环保型GE氨法脱硫系统实例解析.doc

1、环保型 GE 氨法脱硫系统实例解析摘要：以山东联盟化工股份有限公司为设计背景，详细阐述了 GE氨法脱硫的主要组成部分：预洗涤系统、二氧化硫吸收系统、工艺水系统、氨供给系统及结晶，且重点介绍了预洗涤塔与吸收塔在调试运行过程中，烟气温度、浆液密度、浆液 pH值等的调节与控制。 关键词：二氧化硫 GE 氨法脱硫 调试运行 中图分类号： F407.7 文献标识码： A 方法选择 目前，我国烟气脱硫系统主要采用的是石灰石-石膏法3，占全国脱硫系统 85%以上。石灰石-石膏法技术成熟，资源丰富，得以大面积推广。但该法投资大产生脱硫废水及副产品石膏，运行经济性差等缺点逐步显现。因而，寻求石灰石-石膏的替代方

2、法，如美国的 Marsulex(GE)、Pircon，德国的 Lentjecs、Bischof、Krupp Koppers，日本的NKK、IHI、千代田等国际知名工程公司，采用氨水进行脱硫，取得成功4-6。氨法脱硫的主要副产品为硫酸铵，而硫酸铵可作为肥料使用。 结合山东联盟化工股份有限公司的实际情况及 Marsulex开发的 GE氨法脱硫的特点，为其进行设计。 二、GE 氨法脱硫实例 山东联盟化工股份有限公司主要产品为合成氨、尿素及甲醇。该公司生产所需动力、蒸汽由自建锅炉满足。为其设计的脱硫系统是针对该公司的 3台 130t/h的燃煤锅炉，增设脱硫装置。 1.GE 氨法脱硫工艺 GE 氨法脱硫

3、工艺主要由预洗涤系统、二氧化硫吸收系统、工艺水系统、氨供给系统及结晶工艺系统组成。 1.1 预洗涤塔系统 预洗涤塔主要功能为降低烟气温度、进一步除去烟气中的灰尘、将吸收塔内未完全氧化的亚硫酸铵氧化为硫酸铵、使硫酸铵溶液达到过饱和且保持一定的固含量。 1.2 吸收塔系统 经预洗涤塔的烟气进入吸收塔，塔内设置喷淋系统及氧化系统，吸收塔是脱硫的主要部分。主要反应： SO2+H2O=H2SO3（1） H2SO3+NH3=NH4HSO3 （2） (NH4)2SO3+H2SO3=2NH4HSO3 （3） NH4HSO3+ NH3=(NH4)2SO3 （4） 2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4

4、 （5） 利用吸收液中的(NH4)2SO3 进行反应（3） ，吸收烟气中二氧化硫，而进入吸收塔的氨水主要进行的是反应（4） ，将 NH4HSO3再生为(NH4)2SO3，满足吸收液的脱硫效率。由于烟气中含有部分未反应的氧气，因而在二氧化硫被吸收的同时，部分(NH4)2SO3 通过反应（5）转换为(NH4)2SO4。直至吸收液内(NH4)2SO4 占优势，使吸收液的吸收效率不能满足脱硫要求，此时开动氧化风机将吸收液进行初步氧化，而后排入预洗涤塔进行进一步的氧化、提浓。 处理后的烟气，通过吸收塔塔顶的的除雾器，除去烟气中夹带的雾气，使烟气达标排放。本设计采用机械除雾器与湿式静电除雾器相结合的两级除

5、雾，效果更佳。由于氨法脱硫存在氨逃逸的问题，容易造成烟气的二次污染，而通过设计中引进湿式静电除雾器，可使氨逃逸的量降到最低。 1.3 工艺水系统 工艺水系统为吸收塔液位控制、除雾器冲洗、氧化风冷却、设备冷却等提供水的补给或应用。 1.4 氨供给系统 因该公司的产品之一为合成氨，所以脱硫系统的氨供给直接来源于生产中所使用的 15wt%的氨水。本设计只有一氨水储存罐及加药系统。 1.5 结晶工艺系统 结晶工艺系统是本设计的另一个结合该公司的实际生产的亮点。因该公司与寿光市联盟磷复合肥有限公司相邻，经协商，将经预洗涤塔氧化、提浓后的硫酸铵过饱和溶液，直接排入寿光市联盟磷复合肥有限公司，利用其现有设备

