【文章內(nèi)容簡介】 化研究。 國內(nèi)已成功地在 60MW 機組煙氣脫硫工程上使用了氨法，其各項經(jīng)濟技術指標居脫硫業(yè)的領先水平。 由于氨法脫硫工藝自身的一些特點，可充分利用我國廣泛的氨源生產(chǎn)需求大的肥料，并且氨法脫硫工藝在脫硫的同時又可脫氮，是一項較適應中國國情的脫硫技術。為幫助大家全面了解氨法，本文對氨法脫硫技術的發(fā)展、機理和不同技術的特點進行簡述，并側(cè)重介紹濕式回收法氨法脫硫技術。 a. 氨法脫硫技術概況 （ 1） 氨法脫硫工藝特點 氨法脫硫工 藝是采用氨作為吸收劑除去煙氣中的 SO2的工藝。氨法脫硫工藝具有很多特點。氨是一種良好的堿性吸收劑，氨的堿性強于鈣基吸收劑；而且氨吸收煙氣中 SO2是氣 液或氣 氣反應，反應速度快、反應完全、吸收劑利用率高，可以做到很高的脫硫效率，相對于鈣基脫硫工藝來說系統(tǒng)簡單、設備體積小、能耗低。另外，其脫硫副產(chǎn)品硫酸銨是一種常用的化肥，副產(chǎn)品的銷售收入能大幅度降低運行成本。 （ 2） 氨法脫硫的發(fā)展 70 年代初，日本與意大利等國開始研制氨法脫硫工藝并相繼獲得成功。氨法脫硫工藝主體部分屬化肥工業(yè)范籌，這 對電力企業(yè)而言較陌生，是氨法脫硫技術未得到廣泛應用的最大因素，隨著合成氨工業(yè)的不斷發(fā)展以及廠家對氨法脫硫工藝自身的不斷完善和改進，進入 90 年代后，氨法脫硫工藝漸漸得到了應用。 國外研究氨法脫硫技術的企業(yè)主要有：美國： GE、 Marsulex、 Pircon、Babcock amp。 Wilcox；德國： Lentjes Bischoff、 Krupp Koppers；日本： NKK、 IHI、千代田、住友、三菱、荏原；等等。 國內(nèi)目前成功的濕式氨法脫硫裝置大多從硫酸尾氣治理技術中發(fā)展而來，主要黃石 理工學院 畢業(yè)設計（論文） 15 的技術商有江南環(huán)保工程建設有限公司、華東理工大學等，現(xiàn)國內(nèi)濕式氨法脫硫最大的業(yè)績是天津永利電力公司的 60MW 機組的煙氣脫硫裝置。 近來出現(xiàn)的磷銨法、電子束法、脈沖電暈放電等離子體法等煙氣脫硫脫硝技術皆是氨法的演變與發(fā)展，改進之處在于降低水耗、改進氧化及后處理、降低裝置壓降、提高脫硝能力等方面，以求使氨法煙氣脫硫技術更加經(jīng)濟更加適應鍋爐的運行。 b. 氨法脫硫的技術原理 氨法脫硫工藝皆是根據(jù)氨與 SO水反應成脫硫產(chǎn)物的基本機理而進行的，主要有濕式氨法、電子束氨法、脈沖 電暈氨法、簡易氨法等。 （ 1） 電子束氨法（ EBA 法）與脈沖電暈氨法（ PPCP 法） 電子束氨法與脈沖電暈氨法分別是用電子束和脈沖電暈照射噴入水和氨的、已降溫至 70℃ 左右的煙氣，在強電場作用下，部分煙氣分子電離，成為高能電子，高能電子激活、裂解、電離其他煙氣分子，產(chǎn)生 OH、 O、 HO2 等多種活性粒子和自由基。在反應器里，煙氣中的 SO NO 被活性粒子和自由基氧化為高階氧化物SO NO2，與煙氣中的 H2O 相遇后形成 H2SO4 和 HNO3，在有 NH3 或其它中和物注入情況下生成（ NH4） 2SO4/NH4NO3的氣溶膠，再由收塵器收集。脈沖電暈放電煙氣脫硫脫硝反應器的電場本身同時具有除塵功能。 這兩種氨法能耗和效率尚要改進，主要設備如大功率的電子束加速器和脈沖電暈發(fā)生裝置還在研制階段。 （ 2） 簡易氨法 簡易氨法已商業(yè)化的有 TS、 PS 氨法脫硫工藝等，主要利用氣相條件下的 H2O、NH3與 SO2間的快速反應設計的簡易反應裝置，嚴格地講簡易氨法是一種不回收的氨法，其脫硫產(chǎn)物大部分是氣溶膠狀態(tài)的不穩(wěn)定的亞銨鹽，回收十分困難，氨法的經(jīng)濟性不能體現(xiàn)；且脫硫產(chǎn)物隨煙氣 排空后又會有部分分解出 SO2，形成二次污染。