1、論文題目：提升燃煤鍋爐煙氣氨法脫硫工藝氨的綜合利用效率主要內容：燃煤鍋爐煙氣氨法脫硫工藝氨的綜合利用效率，關系到氨法脫硫的運行成本，同時最為關鍵的氨的綜合利用效率低會造成氨的逃逸量大，形成氣溶膠，在煙囪排放時形成較長的煙羽不能有效擴散。通過改造塔內噴淋結構，增加吸收漿液循環量，提高漿液的覆蓋率；通過氣體再分布裝置，增強氣體分部效果；改變吸收劑氨的加入方式，實現吸收段漿液PH至分級階梯控制；利用水洗段洗滌煙氣，吸收煙氣中逃逸的游離氨，水回收利用；合理控制一級漿液的氧化率，一級漿液的比重，提高吸收漿液的吸收速率。通過以上改進和工藝優化，提升氨的綜合利用效率，可以較為有效的控制煙羽的長度。一、氨法脫

2、硫技術：燃煤鍋爐煙氣氨法脫硫工藝利用氣氨或氨水做為吸收劑，氣液在脫硫塔內逆流接觸，脫除煙氣中的SO2。氨是一種良好的堿性吸收劑，從吸收化學機理上分析，二氧化硫的吸收是酸堿中和反應，吸收劑堿性越強，越有利于吸收，氨的堿性強于鈣基吸收劑；而且從吸收物理機理分析，鈣基吸收劑吸收二氧化硫是一種氣固反應，反應速率慢，反應不完全，吸收劑利用率低，需要大量的設備和能耗進行磨細、霧化、循環等以提高吸收劑利用率，設備龐大、系統復雜、能耗高；氨吸收煙氣中的二氧化硫是氣液反應，反應速率快，反應完全、吸收劑利用效率高，可以做到很高的脫硫效率。同時相對于鈣基脫硫工藝來說系統簡單、設備體積小、能耗低。脫硫副產品硫酸銨是一

3、種農用廢料，銷售收入能降低一部分成本。就吸收SO2而言，氨是一種比任何鈣基吸收劑都理想的脫硫吸收劑，就技術流程可知，整個脫硫系統的脫硫原料是氨和水，脫硫產品是固體硫銨，過程不產生新的廢氣、廢水和廢渣。既回收了硫資源，又不產生二次污染。氨法脫硫吸收反應原理：NH3+H2O+SO2=NH4HSO3 （1） 2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3 （2） (NH4)2SO3+H2O+SO2=2NH4HSO3 （3） NH3+NH4HSO3 = (NH4)2SO3（4）在通入氨量較少時發生反應，在通入氨量較多時發生反應，而式表示的才是氨法中真正的吸收反應。在吸收過程中所生成的酸式鹽NH4HSO3

4、對SO2不具有吸收能力，隨吸收過程的進行，吸收液中的NH4HSO3含量增加，吸收液吸收能力下降，此時需向吸收液中補氨，發生反應使部分NH4HSO3轉變為(NH4)2SO3，以保持吸收液的吸收能力。因此氨法吸收是利用(NH4)2SO3-NH4HSO3的不斷循環的過程來吸收煙氣中的SO2，補充的NH3并不是直接用來吸收SO2，只是保持吸收液中(NH4)2SO3的組分量比。吸收后的漿液利用空氣進行強制氧化， NH4HSO3+1/2O2= NH4HSO4 (NH4)2SO3+1/2O2=( NH4)2SO4氨化反應： NH3+NH4HSO3 = (NH4)2SO3（1） NH3+NH4HSO4 = (

