氨法在烧结烟气脱硫中的应用

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1、氨法在烧结烟气脱硫中的应用来源：中国环保产业 更新时间：09-7-1316:53烧结是钢铁生产过程中主要的工艺之一，在其生产过程中会产生大量的粉尘及SO2、CO2、SO3、NOx、CO、CO2等污染物。目前，钢铁企业的SO2排放量占全国排放总量的11%以上，仅次于电力企业，位居全国第二。其中烧结过程的烟气排放量占钢铁生产总排放量的60%～90%，是钢铁行业的主要污染单元。烧结烟气具有烟气量大、波动大、烟气温度高、SO2浓度低（900～1500mg/Nm3 ）、烟气成分相对复杂等特点，脱硫技术难度较大。国内、外脱硫工艺中的钙法技术比较成熟，脱硫产物为石膏。但钙法一次性投资较大

2、，工艺复杂，维护量大，运行成本高，而且我国是天然石膏产量大国，脱硫产物石膏没有市场，只能抛弃，导致大量土地被占用。这些缺陷使得该技术前景不容乐观。研究、开发适合我国国情，既能满足环保要求又为企业乐于接受的先进脱硫技术是脱硫界努力的方向。氨法脱硫技术近年来倍受大家的关注。其工艺简单，前期投资少，日常维护量少，脱硫产物可作为化肥，其运行费用可通过副产物的销售大幅度降低。1 烧结烟气氨法脱硫系统以邢钢烧结厂为例。该厂新上198m2 烧结机一台，并在机头及机尾分别设置了电除尘器，由于在烧结过程中产生的烟气中的SO2浓度是变化的，其头部和尾部烟气SO2浓度较低，中后部烟气SO2浓度高

3、。为减小脱硫装置的规模，故将机头电除尘器的出口接至脱硫装置。由于邢钢焦化厂距离烧结厂仅约200米，而且焦化厂的副产品废氨水此前是通过硫酸进行中和处理的。如将这部分废氨水引入烧结脱硫，既可解决邢钢烧结厂的烧结脱硫问题，也可解决焦化厂的废氨水处理问题，同时产出的硫酸氨还有经济收益。因此，该项目选择了氨－硫铵法处理烧结烟气脱硫。氨法是一种常用的烟气净化技术。自20世纪60年代开始应用。氨法脱硫技术具有反应速度快、脱硫效率高、脱硫后的产物易于处理等优点，同时由于它比传统的湿法脱硫技术容易操作、可靠性高和运行费用低而得到广泛应用，氨－硫铵法烟气脱硫装置主要工段由脱硫工段和硫铵工段两部

4、分组成。2 烟气脱硫工段2.1 烟气脱硫工艺从烧结机头出来的原烟气，经电除尘器净化后，由脱硫塔底部进入。同时在脱硫塔顶部将氨水溶液喷入塔内与烟气中的SO2在脱硫塔中发生化学反应，从而脱除掉SO2。烟气脱硫工艺流程如图1所示。炼焦生产工艺中会产生废氨水，氨作为一种良好的碱性吸收剂，可吸收烟气中的SO2且效率较高。因此，可将焦化生产过程中冷凝剩余废氨水引入氨水槽内。氨水通过水泵输送至脱硫塔底部，并通过循环水泵由喷嘴喷入脱硫塔内。烧结烟气进入脱硫塔后与喷液相遇。由于液体中含有足够吸收中和SO2所需的氨，因此当烟气通过喷嘴平面时，气体与液体会进行充分的接触。95％以上的SO2会被除

5、去。每个喷射层装有一系列用来喷射浆液的喷嘴。每个喷射层喷嘴都配有专用的循环泵。脱硫塔底部为氧化槽，因此浆液有足够的停留时间来保证充分的氧化和硫酸氨结晶体的形成。氧化空气通过安装在氧化槽底部的管道系统和分配器被喷入氧化槽中。吸收塔中浆液的pH值维持在一定范围内，该pH值优化了SO2的去除效率和亚硫酸铵的氧化速度。硫酸铵极易溶解，在常规条件下，可达40％重量的溶解度，而在脱硫塔运行条件下，该比例可使溶解度达48.5％（在脱硫塔中的）的硫酸铵溶液处于饱和状态并含有3%～5%重量的悬浮的硫酸铵结晶体。从脱硫塔中排出的浆液被用来控制硫酸铵的浓度。硫酸铵排除泵将硫酸铵浆液送到一级脱水装

6、置做进一步处理。脱硫塔上部的两层高效除雾器去除烟气中附带的液滴。为减少化学作用、硫酸铵成品的损失及蒸发量，采用清水冲洗除雾器。净化后的烟气经引风机进入烟囱排放。2.2 氨法脱硫工艺原理从烧结机出来的原烟气，经电除尘器净化后，由脱硫塔底部进入。同时在脱硫塔顶部将氨水溶液喷入塔内与烟气中的二氧化硫在脱硫塔中发生化学反应，脱除掉SO2同时生成亚硫酸铵，并与空气进行氧化反应，生成硫酸铵溶液，经中间槽、过滤器、硫铵槽、加热器、蒸发结晶器、离心机脱水、干燥器即制得化学肥料硫酸铵，从而完成脱硫过程。净化后的烟气经脱硫塔的顶部出口由烟囱排入大气。化学反应：SO2+H2O→H2SO3 ①H2

7、SO3＋(NH4)2SO4→NH4HSO4＋NH4HSO3 ②H2SO3＋(NH4)2SO4→2NH4HSO3 ③在反应①中，烟气中的SO2溶于水中，生成亚硫酸。在反应②和③中，亚硫酸与该溶液中溶解的硫酸铵/亚硫酸铵反应。喷射到反应池底部的氨水，按如下方式中和酸性物：H2SO3＋NH3→NH4HSO3 ④NH4HSO3＋2NH3→(NH4)2SO3 ⑤NH4HSO4＋NH3→(NH4)2 SO4 ⑥在一定温度的水溶液中，亚硫酸铵(NH4)2SO3与水中溶解的NO2反应生成(NH4)2SO4（硫酸铵）与N2，建立如下