某热电厂3×130t/h锅炉硫酸脱硫方案浅析

王志强

摘要：本文首先分析了國家环保政策对现有企业带来的影响，其次对某热电厂锅炉烟气脱硫改造必要性进行了分析，然后重点介绍了某热电厂锅炉硫酸脱硫系统设计方案及经济技术指标，最后对硫酸脱硫系统进行了总结。

关键词：氨法;烟气; 硫酸

Analysis of 3*130t/h boilerss acid desulphurization scheme for thermal power plant

Wang zhiqiang

（GuiyangAluminum Magnesium Design and Research Institute，

Guiyang 550081，China）

Abstract： In this paper， the influence of the national environmental policy on the existing enterprises is analyzed. Secondly， the necessity of the flue gas desulfurization transformation of a thermoelectric plant is analyzed， and then the design scheme and the economic and technical indexes of the sulphuric acid desulfurization system of a thermal power plant are introduced. Finally， the sulphuric acid desulphurization system is summarized.

Keywords： Ammonia desulphurization; flue gas; ammonia sulphate

随着国家对环保排放要求的日益严格，坚持节约资源和保护环境的是基本国策，坚持可持续发展，坚定走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，加快建设资源节约型、环境友好型社会，形成人与自然和谐发展现代化建设新格局是必然趋势。2+26城市率先执行超低排放，即大气污染物排放浓度SO₂小于35mg/m³，颗粒物小于5mg/m³，氮氧化物50mg/m³.对于一些已建企业因环保问题不达标，随时有关停的危险。进行脱硫系统改造迫在眉睫，非常必要。

某热电厂有3×130t/h锅炉，烟气量约230000Nm³/h.，锅炉采用的是高硫煤，SO₂浓度高达11000mg/Nm³，原建设有循环半干法系统，但随着国家环保要求的提高，原有排放指标已不能满足环保要求。若不进行改造，将对进行下游企业造成巨大的影响，造成下游企业生产成本增加;并且若关停，考虑到全厂人工工资及附加、折旧费，将对热电厂巨大的损失。所以，为排除环保不达标被停产的风险、为降低下游企业生产成本，进行烟气脱硫技改非常紧迫、非常必要。

本论文基于该热电厂原始条件，对脱硫技改方案选择进行浅析。

一、工程方案的确定

（一）设计条件

烟气成分：

烟气温度：120℃

引风机出口烟气压力：2 kPa

烟气量：正常运行值：230000Nm3/h（湿标，共3台）

经炉内脱硫后烟气SO₂含量：正常运行值：1750mg/Nm³（湿标）

经布袋除尘器吸收塔入口烟气粉尘含量：5mg/Nm³;

（二）性能保证值

排放限值：颗粒物：5mg/Nm³;SO₂：35mg/Nm³;

二、改造方案介绍

在进行脱硫方案选择的时候，首先需考虑脱硫剂的来源及副产物的处理。因本工程附近就有化工厂，原料液氨比较充足，附近有化肥厂，高价值的化肥可有效回收，所以采用氨法烟气脱硫技术回收烟气中的SO₂，生产高价值的化肥，脱硫原料成本完全可以从回收产品中得到抵扣，甚至有利可图，而且投资低，运行成本低，占地面积小，不产生二次污染，没有废水，没有废渣。氨法与钙法具有明显的区别。氨法属于回收法，钙法属于抛弃法，同时石灰石-石膏法每脱一吨硫会产生二吨CO₂，造成地球温室效应的加重。而且，抛弃法的缺点是消耗新的自然资源、产生新的废弃物和污染物，具有明显的二次环境问题。另外，与钙法现比，氨法投资低、能耗低，建设工期短，当然成本也低。这就是氨法系统在这个热电厂选择。

（一）氨法脱硫的原理

烟气脱硫是一个十分典型的化工过程，它基于碱性脱硫剂与酸性SO₂之间的化学反应。碱性脱硫剂包括石灰石（石灰）、纯碱（烧碱）、氧化镁和氨，分别可称为钙法、钠法、镁法和氨法。本工程高硫氨法脱硫技术中，反应原理为：