6、进行硫酸铵肥或者复合肥的生产，而不另设硫酸铵过饱和溶液的后处理系统。 2、脱硫效率控制 脱硫效率的控制是通过 15wt%氨水加入量所调控的，而 15wt%氨水的加入量是由系统设计的物料衡算所得。 3、氨法脱硫的副产品 氨法烟气脱硫的主要副产品产物为硫酸铵，而硫酸铵既可单独作为肥料使用，又可与其他肥料混合做成复合肥料，在国内有着广阔的市场。氨法脱硫不但不会成为企业的环保负担，反而会变废为宝，为企业创造价值。 设计依据与指标 4.1 设计依据 处理烟气量 51万 m3/h，含尘量：80mg/Nm3，含硫量：1200mg/Nm3，烟温 120-160。 4.2 设计指标 脱硫效率大 90%且脱硫后烟

7、气含硫量小于 200mg，烟气含尘量小于50mg/Nm3，烟气残余水分小于等于 75mg/Nm3，吸收液 pH值为 7-8，硫酸铵含量大于等于 90wt%，脱硫系统年运行时间大于 8000h，脱硫塔使用年限为 20年，系统大修周期为 3年。 调试参数控制 5.1 预洗涤塔工艺参数控制 预洗涤塔内硫酸铵溶液的排放依据为密度，通过观察安装于预洗涤塔内的密度计，来判断其中的硫酸铵饱和溶液是否达到排放标准，密度一般控制在 1250-1300kg/m3。预洗涤塔液位维持在 70%H（H 为预洗涤塔溢流管的安装高度） 。 5.2 吸收塔工艺参数控制 吸收塔是烟气脱硫的主要反应区，为使烟气达标排放，主要控制

8、参数为烟气温度、浆液浓度、浆液 pH值、氨水加入量，液位高度。 5.2.1 温度 吸收塔出口烟气温度控制在 55，因在吸收塔出口至烟囱出口，烟气还将会降低 10左右，出口温度过低将会引起烟气在烟囱部分达到饱和而液化，造成对烟囱的腐蚀。 5.2.2 浆液浓度、浆液 pH值与氨水加入量 吸收塔内主要脱硫反应为(NH4)2SO3+H2SO3=2NH4HSO3，而不是氨水直接与烟气中的二氧化硫发生反应，因而应保持吸收液内亚硫酸铵的量与吸收液的新鲜。 亚硫酸铵的量主要是通过安装在吸收塔内的密度计来判断，当吸收液密度达到 1150-1200kg/m3，且在加入新鲜氨水的情况下，烟气中二氧化硫的去除率无明显

9、变化时，应对吸收液进行氧化，而后排入预洗涤塔；吸收液的新鲜度主要是由化学反应 NH4HSO3+ NH3=(NH4)2SO3 维持，而在实际生产中是通过吸收液的 pH值来判断吸收液是否新鲜。因而，吸收塔的 pH值应在 6.2-7.0之间。pH 值是通过氨水加入量来加以控制的，因而吸收塔内的 pH计与氨水加入开关是关联的。 5.2.3 液位高度 吸收塔液位维持在 70%H（H 为吸收塔溢流管的安装高度） 。 6结论 （1）由在线监测系统的数据可看出，GE 氨法脱工艺脱硫效率高，满足火电厂大气污染物排放标准 （GB13223-2011）的排放要求，且烟气中氨几乎为零，未造成烟气的二次污染； （2） ，氨法脱硫若经营妥当不但不会成为企业的环保负担，反而会变废为宝，为企业创造价值。 参考文献： 1郭东明. 脱硫工程技术与设备. 北京：化学工业出版社，2007. 2肖文德，吴志泉. 二氧化硫脱除与回收M. 北京：化学工业出版社， 2001：2-6. 3任岷，娄晓灵. 中小化工燃煤锅炉烟气脱硫技术路线的选择J. 化工环保，2011, 31（3）：226-229. 4郝吉明. 燃煤二氧化硫污染控制技术手册M. 北京：化学工业出版社， 2001：245-271.