氨法脱硫介绍

锅炉氨法脱硫工艺流程

采用氨水作为脱硫吸收剂，与进入反应塔的烟气接触混合，烟气中SO2与氨水反应，生成亚硫酸铵，与空气进行氧化反应，生成硫酸铵溶液，经贮液池结晶、离心机脱水、压滤机即制得化学肥料硫酸铵。

氨法脱硫运营费用：

以75t的锅炉煤的含硫量为2.5%时为例，简要计算运营成本。

设备的年运行费用

项目数量价格(万元)备注

用氨量2009吨-314.53 1700元/吨

用水量10500吨-2.47 2.35元/吨

用电量630000千瓦时-20.48 0.325元/千瓦时

人工费用3人-3.9 2.6万元/人口年

硫氨价格7799.6吨+546 700元/吨)

合计-+204.62

实际上，因为减排SO2量而少交的那部份排污费数量也不少，这里都没有计算进来。运营合理的话，氨法脱硫是会给企业带来经济效益的，至少能在短期内收回投资成本。

氨法脱硫实际应用：

某电厂附近有一现成的氨水厂,电厂的燃煤含硫量也较高(高硫煤便宜,但SO2污染更严重,既使用石灰石法,设备投资也大幅上升,而氨法能产生更多硫酸铵,经济效益更明显。)如美国DAKOTA州一个350MW发电厂,因为用高硫煤,96年改用氨法。另有一更大的电厂,脱硫效率达95%,每年生产出10万吨硫酸铵。所以说,在一定条件下,用氨法来脱硫是有利可图的。氨法脱硫的优势：

有很高的脱硫效率，可达到95%以上。

(由于氨水与SO2反应速度要比石灰石(或石灰)与SO2反应速度快得多，同时氨法不需吸收剂再循环系统，因而系统要比石灰石—石膏法小、简单可靠，其投资费用比石灰石—石膏法低，占地面积小。在工艺中不存在石灰石作为脱硫剂时的常见结垢和堵塞现象。

脱硫后的终止物就是(NH4)2SO3和(NH4)2SO4(少量)和一部分(NH4)HSO3溶液，这些物质又是吸收NOx的吸收剂。因此氨法同时还具有脱硝功能。

具有一定的除尘功能:

氨法脱硫无工业废水排放，除化肥硫酸氨外也基本无废渣排放，避免了二次污染现象的发生，节约了大量贮存场地；还可以生产出化肥，有一定的经济效益。

由于吸收的硫、氮化合物是有害气体，吸收硫的氨水也是工业废料，从而可以达到“以废治废”的目的。

在脱硫化学反应中，氨水的投入量远远少于石灰石法中石灰的投入量，因此减少了运输费用，节约了成本。

具有高度可靠性——可利用率达到99%以上，因故障停机的情况极少发生。

较长的寿命--在良好的维护条件下能正常使用25年。

凯尔氨法脱硫的优势：

除了以上所有的优势外，凯尔的氨法脱硫还在以下方面表现突出：

基于自动控制的氨法脱硫。

基于自动监控的氨法脱硫，依靠公司仪器优势可以监测残氨、废气成分、脱硫监控。

设计氨泄漏问题的应急保护措施。

氨法脱硫工艺皆是根据氨与SO2、水反应成脱硫产物的基本机理而进行的，主要有湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等。

1、电子束氨法(EBA法)与脉冲电晕氨法(PPCP法)

电子束氨法与脉冲电晕氨法分别是用电子束和脉冲电晕照射喷入水和氨的、已降温至70℃左右的烟气，在强电场作用下，部分烟气分子电离，成为高能电子，高能电子激活、裂解、电离其他烟气分子，产生OH、O、HO2等多种活性粒子和自由基。在反应器里，烟气中的SO2、NO被活性粒子和自由基氧化为高阶氧化物SO3、NO2，与烟气中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3，在有NH3或其它中和物注入情况下生成(NH4)2SO4/NH4NO3的气溶胶，再由收尘器收集。脉冲电晕放电烟气脱硫脱硝反应器的电场本身同时具有除尘功能。这两种氨法能耗和效率尚要改进，主要设备如大功率的电子束加速器和脉冲电晕发生装置还在研制阶段。