SO₂+xNH₃+H2O= （NH₄）xH_2-xSO₃（1）

（NH₄）xH_2-xSO₃+x/2H₂SO₄=x/2（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O（2）

SO₂+1/2O₂+H₂O=H₂SO₄（硫酸）+热量 （3）

（NH₄）_XH_2-XSO₃+1/2O₂+（2-x）NH₃=（NH₄）₂SO₄（硫铵） （4）这个反应中，相当于回收的全部SO₂变为硫铵及硫酸。

这是回收法，其明显特点是：无二次废渣、废水和废气污染; 回收SO2，生产硫铵，实现SO₂回收价值的最大化。

（二）本工程氨法脱硫的特点

烟气经过从脱硫塔顶进入脱硫塔，与循环回来的吸收液并流向下，通过传质结构层，吸收SO₂后，烟气再经过除沫器后进入烟囱。吸收液进入塔底的氧化结晶池，氧化和结晶为固体硫铵。再氧化结晶池中有鼓入的空气，使吸收SO₂得到的亚硫酸铵得到氧化。

饱和并有硫铵结晶料浆的混合液体中，固体硫铵的含量再10-15%之间，经过泵送到液体漩流增稠器，浓度提高到40-50%之间，再进入过滤机，经干燥得到含水量小于0.5%的结晶硫铵，作为产品。

烟气再进入除水段，离开脱硫塔，烟气温度为50℃，进入烟囱排放。

循循环吸收液包含有硫酸铵和亚硫酸铵，硫酸铵浓度大于50%，并且含10-20%的固体。可以保证出口SO₂含量小于35mg/Nm³。

循环吸收液一部分进入硫酸工段。在硫酸装置主要进行了两个反应过程，一是吸收液中的亚硫铵与装置内部产生的硫酸反应生成浓度大于10%的二氧化硫气体和基本上不含亚硫铵的硫铵料浆。硫铵料浆回到脱硫塔。SO₂依次进入干燥，氧化反应器，再进入吸收塔，氧化效率控制在95-97%之间，得到浓度93-98.5%的高品质浓硫酸，剩余未完全氧化的SO₂尾气进入脱硫塔的烟气进口，再吸收。生成的浓硫酸一部分，一般在60-80%之间与亚硫铵反应生成硫铵，剩余20-40%作为一种产品向外出售。

從硫酸装置出来的硫铵回到脱硫塔的底部，称为结晶池。结晶池有搅拌器，促进晶体生长，同时起悬浮作用，防止固体硫铵沉积在底部。当固体硫铵达到一定浓度时，可从循环管路，或者单独设置硫铵浆料泵抽取硫铵浆料，到硫铵工段。

硫铵工段包括水力浓缩器，离心机和干燥机，再包装为成品硫铵化肥，可作为复合肥的原料，或者作为化肥直接使用。分离剩余的母液回到脱硫塔，干燥产生的干燥废气进入脱硫塔，经过吸收液洗涤后与烟气混合排到烟囱。

由离心机离出来的晶体硫铵含水量小于5%，干燥机出来的硫铵含水量为1.0%以下的化肥级硫铵，计量包装后，进入硫铵成品料仓，外运销售。

在以上的过程中，本氨法脱硫采用特殊手段控制解决了以下四个问题：

①氨的易挥发性②亚硫酸铵氧化的困难③硫铵结晶④控制亚硫铵气溶胶

（三）氨法脱硫主要系统

（二）主要经济指标

四、结论

显然，该项目作为环保项目，由于采用了可以生产硫铵及硫酸的回收法，在液氨价格2000元/吨的情况下，每年硫铵销售收入1022万元，作为脱硫费用抵扣，使得脱硫成本降低，成为一个环保节能十分优异的生产项目。

参考文献：

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[2]鲁泳等.天津碱厂4#高压锅炉氨法脱硫技术应用总结.去昂氮肥行业环保工作经验交流会资料汇编，2007，14-151.

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