽和露點(diǎn)溫度時(shí)再進(jìn)入吸收塔。吸收塔內(nèi)布置有兩層噴霧洗滌層，使氨液和煙氣充分接觸混合，提高反應(yīng)效率。脫硫后的煙氣經(jīng)塔頂?shù)臐袷诫姵F器除霧后，流入煙囪并排入大氣。圖3 Marsulex工藝流程簡(jiǎn)圖 日本鋼管公司開(kāi)發(fā)了NKK氨法煙氣脫硫工藝。該工藝的吸收塔從下至上分為三段，下段是預(yù)洗滌除塵和冷凝降溫，此段不加入氨液；中段加入氨液，與煙氣逆流噴淋；上段是第二吸收段，不加氨液，只加工藝水。吸收后的煙氣經(jīng)加熱器升溫后有煙囪排放。亞硫酸銨溶液在單獨(dú)的氧化塔中用壓縮空氣氧化。圖4 NKK工藝流程簡(jiǎn)圖（2）國(guó)外氨法煙氣脫硫方法的缺點(diǎn)國(guó)外氨法煙氣脫硫方法存在的問(wèn)題是煙氣中氣溶膠難以去除，設(shè)備易腐蝕，并造成大氣二次污染，且上述方法多采用蒸汽加熱，耗資較大。另外，本項(xiàng)目為河南煤化中原大化公司I標(biāo)段275t/h+1130t/h天然氣化工裝置和II標(biāo)段 3130t/h煤化工裝置燃煤鍋爐燃煤鍋爐煙氣氨法脫硫工程，上述工藝較為復(fù)雜，整套裝置設(shè)備、儀器多，占地面積較大，投資較高，且需要大量蒸汽來(lái)加熱溶液，運(yùn)行成本高，不適用于本項(xiàng)目的煙氣氨法脫硫工程。 寧垣煙氣脫硫機(jī)理寧垣采用的氨法煙氣脫硫技術(shù)的脫硫劑采用河南煤化中原大化公司尿素生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的甲銨液，而且裝置用水采用工業(yè)水。因河南煤化中原大化公司是以化肥為主導(dǎo)產(chǎn)品的化工企業(yè)，有化工生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，有廢氨水可供使用，否則廢氨水需低價(jià)外賣(mài)，這是節(jié)能減排，以廢治廢，從成本上節(jié)余了很多。另外中原大化有復(fù)合肥裝置，副產(chǎn)品硫胺可作為復(fù)合肥原料使用，且對(duì)色度和含水率無(wú)過(guò)高的要求，這是循環(huán)經(jīng)濟(jì)，結(jié)合硫酸銨和亞硫酸銨硫收益，總體上可大大抵償脫硫運(yùn)行成本并略有盈余。本裝置需要的脫硫劑甲銨液，經(jīng)槽車(chē)輸送至本裝置氨水罐中。鍋爐煙道氣經(jīng)布袋除塵器除塵后進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的濃縮塔內(nèi)。在塔內(nèi)，煙道氣與濃縮塔上部均勻噴下的硫酸銨溶液接觸，硫酸銨溶液被煙道氣加熱，成為懸浮液落入塔底。離開(kāi)濃縮塔的煙道氣與噴入脫硫塔的亞硫酸銨溶液進(jìn)行反應(yīng)，生成亞硫酸氫銨等，與未反應(yīng)的亞硫酸銨溶液一起進(jìn)入脫硫塔底。煙道氣向上與脫硫塔上部噴下的亞硫酸銨溶液接觸，生成亞硫酸氫銨落入塔底。經(jīng)過(guò)脫硫與洗滌，%以上，煙道氣出口二氧化硫小于50mg/Nm3；煙道氣出口粉塵小于50mg/Nm3。脫硫塔底生成的一定濃度的亞硫酸銨溶液，主要用于生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸銨和亞硫酸銨。（1）副產(chǎn)硫酸銨的生產(chǎn)工藝當(dāng)亞硫酸銨溶液達(dá)到適當(dāng)濃度時(shí)，經(jīng)過(guò)亞硫酸銨循環(huán)泵送到氧化槽內(nèi)，空氣和亞硫酸銨溶液充分混合，亞硫酸銨被快速氧化生成硫酸銨，其反應(yīng)方程式如下：2（NH4）2SO3 + O2 = 2（NH4）2SO4在濃縮塔內(nèi)，過(guò)飽和的硫酸銨溶液初步固液分離后，進(jìn)入離心機(jī)，離心選出的硫酸銨結(jié)晶體送往復(fù)合肥生產(chǎn)車(chē)間做為生產(chǎn)原料。離心后母液均回到母液罐，繼續(xù)由母液泵送到濃縮塔，至此回收過(guò)程完成。（2）副產(chǎn)亞硫酸銨的生產(chǎn)工藝脫硫塔底生成的一定濃度的亞硫酸銨/亞硫酸氫銨溶液，當(dāng)溶液達(dá)到適當(dāng)濃度時(shí)，經(jīng)過(guò)亞硫酸銨循環(huán)泵送到混合器內(nèi)。進(jìn)入混合段的氨氣和亞硫酸銨/亞硫酸氫銨溶液充分混合，亞硫酸氫銨與氨氣反應(yīng)生成亞硫酸銨，其反應(yīng)方程式如下：NH4HSO3 +NH3 =（NH4）2SO3 亞硫酸銨溶液流入濃縮塔內(nèi)；亞硫酸銨溶液初步固液分離后，進(jìn)入離心機(jī)，離心選出的亞硫酸銨結(jié)晶體包裝。