2、简易氨法

简易氨法已商业化的有TS、PS氨法脱硫工艺等，主要利用气相条件下的H2O、NH3与SO2间的快速反应设计的简易反应装置，严格地讲简易氨法是一种不回收的氨法，其脱硫产物大部分是气溶胶状态的不稳定的亚铵盐，回收十分困难，氨法的经济性不能体现；且脱硫产物随烟气排空后又会有部分分解出SO2，形成二次污染。所以，该工艺只能用在环保要求低、有废氨水来源、不要求长期运行的装置上。

3、湿式氨法

湿式氨法是目前较成熟的、已工业化的氨法脱硫工艺，并且湿式氨法既脱硫又脱硝。湿式氨法工艺过程一般分成三大步骤：脱硫吸收、中间产品处理、副产品制造。根据过程和副产物的不同，湿式氨法又可分为氨-硫铵肥法、氨-磷铵肥法、氨-酸法、氨-亚硫酸铵法等。(1)吸收过程：

脱硫吸收过程是氨法烟气脱硫技术的核心，它以水溶液中的SO2和NH3的反应为基础：SO2＋H2O＋xNH3=(NH4)xH2－XSO3(1)

得到亚硫酸铵中间产品。其中，x=1.2－1.4。

直接将亚铵制成产品即为亚硫酸铵法

(2)中间产品处理

中间产品的处理主要分为两大类：直接氧化和酸解。

a)直接氧化——氨-硫铵肥法

在多功能脱硫塔中，鼓入空气将亚硫铵氧化成硫铵，其反应为：

(NH4)XH2-XSO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4(2)

b)酸解——氨酸法

用硫酸、磷酸、硝酸等酸将脱硫产物亚硫铵酸解，生成相应的铵盐和气体二氧化硫。反应如下：

(NH4)XH2-XSO3+x/2H2SO4=x/2(NH4)2SO4+SO2+H2O(3)

(NH4)XH2-XSO3+xHNO3=xNH4NO3+SO2+H2O(4)

(NH4)XH2-XSO3+x/2H3PO4=x/2(NH4)2HPO4+SO2+H2O(5)

(3)副产品制造

中间产品经处理后形成了铵盐及气体二氧化硫。铵盐送制肥装置制成成品氮肥或复合肥；气体二氧化硫既可制造液体二氧化硫又可送硫酸制酸装置生产硫酸。而生产所得的硫酸又可用于生产磷酸、磷肥等。

4、湿式氨法的脱硝作用

湿式氨法在脱硫的同时又可起一定的脱硝作用。

反应式为：

2NO+O2＝2N02

2NO2+H2O＝HNO3+HNO2

NH3+HNO3=NH4NO3+H2O

NH3+HNO2=NH4NO2+H2O

4(NH4)2SO3+2NO2=N2+4(NH4)2SO4

湿式氨法脱硫工艺系统一般组成

氨水洗涤脱硫工艺设备主要由脱硫洗涤系统、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)等组成。核心设备是脱硫洗涤塔。

几种湿式氨法脱硫工艺：

(1)Walther氨法工艺

湿法氨水脱硫工艺最早是由克卢伯(kruppkroppers)公司开发于七八十年代的氨法Walther 工艺。除尘后的烟气先经过热交换器，从上方进入洗涤塔，与氨气(25%)并流而下，氨水落入池中，用泵抽入吸收塔内循环喷淋烟气。烟气则经除雾器后进入一座高效洗涤塔，将残存的盐溶液洗涤出来，最后经热交换器加热后的清洁烟气排入烟囱。

