燃煤锅炉氨法烟气脱硫(1).pdf

环境工程 2 0 0 5年 6月第 2 3卷 第 3期 4 9 燃 煤 锅 炉 氨 法烟 气脱 硫 周建宏 甘艳普 煜 宁 平 昆明理工大学环境科学与工程学院 ， 昆明6 5 0 0 9 3 摘要 以云南解化集团7 5 t ／ h煤粉炉氨法烟气脱硫工程为例， 研究了氨法脱硫的工艺及在燃煤锅炉装置上 的应用， 监 测结果表明 脱硫装置投运后， 系统平均脱硫效率达到9 5 ． 9 2 ％， 锅炉烟气中s o s排放浓度 降到 1 3 5 m g ／ m 3以下， 大大低 于排放标准。在此还对运行指标、 处理效果及存在问题进行 了分析。 关键词 氨法脱硫 F G D燃煤锅炉 二氧化硫 1 引 言 我 国 是 酸 雨 大 国，每 年 S O ， 排 放 量 约 为 2 0 0 0万 t ， 由酸雨造 成的损 失近 1 0 0 0亿元 。 同时我 国又 是 火 电大 国 ， 预 计 到 2 0 1 0年 装 机 总 容 量 将 达 4亿 k W， 仅火电 S O 排放量将达 1 5 0 0万 t ／ a ， 发展可 资源化 的火 电厂烟气脱硫 F G D ， 将 烟气 中 的 S O 变 废为宝 ， 化 害为 利 ； 同时产生环保 、 社会和经 济效益 。 2 锅炉 烟气 特点 热电厂 的 锅 炉 中 ， 煤 、 油 、 气 及 其 他 可 燃 烧 的物 质 ， 包 括生活垃圾 与空气高温燃烧 ， 产生 蒸汽 ， 同时排 放含有大量有 害物 质 的烟 气 。燃 煤锅 炉 烟气 通 常组 分如表 1 。 表 1 燃煤锅炉烟气组分表 云南解化集 团所属 的 自备 电厂 ， 有 7 5 t ／ h煤粉 炉 3台 ， 1 3 0 t ／ h煤 粉 锅 炉 1台 ， 7 5 t ／ h循 环 流 化 床锅 炉 1台 ， 燃煤使 用 附近 小龙 潭 煤 矿 的褐 煤 ； 随着 煤 层 向 深部开采 ， 煤 质 的硫含量偏 高造成锅炉烟气 中 S O 排 放浓 度有超标现象 ， 影 响城 市空气质量 。 3 脱硫机理 、 工艺流程 及工业实现 烟气脱硫 的方法 很多 ， 包 括湿法 、 干法 ， 但 工业化 的方 法并 不多 ， 没有 普遍 适用 的脱 硫 方法 ， 只能根 据 各种实 际情 况 因地制 宜地 选 用。根 据解 化集 团生 产 合成氨的具体情况 ； 选用氨水脱硫 ， 氨法脱硫属于用 碱溶液 吸收剂脱 硫 的方 法 ， 本 质上 是 回收 法 ， 具有 价 廉及 吸收液经适 当处理 可制得氮素肥料 等优点 ， 是一 种经济的脱硫方法。 3 ． 1 氨 法脱硫基 本原 理 氨 吸 收 液 在 吸 收 循 环 过 程 中 逐 渐 成 为 N H , S O 3 一N H 4 H S O 混 合 溶 液 ， 氨 法 实 质 上 是 用 N H , S O 一N H H S O 3溶 液 吸 收 烟 气 中的 s O ， 在 吸 收塔 中主要发生 如下反应 N H , S O 3 S O H O一2 N H 4 HS O 3 1 N H 4 H S O ，不具有吸收 S O 的能力 ， 经补充 氨后 发生如 F反应 N H H S 0 3 N H 3 一 N H 4 S O 2 这样又使吸收液恢 复 了吸收能力 ， 用循 环泵 打 回 吸收塔 吸收 s o 2 ， 同时抽出部分吸收液 ， 送 出加工处理。 尾气 中含有 0 2 ， 因 而在 吸收 过程 中还 会 有 如 下 副反应 2 N H 4 S O 3 O 2 N H 4 S O , 3 2 N H 4 H S O 3 O 2 2 N H 4 H S O 4 4 3． 