所以，該工藝只能用在環(huán)保要求低、有廢氨水來源、不要求長期運行的裝置上。 d. 濕式氨法脫硫工藝系統(tǒng)一般組成 氨水洗滌脫硫工藝設備主要由脫硫洗滌系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、氨貯存系統(tǒng)、硫酸銨生產(chǎn)系統(tǒng)（若非氨 硫銨法則是于其工藝相對應的副產(chǎn)物制造系統(tǒng)）等組成。核心黃石 理工學院 畢業(yè)設計（論文） 16 設備是脫硫洗滌塔。 e. 氨法脫硫技術應用前景 氨法脫硫工藝有自己的鮮明特點，如沒有廢水、廢渣，副產(chǎn)品可作為農(nóng)用肥料等等。從實際運行效果看，其脫硫率可滿足各地環(huán)保的要求，運行 費用低，氨法脫硫是較適宜中國國情的一項煙氣脫硫技術。 在中國發(fā)展回收法脫硫技術，特別是氨法，既有相當堅實的基礎，又有極為光明的前景。到 2021 年，我國合成氨將突破 3300 萬噸 /年，供應煙氣脫硫的資源非常豐富。另，脫硫劑氨來自于化肥又回到化肥，不論對環(huán)境和國民經(jīng)濟都不會造成負面影響。相反，因其回收了硫元素，符合了農(nóng)業(yè)部門對硫肥的日益增漲的需要，能產(chǎn)生積極的促進作用。 隨國內(nèi)氨法脫硫技術的發(fā)展，氨法脫硫裝置的投資已能低于鈣法，阻礙氨法脫硫技術的難點已被各技術供應商采用各自不同的方法取得了突破 ，氨法脫硫技術正不斷完善，隨著氨法脫硫技術業(yè)績的增加，其難以估量的應用前景將顯現(xiàn)出來，在技術日益進步的現(xiàn)今時代氨法煙氣脫硫技術應具有很大的應用潛力。 故從各方面綜合考慮后本設計中最終采用簡易氨法較為適合。 與技術指標 比較： 兩種除塵器的經(jīng)濟比較 設備 投資費用 運行費用 袋式除塵器 250 250 電除塵器 450 150 除塵器的經(jīng)濟性能包括除塵器的投資費用和運行費用，它是評定除塵器性能指標之一。由以上的比較可知，袋式除塵器投資較電除塵器要低，但其運行費比電除塵器要高。 技術 指標的比較表 除塵器類型 壓力損失 /Pa 凈化效率 /％ 處理能力 / hm/3 電除塵器 300 99～ 105～ 106 袋式除塵器 1200～ 1500 98 幾到幾百萬 經(jīng)上述對除 塵器優(yōu)缺點比較 ， 和本設計中所給的一些條件 ,如袋式除塵器不易黃石 理工學院 畢業(yè)設計（論文） 17 處理煙氣中的含水率較高和煙氣溫度較高的氣體 ,并且本設計中所要求達到的除塵效率較高 ,使用電除塵器更容易達到標準 ,故綜合考慮后 在本設計中 更適合采用電除塵器 。它運行管理方便， 雖然一次性投資費用較高 ,但其運 行費用 低， 處理流量大 ,且工作過程的壓力損失較小 ,因而 從長遠考慮方案一 要經(jīng)濟合理。 ： (1)進口壓力 : Pf (2)出口壓力 : Pc (3)通風率 : 12% (4)當?shù)卮髿鈮?: (5)選用管型芒刺“ RS”型電暈電極 , 放電翹片厚度 ,放電點的曲率ar cm 作為計 算電暈極線半徑 . (6) 進口煙氣溫度 為 300℃ 黃石 理工學院 畢業(yè)設計（論文） 18 四、 設計計算書 的計算 : 工況下含塵氣體量 : 由《環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設計指南》中的工況下含塵氣體量的計算公式可得 式 中 標準狀況下的含塵氣體量 , ； t 電除塵器內(nèi)氣體的平均溫度 , 當?shù)卮髿鈮?, 。 