(2)AMASOX氨法工艺

传统的氨法工艺遇到的主要问题之一是净化后的烟气中存在气溶胶问题没得到解决。能捷斯-比晓夫公司对传统氨法进行了改造和完善为AMASOX法。主要改进是将传统的多塔改为结构紧凑的单塔、并在塔内安置湿式电除雾器解决气溶胶问题。

(3)GE氨法工艺

90年代，美国的GE公司也开发了氨法工艺，并在威斯康辛州的kenosha电厂建一个500MW 的工业性示范装置。该工艺流程为：除尘后的烟气从电厂锅炉后引出，经换热器后，进入冷却装置高压喷淋水雾降温、除尘(去除残存的烟尘)，冷却到接近饱和和露点温度的洁净烟气再进入到吸收洗涤塔内。吸收塔内布置有两段吸收洗涤层，使洗涤液和烟气得以充分的混和接触，脱硫后的烟气经塔内的湿式电除尘器除雾后，再进入换热器升温，达到排放标准后经烟囱排入大气。脱硫后含有硫酸铵的洗涤液经结晶系统形成副产品硫酸铵。

(4)NKK氨法

NKK氨法是日本钢管公司开发的工艺。该吸收塔具有一定的特点，分三段。从下往上，下段是预洗涤除尘和冷激降温，在这一段，没有吸收剂的加入。中段是第一吸收段，吸收剂从此段加入。上段作为第二吸收段，但是不加吸收剂，只加工艺水。吸收处理后的烟气经加热器升温后排向烟囱。亚硫铵氧化在单独的氧化反应器中进行。需要的氧由压缩空气补充，氧化剩余气体排向吸收塔。

主装置来的烟气进入脱硫塔后，首先被洗涤降温，然后用氨吸收液循环吸收烟气中的SO2生产亚硫铵。脱硫后的净烟气经除雾后，脱硫效率大于95%，水雾量小于75mg/Nm3，回烟囱排放或直排。

氨法脱硫工艺

吸收剂氨与吸收循环液混合后进入吸收塔，吸收烟气中的SO2形成亚硫酸铵溶液，亚硫酸铵溶液在吸收塔底部被鼓入的空气氧化成硫酸铵溶液，硫酸铵溶液在洗涤降温过程中自身得到浓缩。浓缩后的硫酸铵溶液送入硫铵装置。

含固浆液送至旋流器、离心机进行固液分离，形成湿硫铵，母液回脱硫系统；湿硫铵经干燥机干燥后进包装机包装即可得到商品硫铵。

以上为利用烟气热量进行结晶的饱和结晶工艺，为提高结晶品质也可将脱硫液引出利用蒸汽进行蒸汽结晶，再经固液分离、干燥、包装后得成品硫铵，此为蒸发结晶工艺。

广西新扩建的大型燃煤发电基地—田东电厂，在把强大电力源源不断输送到华南电网的同时，还承担了生产与销售硫酸铵化肥的任务。只见2Xl35MW发电机组在烟气脱硫中，产生出大量的硫酸铵产品，正从两条包装线上推出一包包硫酸铵成品，这是近日在现场看到的情景。据悉，这座目前全球最大的氨法脱硫工程，经过168小时试运考核表明，脱硫效率达到了96.2%，脱硝率为49%，氨利用率达到98%，年削减二氧化硫4.8万吨。在确保烟气脱硫稳定达标排放的同时，每年还产出硫酸铵产品达10万吨。

近日，由中国电力企业联合会在广西南宁市组织召开了“氨法脱硫技术现场评议会”，来自国家发改委、环境保护部、广西电网公司和华能集团、国电集团、华电集团、大唐集团、中电投集团、华能国际、大唐国际、中国钢铁工业协会等单位的众多专家齐聚南宁市，现场评议了由江苏新世纪江南环保公司具有自主知识产权的氨法脱硫技术成果。