5、NH4)2SO4（2）氧化后的硫酸銨采用塔內結晶技術，利用熱煙氣將漿液的水分蒸發，硫酸銨漿液在塔內濃縮結晶后，固含量約515%的硫酸銨漿液由結晶泵送入旋流器進行初步固液分離，清液進入料液槽，底流（固含量2040）進入緩沖槽繼續沉降分離。緩沖槽溢流清液進入料液槽，底流（固含量4060）進入離心機分離。離心機分離的清液進入料液槽，離心分離出硫酸銨進入干燥系統經熱風干燥至含水量小于1，即可包裝得到成品。料液槽內的清液經料液泵送回吸收塔循環系統二級循環槽進行循環使用。就技術流程可知，整個脫硫系統的脫硫原料是氨和水，脫硫產品是固體硫銨，過程不產生新的廢氣、廢水和廢渣。既回收了硫資源，又不產生二次污染。其

6、主要技術特點如下：1） 單塔設計，有效降低成本，節約空間；2） 空塔噴淋，降低系統壓降，節約電能；3） 大循環量，增大液氣比來彌補因濃度上升，脫硫效率下降的缺點，保證脫硫效率；4） 煙氣噴淋降溫技術，使煙氣溫度盡快達到氨法脫硫的最佳溫度，增加脫硫效率，從而盡量降低塔本身的高度；5） 煙氣直排工藝，徹底解決了原煙囪腐蝕的問題，降低了煙氣加熱的設備投資，運行成本和維修成本；6） 改進攪拌方式，降低成本，增強氨法脫硫技術的市場競爭力；7） 硫酸銨回收系統采用新工藝，根本上解決了傳統硫酸銨回收；8） 整個過程中不產生廢水、廢氣、廢渣，無二次污染；9） 工藝與石灰石-石膏類似，但副產品是以硫酸銨的形式出

7、現的，而硫酸銨是重要的化肥產品，它的工藝符合循環經濟的原則； 二、第一代氨法脫硫技術：第一代氨法脫硫工藝一般設置一級吸收循環泵2臺，吸收噴淋層1-2兩層，吸收噴淋漿液回流至氧化段內用空氣進行強制氧化。吸收劑氨加入位置一般設置在一級吸收循環泵出口或吸收漿液回流管道上。煙氣經過吸收段后，一般設置1-2層平板折流板除霧器，經初五后進行排放。第一代氨法脫硫工藝，吸收噴淋層設置較少，漿液的覆蓋率100%-150%之間，吸收效率較低。氨的綜合利用效率較低一般小于90%，未能利用的氨隨煙氣逃逸。氨的綜合利用效率低造成脫硫吸收劑成本高，同時氨的逃逸形成氣溶膠，造成煙囪煙羽較長。當前，我國大氣污染形勢嚴峻，以可

8、吸入顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5）為特征污染物的區域性大氣環境問題日益突出，損害人民群眾身體健康，影響社會和諧穩定。為了改善大氣環境質量，國家與部分地方政府針對火電行業制定了日趨嚴厲的污染物排放標準，要求采取措施進行污染治理。在環保要求越來越高的社會背景下，尤其是目前倡導的超低排放，氨法脫硫裝置煙囪的拖尾問題，給公司帶來很大的環保壓力，消減煙囪拖尾、減少氣溶膠排放、使之達標排放勢在必行。3、 提高氨綜合利用效率的主要改造內容：氨法脫硫改造重點應首先考慮強化塔內的吸收反應，吸收反應是傳質和吸收的過程，根據雙膜理論，傳質速率受氣相傳質阻力和液相傳質阻力的控制。強化吸收反應的措施主要有：

9、1）采用逆流傳質，增加吸收區平均傳質推動力；2）增加氣相和液相的流速，改變氣膜和液膜的界面強化傳質；3）加快已溶解二氧化硫的電離和氧化；4）提高PH值，減少電離的逆向過程，增加液相吸收推動力；5）在總的吸收系數一定的情況下，增加氣液接觸面積，延長接觸時間，如增大液氣比、減小液滴粒徑、調整噴淋層間距等；6）保持均勻的流場分部和噴淋密度，提高氣液接觸的有效性。1、改變吸收漿液分部方式根據脫硫塔吸收段使用槽式分布器的實際情況看，因溶液在槽式分布器內，溶液的分部不均勻，必須與填料結合使用。通過填料的再分布使氣液在填料的表面接觸。由于漿液結晶及灰塵，較易造成導流槽堵塞，溶液偏流，不能形成均勻分布，使用后