電除塵器內(nèi)氣體的平均壓力 , 電除塵器總漏風率 , 式中 P—— 電除塵器內(nèi)氣體的平均壓力， Pa； Pf—— 除塵器中煙氣進口壓力， Pa； Pc—— 除塵器中煙氣出口壓力， Pa 故 除塵效率 其中 —— 在氣壓為 P，溫度為 T 的條件下氣體 A的濃度， 3/mmg ? —— 氣體 A在煙氣中的體積分數(shù) —— 氣體 A的摩爾質(zhì)量， 1??molg P —— 煙氣氣壓， Pa T —— 煙氣溫度， K R —— 摩爾氣體常數(shù)，其中 ?? ???? Km o lmPaR 黃石 理工學院 畢業(yè)設計（論文） 19 故 根據(jù)工業(yè)鍋爐窯大氣污染排放標準（ 可查得 ,冶煉重金屬的鍋爐的二級排放標準 SO2 的排放不得大于 850mg/m3,TSP 的排放濃度不得大于 150 mg/m3,則 SO2的 脫硫 效率 和 TSP 的除塵效率分別為 AA? ??? ?? （ 3） 其中 ? —— 去除氣體 A 的效率 A? —— 氣體 A 在煙氣中的初始濃度， 3/mmg ? —— 要求煙氣中的氣體 A 所要達到的目標濃度， 3/mmg 其中 C 工作狀態(tài)下的煙氣含塵濃度 , T 工作狀態(tài)下的溫度 , 標準狀態(tài)下的溫度 P 工作狀態(tài)下的壓力 ,kP 標準狀態(tài)下的壓力 ,Kp 故 : 有效截面積 黃石 理工學院 畢業(yè)設計（論文） 20 由 中的公式（ 5）可得 式中 F—— 電場有效斷面面積，㎡ Q—— 處理氣量， m3/s； v—— 氣體平均流速， m/s 收塵極面積 由得意希公式 (6)可得 (6) 式中 A —— 收塵極面積 , 。 Q —— 工況下的氣體量 , m3/s。 —— 有效驅(qū)進速度 ,由 查表可知高爐的有效驅(qū)進速度為 614 cm/s,本題取 η —— 除塵效率 , 故考慮偏差后的收塵極面積為 電場高度 h 由于 所以用公式 (7)計算 (7) 式中 h—— 電場高度 ,m F—— 電場有效斷面面積，㎡ 黃石 理工學院 畢業(yè)設計（論文） 21 通道數(shù)的確定 由 27 ????? BhFn (8) 式中 n —— 電除塵器的通道數(shù) F —— 電場有效斷面面積，㎡ B —— 集塵板間距 , m H —— 電場高度 , m 集塵 板 總長度 (9) 式中 —— 集塵板總長度 , m A —— 收塵極面積 , ㎡ n —— 電除塵器的通道數(shù) h —— 電場高度 , m 校核 smnB hQv / ????? (10) 式中 v —— 實際氣體流速 , m/s Q—— 工況下的氣體量 , m3/s n—— 電除塵器的通道數(shù) B—— 集塵板間距 , m h—— 電場高度 , m svlt ??? (11) mnhAl 1 1 8 52? ????黃石 理工學院 畢業(yè)設計（論文） 22 ∵ sst ?? ∴時間設計滿足要求 ∵ ??hl ~?hl ∴長 ,高設計滿足要求 電 暈電場強度 由 可選電暈極為“ RS”型 ,放電翹片厚度,放電點的曲率 ar cm作為計算電暈極線 半徑 .集塵極板與電暈幾配制 :一塊極板配一根“ RS”型電暈線 ,根據(jù)極板確定原則分布如下 : 同極距 2B=300mm,異極距 B=150mm,放電點與極板間距 b=140mm,每根電暈線放電點間距 120mm,相鄰電暈極端點間距 2c=280mm。 故 50 10)( ??? arE ?? (12) 式中 0E —— 起暈電場強度， V/m； ? —— 煙氣的相對密度，當大氣壓力為 P（ Pa），溫度為 t(℃ )時： 27329810 13 25 ??? tP? 298 ???? ar —— 電暈極半徑， m； 代入式子 (12)得 mvE/10)4 5 7 3 4 5 (10)0 0 1 2 (6550????????? 起暈電壓 由公式 (13)可得 : 黃石 理工學院 畢業(yè)設計（論文） 23 vvlrdlrrVnanaaC22802)(10)()( 5?????