離心后母液均回到均回到脫硫塔內(nèi)，繼續(xù)由亞硫酸銨泵送到脫硫塔，至此回收過(guò)程完成。 本工藝和國(guó)內(nèi)其它氨法脫硫工藝的比較表41 工藝比較表內(nèi)容本方案塔內(nèi)吸收+塔內(nèi)氧化法塔內(nèi)吸收+塔外氧化+三效蒸發(fā)塔內(nèi)吸收+塔外氧化+濃縮塔流程流程簡(jiǎn)潔流程簡(jiǎn)潔流程復(fù)雜流程簡(jiǎn)潔能耗最低較高最高較低堵塞不堵塞容易堵塞較易堵塞較易堵塞運(yùn)行成本最低較高高較低脫硫效率高較低高高除塵效果好較好較低較低操作性易操作較易操作操作困難較易操作 本工藝技術(shù)優(yōu)勢(shì)本工藝具有以下特點(diǎn)：（1）流程簡(jiǎn)潔、容易操作，可保證系統(tǒng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行；（2）脫硫、除塵效率高，不易堵塞，操作彈性大；（3）系統(tǒng)節(jié)能：a. 脫硫塔液氣比小，循環(huán)量??；b. 運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備少，電耗低；c. 系統(tǒng)能耗在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的煙氣脫硫工藝中最低。（4）副產(chǎn)品可選，副產(chǎn)亞硫酸銨較生產(chǎn)硫酸銨流程更短，能耗更低。 裝置物料衡算方案裝置物料衡算表見(jiàn)附表1。 生產(chǎn)控制分析（1）本設(shè)計(jì)在裝置的進(jìn)、出口設(shè)有煙氣SO2連續(xù)在線分析監(jiān)測(cè)裝置，出口設(shè)有塵含量連續(xù)在線分析監(jiān)測(cè)裝置，全部進(jìn)入脫硫控制系統(tǒng)中進(jìn)行監(jiān)視、計(jì)算及控制。（2）在脫硫塔的下部?jī)?chǔ)液段，分別安裝有液位計(jì)，在亞硫酸銨溶液的出口管上安裝有密度儀。各測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量值通過(guò)計(jì)算機(jī)可計(jì)算出脫硫塔內(nèi)亞硫酸銨溶液的密度并顯示出來(lái)，這樣可以和密度儀測(cè)量的數(shù)值相互參考對(duì)比，從而對(duì)亞硫酸銨溶液的PH值控制調(diào)整，以保證較高的脫硫效率，并且控制亞硫酸銨溶液的濃度，避免脫硫塔內(nèi)結(jié)晶堵塞。 自控水平本設(shè)計(jì)從技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的角度出發(fā)，結(jié)合目前同類(lèi)裝置控制系統(tǒng)的實(shí)際狀況，根據(jù)裝置檢測(cè)點(diǎn)、控制回路數(shù)量及工藝過(guò)程的要求，將脫硫控制系統(tǒng)設(shè)置成一套獨(dú)立的DCS 控制系統(tǒng)，完成對(duì)煙氣氨法脫硫系統(tǒng)的控制。所有直接或必要的聯(lián)鎖信號(hào)、狀態(tài)信號(hào)及測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)硬接線接入DCS系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)可以通過(guò)內(nèi)部運(yùn)算和邏輯處理從而完成對(duì)脫硫裝置的正常啟、停的運(yùn)行監(jiān)視、操作及故障處理。脫硫系統(tǒng)自動(dòng)化水平達(dá)到能在DCS控制室內(nèi)通過(guò)LCD 操作站對(duì)脫硫裝置進(jìn)行集中監(jiān)控，完成對(duì)脫硫裝置的正常啟、停的運(yùn)行監(jiān)視、操作及故障處理。實(shí)現(xiàn)以鍵盤(pán)和鼠標(biāo)作為監(jiān)視和控制中心，對(duì)整個(gè)脫硫系統(tǒng)的集中控制，不設(shè)置常規(guī)儀表盤(pán)。控制水平可達(dá)到如下程度： (1) 在DCS控制室內(nèi)完成對(duì)脫硫裝置的啟動(dòng)、停止、正常運(yùn)行的監(jiān)視和操作；(2) 在脫硫裝置啟動(dòng)、停止、正常運(yùn)行或異常工況出現(xiàn)的過(guò)程中，自動(dòng)對(duì)各參數(shù)進(jìn)行巡檢、數(shù)據(jù)處理、定時(shí)制表、參數(shù)越限時(shí)的自動(dòng)報(bào)警或打印；(3) 根據(jù)運(yùn)行人員在LCD 操作站上發(fā)出的指令，自動(dòng)完成各局部工藝系統(tǒng)的順序啟停；(4) 脫硫系統(tǒng)發(fā)生異常、故障或事故時(shí)，能通過(guò)聯(lián)鎖保護(hù)自動(dòng)切除有關(guān)設(shè)備及系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)引起裝置事故的原因進(jìn)行事件順序記錄和故障首出，以便于運(yùn)行人員及時(shí)分析故障。