氨法脱硫脱硝,就是以氨(NH3)为吸收剂将工业废气中的气态硫化合物固定为铵盐或还原为单质硫、将氮氧化物转化为氮气而实现清洁排放的工程技术。自20世纪70年代以来,国外将氨法脱硫脱硝方法应用于大型电站锅炉的烟气治理。2000年鞍钢第二发电厂在220t/h煤粉炉上加装氨法脱硫脱硝装置获得成功,至今运行正常,取得了良好的技术经济效益。
1氨法脱硫脱硝的技术原理1.1吸收二氧化硫、三氧化硫液氨溶于水后喷入烟气中,吸收烟气中SO2和SO3而形成铵盐,具体反应如下NH3+H2O→2NH4OH+SO2→(NH4)2SO3+SO2+H2O→NH4HSO3+NH4OH→当废气中含有O2、CO和SO3时(如电厂烟气还会发生如下反应NH4OH+CO2→2NH4OH+CO2→2NH4OH+CO2→2NH4HCO3+SO2→NH4HCO3+NH4HSO3→(NH4)SO3·2NH4OH+SO3→2(NH4)2SO3+O2→2NH4HSO3+O2→在吸收液循环使用过程中,式(3)是吸收SO2最有效的反应。通过补充新鲜氨水(式4)或其他置换方法可保持亚硫酸铵的浓度。
1.2对硫化氢的吸收烟气中有H2S存在时,氨水吸收H2S,将其还原成单质S;反应如下NH4OH+H2S→经催化氧化,氨水再生,并得单质硫。
2NH4H2S+O2→1.3对氮氧化物的转化氨水和烟气中的NOx发生反应生成氮气2NO+4NH4HSO3→2NO+4NH4HSO3→4NH3+4NO+O2→4NH3+2NO2+O2→4NH3+6NO→8NH3+6NO→2氨法脱硫脱硝的技术优势2.1氨利用充分脱硫效率高2.1.1选择性反应氨与硫氧化物、氮氧化物之间的反应是选择性优先反应,只要反应条件控制得当,不会与其他物质化合。
2.1.2均相反应氨无论是以液态还是以气态参与反应,同硫氧化物、氮氧化物之间都呈均相反应;而钙质脱硫剂无论是以粉状还是以浆状投入,同反应物之间均是异相反应,反应仅在其表面进行,反应产物封闭表面后,颗粒内部成分很难得到利用,即使延长反应时间,也仅能获得在扰动中颗粒破碎的好处。这种情况也不能用催化剂加以改善。从反应动力学上看二者在反应速率、反应进行完全程度上相差数个数量级。
2.1.3充分循环每吸收1tSO2,需NH30.59t;若采用炉内喷钙工艺并以石灰石粉作脱硫剂,需石灰石粉15.63t。
后者是前者的26.5倍。改用石灰或熟石灰后,情况有所改善,但还相当于氨用量的14.8倍和19.6倍之多。若采用钙利用率较高的湿法脱硫工艺,生石灰和熟石灰的用量分别是氨用量的5.9倍和倍。
来源:南京明斯顿能源化工有限公司