2工 艺 流 程 解化集 团公 司选 用 的 T S 一 7 5脱 硫 装 置 是 利用 化 学反应工程 中先进 的撞击 流反应器原理 进行设计 ， 运 用 L S喷雾吸收法 ， 以公 司合 成 氨生产 过 程 中铜洗 工 号产生 的氨含 量 为 3 ％ ～5 ％的 稀 氨水 作 吸 收剂 ， 通 过 与高温烟气充分 混合 、 接 触 ， 烟气经过一 、 二级脱 硫 反应 ， 从 而达 到脱硫 目的。 来 自锅炉的高温 烟气从 下部进入 脱硫 塔 ， 吸收液 氨水和亚硫酸铵溶液混合物 通 过循 环泵从 塔 的吸收 段进入脱硫塔 。烟气在塔 内与四级 喷淋吸收液进行脱 硫反应后 ， 再 经除雾器 除雾进 人烟 囱排空 。吸收液循 环吸收到一定浓度， 由渣浆泵泵人离心机除渣， 清液送 维普资讯 5 0 环境工 程 2 0 0 5年 6月第 2 3卷第 3 期 去制肥 ， 渣与粉煤灰一并处理 。工艺流程 见附图。 附 图工 艺 沉 程 图 3 ． 3脱硫 系统运行指标 及主要 生产设 备 根据 该 脱 硫 装 置 的 设 计 要 求 ， 脱 硫 效 率 要 在 9 0 ％以上 。为保证装置运行 达标 ， 考 虑到脱硫 效率 和 氨水 成本 ， 先 要求 脱 硫 剂 氨水 浓 度 在 5 ％左 右 ， 以 后 根据工艺运行的具体情况再作调整。装置的主要控 制点 见表 2 。 表 2 装置的主要控制点 在表 2中的工艺控制指标分 析如下 1 吸收液 p H值≥5 控制这一指标是为了保证 吸收液具有 脱硫 能 力 ， p H小 于 5吸 收 液吸 收 S 0 能 力大大降低。 2 烟气温度 I4 0 o C控 制这一 温度 ， 一 方 面是 为 了防止烟 气在烟道 内产生 露点腐蚀 ， 另一方 面防止 烟气抬升 高度不足 。 ．7 5 型脱硫装置主要生产设备见表 3 。 表 3主要 生产 设 备表 4 设施运行效 果及分析 该脱硫装置 自开始投人试 运行来 ， 经过几天 的反 复调试 ， 装 置连 续 正常运 行 后 ， 由有 关 部 门连续 取样 进行 工程验收监测 。监测结果见 表 4 。 表 4脱硫 装 置运 行 后监 测 结果 从 表 4 可 以 看 出 装 置 脱 硫 效 率 最 高 可 达 9 8 ． 9 ％ ， 最 低 为 9 3 ． 5 ％ ，平 均 脱 硫 效 率 达 到 了 9 5 ． 9 2 ％。可见 ， 只要吸收剂 氨水能保 持在 要求 浓度 ， 脱硫 效率都能达 到设计要求 。脱 硫装置使用 以后 ， 运 行稳 定 ， 脱硫 效果 很好 ， 达 到 了设 计 能力 。脱硫 装 置 使 3 锅炉的烟气中 s 0 ， 排放浓度降到 1 3 5 m g ／ m 3 以 下 ， 远远 低 于 G B 1 3 2 2 3 -- 1 9 9 6 火 电 厂 大 气 污 染 物排 放标 准 I 时段 1 2 0 0 m g ／ m 3的排放 标准 。3锅 炉 可 削减 S O ， 排放 量约 1 1 9 9 ． 7 4 t ／ a 。 装 置在运行 中存在 的问题 是烟 气脱 硫后 出 口温 度偏低 ， 约在 5 5℃左 右 ， 水 汽带 出较 多 ， 易造 成 烟 囱 内壁挂灰 、 酸腐蚀 。建议 以后在脱 硫装置 烟气 出 口增 设 加热器或热 交换器 ， 将出 口烟气 温度提高 。还有氨 水 经脱硫反应后 形成 的溶 液暂时未 回收 ， 是 因为现在 仅 对 1台锅 炉 的烟气进 行脱硫 。吸收富液产 量小 ， 如 果 再继续将氧化 后的硫酸铵 溶液进行蒸发结 晶 ， 生 成 硫 酸铵副产 品。显得很不经 济 ， 待以后再上其 它锅炉 的脱硫 装置后 ， 再继 续 氧化 及 后处 理部 份 ， 形 成规 模 效益 。 