氨肥法烟气脱硫脱硝除尘一体化技术的研究

2016-12-15吴兴斌杨冰李延真济宁中银电化有限公司山东济宁7500凯本金威特种化学品济宁有限公司山东济宁7300

化工管理 2016年31期

关键词：济宁硫酸铵二氧化硫

吴兴斌杨冰李延真(.济宁中银电化有限公司，山东济宁 7500；.凯本金威特种化学品(济宁)有限公司，山东济宁 7300)

氨肥法烟气脱硫脱硝除尘一体化技术的研究

吴兴斌1杨冰2李延真2(1.济宁中银电化有限公司，山东济宁 272500；2.凯本金威特种化学品(济宁)有限公司，山东济宁 272300)

本文研究了氨肥法烟气脱硫、脱硝、除尘一体化技术中的气体吸收、脱硫脱硝及除尘等各个技术流程，分析了氨肥法的优势和效益，旨在进一步促进氨肥法烟气脱硫、脱硝、除尘一体化技术的发展和应用。

氨肥法；脱硫；脱硝；除尘；一体化

1 气体吸收

从本质上来讲，气体吸收过程就是溶质从气相向液相传递的过程，一般以双膜理论模型为机理，见图1。P代表组分气相主体分压，Pi代表界面分压，C代表组分在液相主体上的浓度，Ci代表组分在界面上浓度，整个吸收过程简化，通过气液两层层流膜来实现分子扩散，以分子扩散阻力作为气体吸收过程总阻力。烟气与氨水接触的时候，部分吸收质向吸收剂进行质量传递过程，即气体吸收过程，在此过程中，液相中的吸收组分向气相逸出质量，即气体解吸过程，在温度和压力一定的条件下，气体吸收过程与解吸过程的传质速率相同，实现气液两相的动态平衡，这就是氨肥法脱硫、脱硝、除尘一体化技术中气体吸收的主要原理。

图1

2 脱硫脱硝

氨肥法脱硫主要是对SO2的吸收过程，利用(NH4)2SO3和NH4HSO3溶液来对低浓度的SO2进行吸收，氨分子与水分子很容易通过氢键结合，从而形成氨的水化物，这就使得氨有着极易溶于水的性质，相较于其他气体来说，氨在水中的溶解度更大，0摄氏度的时候，1体积水能够吸收氨的体积数量为1200，而在20摄氏度的时候，1体积水能够吸收氨的体积数量为700。

(1)脱硫原理在脱硫塔中导入氨，则会发生以下反应过程：

亚硫酸铵对二氧化硫的吸收能力良好，因此在氨肥法烟气脱硫、脱硝、除尘一体化技术中，将亚硫酸铵作为主要的吸收剂，从实质上来讲，氨肥法是通过循环的(NH4)2SO3和NH4HSO3来进行二氧化硫的吸收，在亚硫酸氢铵比例不断增加的过程中，其对二氧化硫的吸收能力也不断减弱，此时需要进行氨水的补充，促进亚硫酸氢铵向亚硫酸铵的转化，以此来保证对二氧化硫良好的吸收能力，具体反应如下：

(2)脱硝原理在脱硫过程中得到的产物主要包括(NH4)2SO3、少量的(NH4)2SO4以及一部分NH4HSO3，可以将脱硫部分的产物作为吸收氮氧化物的吸收剂，具体反应过程如下：

对于烟气来说，在其氮氧化物中，NO是主要成分，占到了90%左右，因此脱除的大部分氮氧化物为NO。

(3)副产品生成在上述脱硫、脱氮反映之后，充入反应器中的强制氧化空气会将剩余的亚硫酸铵氧化为硫酸铵，反应过程如下：

氧化生成的硫酸铵会顺着反应器底槽排除，首先经过灰渣过滤器，将其中的飞灰过滤除去，之后进入到结晶反应器中，析出硫酸铵晶液，最后经过脱水、干燥等一系列流程，就可以得到硫酸铵这一副产品，可以将硫酸铵直接作为化肥使用，也可以作为合成复合肥的原料。

3 除尘

烟尘进入到文氏管反应器之后不仅会发生氨与二氧化硫和氮氧化物的化学反应，粉尘也会在浓缩段浓缩，发生碰撞、凝聚、增大等一系列物理过程，产生的液—固界面代替原来的气包围界面，粉尘表面的气膜由水膜代替，从而产生吸附作用和凝聚作用，在离子之间还能够形成液桥，这就增加了粉尘颗粒的粒径。通过粉尘微粒的扩散作用，能够更容易和雾滴进行接触，增加了烟气中粉尘微粒的湿度和浸润性，使粉尘微粒相互凝聚，以粉尘微粒为核心，能够形成液滴，根据这个原理可以进行除尘，具体措施如下：①烟气中的粉尘会高速通过文氏管反应器雾区，并向液膜高速运动；②气体在切向运动的过程中产生离心力，受到离心力的影响，粉尘运动方向发生改变；③旋转运动的雾滴使得烟气中粉尘微粒靠近水膜；④增大水雾封锁线的覆盖范围，捕集逃逸的亚微米粉尘颗粒及硫酸铵晶体；⑤利用高强磁化器来磁化循环水，以此来提升脱硫效率，同时提升了去除憎水性亚微米粉尘颗粒的效率。