10、期造成布液不均。同時填料隨使用時間的延長易堵塞，溶液和氣體形成偏流或壁流，形成了煙氣空洞，出口SO2不能得到有效控制。為使出口SO2達標排放，必須過量的加氨。氨的利用效率降低，氨逃逸增加。去除槽式分布器，改用高效噴頭，循環泵將循環漿液輸送至噴淋層，經噴淋管上的噴嘴噴射出霧狀液滴，形成吸收煙氣SO2的液體表面。每層噴淋管網布置了足夠數量的噴嘴，相鄰噴嘴噴出的水霧相互搭接疊蓋，不留空隙，形成完全覆蓋吸收塔的整改斷面。對各層噴淋管可以采用母管制供漿，但最通常的做法是一臺循環泵對應一個噴淋層。這樣可以根據機組負荷、燃煤含硫量以及不同工況下所要求的洗滌效率來調整噴淋泵的投運臺數，從而達到節能效果。也有的

11、按照滿負荷工況設置一臺備用泵，做為事故備用，或當燃用煤的校核煤種時作備用噴淋層投運。噴淋系統設計要點：1） 噴淋裝置的設計應結合吸收塔結構及煙氣量、循環漿液量等綜合考慮。噴淋層數量一般不少于三層，可以采用雙向噴嘴、也可采用單向噴嘴，噴嘴的布置確保漿液覆蓋率200%-300%。在取消煙氣旁路時，噴淋層至少應設置一層備用層。2） 噴淋母管和支管管徑、變徑等的設計要合理，以保證各個噴嘴處流量及壓力均勻穩定。變徑、接口、接頭處要光滑過渡，以減小阻力。3） 噴淋管應適應漿液的特性，包括漿液成分、含固量、溫度、壓力、黏度、PH值、氯離子濃度等。4） 噴嘴的選型和設計對流量和壓力應有一定的適應性。霧化粒徑與

12、煙氣流速要匹配，粒徑太粗氣液接觸不充分，減少水滴直徑可以增加傳質面積，延長液滴在塔內的停留時間。兩者均對脫硫效率起積極作用。但粒徑太細霧滴容易被煙氣帶走。近塔噴嘴的擴散角和安裝位置要合理，以減少壁流量和對塔壁的沖刷。頂層噴淋，與除霧器安裝間距應考慮。2、 提高液氣比液氣比（L/G）吸收循環量與煙氣量的比值，煙氣量取吸收塔入口干基標況流量。液氣比是濕法FGD系統設計和運行的重要參數之一，液氣比的大小反映了吸收過程推動力和吸收速率的大小，對FGD系統的技術性能和經濟性具有重要的影響。液氣比直接決定了循環泵的數量和容量，也決定了氧化槽的尺寸，對脫硫效果、系統阻力、設備一次投資和運行能耗等影響很大。在

13、吸收塔設計中，循環漿液量的多少決定了SO2吸收表面積的大小，在其他參數恒定的情況下，提高液氣比相當于增大了吸收塔內的漿液噴淋密度，從而增大了氣液傳質減少吸收塔壁流，提高塔內有效液氣比 在吸收塔噴淋區增設導流圓環將上行的煙氣引入噴淋西地區，防止煙氣爬壁短路，同時將沿壁下流的漿液再次引入噴林區。提高吸收塔近塔壁區域的有效液氣比，提高脫硫率，同時可防止吸收塔內壁上漿液沖刷，提高防腐內襯的使用壽命。3、吸收段結構優化，強化傳質效果，提高覆蓋效果，避免煙氣短路及偏流煙氣和吸收液的流場分布直接決定著吸收塔內的傳質、傳熱和反應進行程度。吸收塔煙道入口布置向下有足夠的傾斜坡度，保證煙氣的停留時間和均勻分部，避