本工程脫硫界區(qū)設(shè)置獨(dú)立脫硫控制室，脫硫操作員站和脫硫工程師站布置于脫硫控制室，配置如下： (1) 操作員站： 1 臺(tái)2(2) 工程師站(兼操作員站)： 1 臺(tái)2(3) 打印機(jī)： 1 臺(tái)2 信號(hào)報(bào)警及聯(lián)鎖系統(tǒng)為確保各裝置的正常運(yùn)行，確保人員、關(guān)鍵設(shè)備和機(jī)械的安全，在DCS內(nèi)設(shè)置了必要的過(guò)程參數(shù)越限報(bào)警和聯(lián)鎖系統(tǒng)，通過(guò)DCS操作站提醒、指導(dǎo)操作人員進(jìn)行必要的操作。所有的機(jī)泵安全、保護(hù)、故障報(bào)警和聯(lián)鎖，裝置的順序開(kāi)/停車(chē)、緊急停車(chē)等均由DCS實(shí)現(xiàn)；并可通過(guò)操作站實(shí)現(xiàn)對(duì)各裝置的操作。安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的控制通過(guò)設(shè)置一套緊急停車(chē)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)本著安全可靠的原則，對(duì)重要聯(lián)鎖信號(hào)采用二取一或三取二表決原則。聯(lián)鎖接點(diǎn)采用直接型（如壓力開(kāi)關(guān)、物位開(kāi)關(guān)等）或間接型（變送器作用的開(kāi)關(guān)）。聯(lián)鎖系統(tǒng)為故障安全型。所有聯(lián)鎖均設(shè)報(bào)警。一般報(bào)警信號(hào)在DCS中作報(bào)警顯示及打印；對(duì)重要的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的信號(hào)報(bào)警另設(shè)置硬報(bào)警，外接閃光報(bào)警器，以引起操作人員的注意。采用氨法脫硫工藝煙氣系統(tǒng)設(shè)置有旁路，當(dāng)脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障狀態(tài)時(shí)需退出氨法脫硫裝置，鍋爐煙氣旁路電動(dòng)門(mén)立即打開(kāi)，脫硫裝置煙氣出、入口電動(dòng)門(mén)隨后關(guān)閉，鍋爐煙氣走旁路直接進(jìn)煙囪，不影響原廠鍋爐的正常運(yùn)行。 現(xiàn)場(chǎng)儀表和控制設(shè)備的選型原則根據(jù)現(xiàn)有脫硫裝置現(xiàn)場(chǎng)儀表的實(shí)際情況，本著技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、維護(hù)方便和經(jīng)濟(jì)合理的原則，選用具有成熟經(jīng)驗(yàn)、性能良好、質(zhì)量可靠的儀表和設(shè)備，重要信號(hào)的現(xiàn)場(chǎng)儀表和控制設(shè)備選用進(jìn)口產(chǎn)品。設(shè)備的選型考慮以下原則：(1) 變送器采用質(zhì)量可靠的進(jìn)口智能產(chǎn)品。(2) 在需就地巡視的地方，有就地指示。(3) 為了進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量，在重要設(shè)備旁安裝就地遠(yuǎn)傳儀表。(4) 對(duì)于重要的遠(yuǎn)控閥門(mén)，監(jiān)視其用于保護(hù)和自動(dòng)調(diào)節(jié)的開(kāi)度位置，并分別配置開(kāi)、關(guān)方向位置限位開(kāi)關(guān)。(5) 根據(jù)本裝置被測(cè)流體的特點(diǎn)，流量測(cè)量?jī)?yōu)先選用電磁流量計(jì)。(6) 所有引壓測(cè)量的壓力測(cè)量設(shè)備設(shè)一次門(mén)、二次門(mén)、排污門(mén)，測(cè)量設(shè)備至一次隔離閥門(mén)采用的所有材料應(yīng)與相應(yīng)的管路、容器所用材質(zhì)一致，而且符合在安全運(yùn)行條件下測(cè)量介質(zhì)的要求，與變送器連接的儀表短管和取樣短管為不銹鋼材質(zhì)。