氨法脱硫技术在煤化工工程中的应用

氨法脱硫技术在煤化工工程中的应用

李福全

兖矿煤化工程有限公司山东济宁273500

摘要：国家社会经济的不断进步与发展，极大地促进了氨法脱硫技术的飞跃，研究其在煤化工工程中的应用，对于提升煤化工的整体效果具有极为关键的意义。文章概述了相关内容，分析了氨法脱硫的具体技术，并就氨法脱硫技术关键问题展开了研究，望对相关工作的开展有所裨益。

关键词：氨法脱硫；煤化工；工程；应用

1前言

随着煤化工工程条件的不断变化，对氨法脱硫技术的应用提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。

2概述

近年来，我国经济的快速发展和人们物质生活水平的不断提高，对生态环境产生了严重的破坏，如土地荒漠化、水体污染、大气污染、酸雨等环境污染问题接连涌现，已严重制约了我国经济发展，影响了人民生活，环境治理，环境保护已刻不容缓。目前，影响我国环境空气质量的主要污染物有：烟尘、总悬浮颗粒物、氮氧化物、二氧化硫等。如何削减SO2排放量，控制大气污染，提高环境质量，是目前及未来我国环境保护的重要课题和研究方向。

3氨法脱硫的具体技术

3.1氧化亚硝酸胺

氨法脱硫工艺的中间产品为亚铵盐，在脱硫工艺中亚铵盐的氧化率和设备的运行有着密切的关系，通常情况下，能够结合实际的情况，对氨法脱硫的功能塔工艺进行调整，使得脱硫塔内的亚铵盐的氧化率达到99%。

3.2反应条件

氨法脱硫工艺是典型的气、液相互作用的过程，由于二氧化硫是由气模传质控制，因此，需要保证二氧化硫在脱硫溶液中的溶解度，气体速度等，二氧化硫会随着PH值、反应温度的上升而逐渐降低，所以，在脱硫的过程中必须将吸收液控制在5.0—6.0的范围内，脱硫反应中装置的温度要控制在60℃左右，反应的气速控制在4.5m/s，通过规范这些流程，能够确保氨法脱硫装置的脱硫效率在95%之上，很大程度的提升了氨法脱硫的整体效率。针对氨法脱硫存在的烟气二次污染问题，可以在脱硫塔的上段增加洗涤水的用量，以此降低烟气的温度，近而降低烟气中氨气的浓度，或者还可以在塔顶上增加除沫器。

3.3硫酸铵结晶

氨法脱硫技术主要是将脱硫产物从系统内抽出，在独立的装置上进行氧化反应、蒸发、浓缩、最终结晶，具有投资大、占地多、流程长的特点，这些因素也影响着脱硫的效率，为了有效的解决这些问题，可是使用烟气热量结晶的方式，加速硫酸铵溶液的浓缩和结晶反应。同蒸发结晶相比较，烟气热量结晶方式消耕地，且操作的温度也较低的特点。

3.4氨损耗的控制

氨法脱硫技术中，由于使用的氨价格较高，继而加大了脱离设备的运行成本，因此，为了有效控制氨法脱硫技术的运行成本，需要加强氨的回收，确保脱硫设备的经济性、有效性。氨法脱硫工艺中产生的烟气内NH3的浓度和吸收液的温度、浓度、PH值、加氨方式等息息相关。在保持实验条件不变的情况下，将吸收液的温度进行改变考察SO2的脱出效果。

吸收液的温度会随着出口烟气中的二氧化硫分数增加，简单而言，吸收液的温度会严重阻碍着对二氧化硫的吸收，使得气体的溶解度随着温度升高而逐渐降低，因此，必须要合理控制吸收液温度。可以通过采取分布加氨的施工流程，提升脱硫烟气的氧化率，提升氨法脱硫的经济效益。

4氨法脱硫技术关键问题分析

氨法脱硫技术需要考虑在设计、施工阶段的关键问题，为运行阶段提供基础数据，以便于指导运行和维保等工作，同时积累系统性的关键技术指标参数，不断推动氨法脱硫技术的进步。