14、免煙氣的旋流和壁面效應。要實現SO2排放濃度低于35mg/Nm3的控制目標，需提高吸收段高度，增加塔內噴淋層數量改造后增加至3-4層。塔內噴淋每層之間進行合理布置，使漿液覆蓋全面，避免形成空洞。對塔內件進行優化和調整，使進入吸收塔內的煙氣分布均勻，避免偏流問題，提高傳質效果，從而提高脫硫效率。減少吸收塔壁流，提高塔內有效液氣比 在吸收塔噴淋區增設導流圓環將上行的煙氣引入噴淋西地區，防止煙氣爬壁短路，同時將沿壁下流的漿液再次引入噴林區。提高吸收塔近塔壁區域的有效液氣比，提高脫硫率，同時可防止吸收塔內壁上漿液沖刷，提高防腐內襯的使用壽命。4、吸收段漿液PH值階梯控制一級循環改為高、低位取液，即吸收

15、一、吸收二、吸收三分別單路循環，吸收一、吸收二循環為主循環吸收，直接在氧化段高位取液，由于氧化風在氧化段底部進入到高液位時，氧化段高位一級液中含有較多的(NH4）HSO3、(NH4)2SO3；氨水加入氧化段高位，一級循環泵入口處，母液PH值偏高，利用塔內容積增加氨化吸收液的有效混合，實現NH3與(NH4）HSO3 充分反應生成(NH4)2SO3，用二臺一級泵將該母液通過吸收一、吸收二管道打到吸收段下部吸收，用(NH4)2SO3吸收SO2生成(NH4）HSO3，減少游離氨直接與SO2的反應減少煙氣中硫酸鹽含量，改變原工藝流程吸收液中亞硫酸鹽含量較少的不足問題，同時循環部分亞硫酸鹽可減輕氧化段負荷

16、。吸收三循環為一臺一級泵從氧化段下部取液送吸收段上部，該部分漿液，亞鹽較少，溶液中的PH值較低，游離氨相對較少，既起到洗滌吸收煙氣中SO2的作用，又減少了氨逃逸，實現出塔煙氣SO2達標，同時部分溶液補入濃縮段產出成品硫銨。對一級吸收、二級吸收、三級吸收的PH值分別控制，減少從吸收段煙氣中帶走的硫酸鹽量。5、增加水洗系統煙氣經一級漿液吸收后脫除了煙氣中的SO2,煙氣中夾帶了部分一級漿液，漿液中的主要組分為銨鹽。同時還夾帶一部分未完全反應的游離氨。游離氨和銨鹽隨煙氣進入煙囪排放，會造成出口總固體顆粒物含量高，游離狀態的氨與煙氣中的SO2還會反應生成氣溶膠，造成煙羽拖尾嚴重。在吸收段后增加水洗段，利

17、用銨鹽和游離氨易溶于水的特性，利用清水洗滌吸收段后煙氣中的銨鹽和游離氨，消除了煙羽拖尾問題，同時回收了逃逸的氨。水洗段抽出部分濃水作為一級漿液的補水，綜合利用提高了氨的綜合利用效率。水洗段可以設置1-2層。6、 合理設置除霧裝置吸收段出口煙氣中不可避免的會夾帶一部分漿液霧滴，在吸收段頂部設置2-3層除霧器，當帶有液滴煙氣進入人字形板片構成的狹窄、曲折的通道時，由于流線偏折產生離心力，將液滴分離出來，液滴撞擊板片，部分黏附在板片避免上形成水膜，緩慢下流，匯集成較大的液滴落下，從而實現氣水分離，可以有效去除煙氣中夾帶的漿液霧滴，除霧器定期進行沖洗防止堵塞。水洗段后的煙氣較為潔凈，不容易發生堵塞，在水洗段后設置除霧板間距較小的高效除霧器，可以除去煙氣中夾帶的細小霧滴。3、 改造后