进入“十五”以来，在我国大型燃煤锅炉烟气脱硫中，基本被“石灰石-石膏法”技术“一统天下”，现在，每年产生的石膏达到了3500万吨，成为烟气脱硫之后，又一污染治理的“沉重负担”。1998年江苏江南环保公司成立了环保设备研究所，开始另辟新径，致力于氨法脱硫的技术攻关。该技术巧妙利用废氨水，对烟气中的二氧化硫进行治理，在有效实现二氧化硫达标排放的同时，还源源产生出优质的硫酸铵化肥，基本实现了烟气脱硫运行的“零费用”，达到了“以废治废、以废生肥”的目的。

2000年，江南环保公司这一自主研发的氨法脱硫技术列入了江苏省“火炬项目”计划，并于第二年通过了省科技厅主持的成果鉴定。经过10年不懈努力与实践，江南环保公司现已拥有氨法脱硫方面的发明专利4项，实用新型专利12项，另有7项专利申请已获受理，从而，

形成了一整套自主知识产权的专有技术，涵盖了氨法脱硫的全部核心技术。同时，江南环保公司在氨法脱硫技术的基础上，又研发出了脱硫与脱硝一体化技术，总脱硝率达到了55%左右。

在“石灰石-石膏法”技术“一统”我国大型燃煤锅炉烟气脱硫市场的情况下，江南环保公司异军突起，适时推出的氨法脱硫新技术，引起了我国烟气脱硫界的高度关注。从2004年4月，江南环保公司总承包了天津碱厂第一个氨法脱硫工程以来，已在全国各地建成了15个大型氨法脱硫工程，并已通过了环保监测考核与验收，还有8个工程正在抓紧建设。继2008年2月，江南环保公司建成了亚洲最大的扬子石化热电厂氨法脱硫工程之后，前不久，该公司又在广西田东电厂建成了全球最大氨法脱硫工程，并顺利通过了l68小时考核验收。

与“石灰石-石膏法”技术相比更环保、运行费用更经济的氨法脱硫技术创立，为我国烟气脱硫领域创立具有自主知识产权的“领地”，树起了“标杆”。2008年受国家有关方面委托，江南环保公司作为第一编制单位，起草和编制了《火电厂烟气脱硫工程(氨法)技术规范》。

历经10年坚韧不拔的磨练，我国烟气脱硫界如何对氨法脱硫作出客观评价？在广西南宁市，由中国电力企业联合会组织我国烟气脱硫界的权威人士组织专家组，对江南环保公司这一具有自主知识产权的技术成果进行严格的现场评议。专家组认为，氨法脱硫技术使用氨作为吸收剂，产生的产品--硫酸铵化肥，既使回收了硫资源，又在工艺过程中做到无废水和废渣排放，是一项可实现循环经济的“绿色”脱硫工艺。对燃用含硫量较高的煤、附近有稳定的氨资源、副产品硫酸铵有良好市场的电站锅炉和工业炉窑，氨法脱硫是一种较好的烟气脱硫技术。对因燃煤含硫量增大，原脱硫装置不能满足环保要求的脱硫设施，有条件的也可选用氨法进行脱硫改造。

专家们还认为，江南环保公司的氨法脱硫技术主要特点是：吸收塔为集吸收、氧化、结晶为一体的三段组合塔；利用进口烟气热量浓缩结晶，节约能源；低浓度溶液氧化，高浓度溶液结晶，氧化效率高；多点加氨，针对不同部位的要求进行控制；可直接使用液氨；硫酸铵干燥尾气返回吸收塔；回收的硫酸铵有较好的经济效益等，通过多年的研发和实践，已形成了具有20多项专利的自主知识产权技术。

专家组还认为，江南环保公司的氨法脱硫技术已在化工、电力等行业建成10余套氨法脱硫装置，积累了较为丰富的工程经验，工艺已趋成熟，设计与施工管理能力较强，具备了在更大燃煤锅炉和炉窑上开展示范工程建设的良好基础。