4.1设计阶段需要考虑的关键问题

4.1.1锅炉点火方式选择对氨法脱硫系统的影响。电站锅炉或自备电厂锅炉目前主要采用等离子、微油、轻油和燃气点火方式，前三种均为油点火方式，对氨法脱硫系统影响很大，设计阶段需作为专业间协调的关键问题处理。锅炉点火方式确定后，对选用氨法脱硫的系统，设计前还应论证浆液的除油措施，这对保证氨法脱硫系统后续的调试和试生产至关重要。

4.1.2系统性联锁保护的考虑。脱硫系统不设置烟气旁路是国家节能减排的政策要求，取消烟气旁路后脱硫系统的重要性与主机处在同等重要位置。为防止脱硫塔入口烟气出现极端超温情况，保护脱硫塔的整体安全性，设计阶段应考虑系统性联锁保护。第一种是极端超温情况下锅炉MFT保护动作，这种情况的经济和安全性，以及对主机其它系统的影响没有合理的量化评估方法，不作为首选项。第二种需要在氨法脱硫系统上下功夫，目前主要采用入口烟道事故喷淋措施，这就要在设计中应充分考虑事故喷淋系统应急响应的适应性、灵活性和稳定性；高位事故水的设计合理性；极端情况下事故喷淋自动阀的动作。

4.1.3事故浆液系统的配置问题。氨法脱硫不合格浆液的产生主要是受锅炉运行异常、脱硫吸收区运行异常、后处理系统异常影响。实际运行中，又可分脱硫系统能二次消化处理和不能二次消化处理两种浆液。受基础投资的影响，只设计一种事故浆液系统，将能二次消化处理和不能二次消化处理两种浆液混为一谈，这种氨法脱硫系统日后的运行经济性影响很大。设计阶段，设计方和使用方应根据实际情况，配置回收浆液和非回收浆液两种事故浆液系统，主要有三个优点，一是对锅炉机组的适应性更加灵活，二是脱硫装置在任何情况下均不会产生废水、废渣，三是通过合理的不合格浆液配比措施，实现对两种不合格浆液二次消化处理，真正达到配套环保装置的目的。

4.2施工阶段需要考虑的关键问题

4.2.1脱硫塔本体施工。脱硫塔是脱硫系统的核心设备，塔内件的规范化安装是脱硫系统稳定运行的关键。氨法脱硫的关键塔内件包括一、二、三级喷淋系统、除雾器、氧化风均布器、规整填料、集液器等。浓缩段是氨法脱硫塔的核心，是塔内高效蒸发、浓缩结晶、硫酸铵晶粒成长的部位。浓缩段内浆液的突出特点是固液相混合，其内发生蒸发、预吸收、晶核生成、晶粒成长、亚硫酸铵二次氧化等反应，它的施工质量对氨法脱硫系统后续的运行安全性、稳定性、硫酸铵品质的保证等至关重要。浓缩段施工的关键问题，主要考虑：一是二级喷淋区塔壁敷设树脂耐磨层，防止浓缩段塔壁的固液冲刷；二是浓缩段塔底氧化风均布器周围敷设特殊树脂耐磨层。

4.2.2脱硫系统防腐施工。脱硫塔可靠性的关键是防腐。国外的湿法脱硫塔防腐材质主要有两种：碳钢衬玻璃磷片、镍基合金塔。国内99%的钙法、氨法等湿法脱硫塔均采用碳钢衬玻璃鳞片防腐工艺。防腐措施选用遵循如下原则，一是长期耐脱硫介质腐蚀；二是损坏区域扩展慢，危害性较小，易于发现；三是易于修复。浓缩段高于80℃的区域选用耐高温的玻璃鳞片材料防腐；脱硫塔烟气进口高温干烟气和较低温度的濕烟气交界区域采用镍基合金衬里或哈氏合金衬里；喷嘴喷淋区的塔壁易受冲刷，增加树脂耐磨层；防腐区的阴阳角及接管在塔内壁的开孔区域，均避免尖角结构，采用平缓的圆弧过渡结构，鳞片树脂衬里完成后，再敷设一层玻璃钢增强层，避免棱角部位发生裂纹。

5结束语

通过对氨法脱硫技术在煤化工工程中应用的研究，我们可以发现，该项工作理想效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从客观实际出发，充分利用既有优势资源与条件，研究制定最为符合实际的氨法脱硫实施方案。

参考文献：

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