(7) 所有設(shè)備在其安裝位置處能良好運(yùn)行。特別是室外設(shè)備，能做到適合各種環(huán)境條件，如防雨、防曬、防腐蝕等。(8) 所有雙向行程開(kāi)關(guān)的滯后都是可調(diào)的。(9) 所有變送器為進(jìn)口智能變送器，帶HART 協(xié)議、零點(diǎn)和滿度調(diào)整按鈕，輸出4～20mADC 信號(hào)。(10) 變送器在滿量程時(shí)誤差≤177。%，所有就地安裝的變送器（壓力、液位等）帶有LED 就地指示。(11) 由于環(huán)境條件影響，將為室外的取樣管路提供防凍措施及儀表保溫柜。(12) 與介質(zhì)接觸的儀表部件采用適合于工作環(huán)境的材質(zhì)及采用相應(yīng)的防堵、防腐措施。如本裝置的壓力（液位）測(cè)量，由于被測(cè)介質(zhì)易結(jié)晶易腐蝕，從而大量采用法蘭式壓力（液位）變送器。(13) 合理設(shè)計(jì)控制閥，使其在特殊環(huán)境下和在啟動(dòng)、正常運(yùn)行、停機(jī)、故障時(shí)都能可靠地運(yùn)行，操作控制閥時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生振動(dòng)以影響相關(guān)的回路。(14) 本工程所有執(zhí)行器主要采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)均采用一體化產(chǎn)品。（1）．儀表用壓縮空氣儀表用壓縮空氣來(lái)自原儀表供氣系統(tǒng)。（g）。質(zhì)量要求為露點(diǎn)為40℃，含塵≤1mg/NM3，含油＜8ppm。（2）．儀表用電源 本設(shè)計(jì)裝置DCS及安全聯(lián)鎖有關(guān)的儀表設(shè)備均采用不間斷電源（UPS）供電。UPS電源取自原廠鍋爐控制室內(nèi)UPS。 主要安全技術(shù)措施為確保所設(shè)控制系統(tǒng)能安全可靠地運(yùn)行，特設(shè)置以下安全措施： 考慮到裝置為露天布置，現(xiàn)場(chǎng)儀表的防護(hù)等級(jí)一般不低于IP65。 對(duì)易凍介質(zhì)的測(cè)量管線采取伴熱、保溫措施。 分析儀表的預(yù)處理系統(tǒng)應(yīng)隨分析儀表成套供貨，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置分析小屋，以確保分析儀系統(tǒng)正常運(yùn)行。第五章 原料、燃料及動(dòng)力的供應(yīng)本設(shè)計(jì)的脫硫工藝具有前瞻性，可以滿足未來(lái)10～15 年日趨嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，本脫硫工程的脫硫劑是發(fā)標(biāo)方尿素生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含氨量為15%的甲銨液。（1）甲銨液組成表51 甲銨液組成組成氨二氧化碳水含量12%%%（2）煙道氣組成表52 煙道氣組成組成CO2N2O2SO2H2O含量%%%%%本廠煙道氣可直接用管道連接原有廠房，直接輸送。無(wú)需車(chē)輛運(yùn)輸。所需脫硫劑考慮可直接用管道連接原有廠房或用車(chē)輛運(yùn)輸。硫酸銨和亞硫酸銨收益可大大抵償脫硫運(yùn)行成本并略有盈余。（3）水、電、汽和其它動(dòng)力需求量及供應(yīng)方式表53 水、電、汽和其它動(dòng)力需求量及供應(yīng)方式名 稱小時(shí)用量年需用量來(lái)源供應(yīng)方式I標(biāo)段II標(biāo)段I標(biāo)段II標(biāo)段裝置工藝水12t21t96000 噸168000 噸凈水廠管道甲銨液10867 噸尿素生產(chǎn)過(guò)程管道或槽車(chē)電210kW180kW1680000kW1440000kW變電站電纜第六章 建廠條件和廠址方案 廠址概述河南煤化中原大化公司，位于河南省濮陽(yáng)市。全廠地勢(shì)平坦。本燃煤鍋爐煙氣氨法脫硫工程項(xiàng)目，在工廠現(xiàn)有固定空地上布置。地震基本烈度：7級(jí) 廠址方案 概述總平面布置嚴(yán)格按照河南煤化中原大化公司提供的現(xiàn)場(chǎng)條件布置。 廠區(qū)總平面布置總平面布置必須滿足的標(biāo)準(zhǔn)：《化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)