5 结论 1 该脱硫技术采用该公司合成氨生产装置铜洗 工段产生 的 稀 氨水 作 为 脱 硫 剂 ， 不 但 吸 收 净 化 成 本 低 ， 而且在脱 除 S O ，的 同时 ， 又生成硫 酸铵 ， 可用 于生 产复合肥 ， 取得 “ 变废为宝， 降低治理费用” 的效果。 与基本抛弃 副产 品的钙 、 镁 、 钠法脱硫 技术相 比 、 减少 了二次污染 ， 降低了锅炉运行成本。 下转第 9 o页 维普资讯 环境工程 2 0 0 5 年 6 月第 2 3 卷第 3 期 第五步 ， 根据 7 式得 总模糊 加权 满意度 0 ． 3 3 4 ， 0 ． 6 0 1 ， 0 ． 8 6 8 0 ． 2， 0 ． 3 ， 0 ． 5 0 ． 3 1 6 ， 0 ． 5 4 9 ， 0 ． 7 3 2 0 ． 4， 0 ． 7 ， 1 第六 步 ， 根据 8 、 9 式 得 的模糊 极 大集 m 、 模糊极 小集 ra i n ， 如 附图所示 。 附 图模糊 极值 不葸 图 第七 步 ， 根据 1 0 式得 的相对优 先 函数 ， 并确 定最优场址 。 f 2 [ 0 ． 7 3 6 ， 0 ， 0 ． 5 6 4 ， 1 ] 场址 的优劣次序 为 A A。 A ， A ， 所 以最 优 场址为场址 4 。 通过定量计算确定的上述场址 与专家现场踏勘 后推荐 的场址 是一致 的 ， 从 而证 明 了模 糊多属性决 策 方法用于填埋 场选址 的可行性 和合理性 。 6小 结 垃 圾 卫生填 埋场 场址选 择 的影 响 因素及 其权 重 上 接第 5 0页 2 该 脱硫技术 具有对燃煤 的含硫量适 应性较 强 的特点 ， 对于煤 中含 硫量 的不 同 ， 可通 过调 节脱 硫 剂 的浓度和用 量来进 行 控制 ， 满 足燃煤 烟 气脱 硫 指标 ， 在脱硫 的同时 ， 也 能 脱 去部 分 氮氧 化物 和 粉尘 ， 治 污 效果 明显 。 3 装置设计 紧凑 ， 占地面积小， 专用设备少， 设 备一次性投资费用较低 ， 维修方便 ， 工艺操作简单 ， 适 合于对有条 件 的老 厂进 行技 术 改造 。是一 种 适用 于 中、 小燃煤锅炉烟气脱硫的技术。 在实 际中具有模糊性 ， 而模 糊多属性决策 方法能最大 程度地体现垃 圾 卫生 填埋 场 选址 的模 糊 性 。具 体举 例的结果与专家意见的一致性 ， 表明模糊多属性决策 方法在填埋 场选址 中的应用是成功 的 ， 是对 原有 填埋 场选址方法学 的拓 展 。模糊 多 属性 决策 方 法 只是 众 多决策方 法 中的一种 ， 在实 际中进行垃圾卫 生填埋 场 址选择时应该和其他方法综合运用 ， 这样才能保证决 策 的正确性 。 参考文献 1 刘长礼 ， 张云， 王秀艳 ． 垃圾卫生填埋处置的理论方法和工程技术 ． 北京 地质出版社， 1 9 9 9 ． 1 2 1 4 2 8 ． 2 沈珍瑶． 城市垃圾填埋场选址 的地 质水文地质要求 ． 环境卫生工 程 ． 1 9 9 5 ． 4 3 2． 3 赫英臣． 固体废物安全填埋场选址与勘察技术 ． 北京 海洋出版社 ． 1 9 9 8． 9． 4 李荣钧． 模糊多准则决策理论与应用． 北京 科学出版社 ， 2 0 0 2 ． 2 ． 5 龚玉芬， 范贻昌． 铁路建设投资方案评价中的多目标模糊决策法 ． 华 东交 通 大学学 报 ， 2 0 0 3 ． 2 0 2 1 1 2～1 1 5 ． 6 刘建华 ， 徐国彬． 关于工程设计方案优选的模糊决策 ． 工业建筑 ， 2 0 0 0． 3 0 2 3 0 3 2 ． 作者通讯处 邵 国霞 6 1 4 2 0 2 四川省峨 眉 西南交通大学峨眉校 区土木 系 面丽_ 二 _ 万丽 参考文献 1 蒋文举 、 宁平 ． 大气污染控制工程 ． 成都 四川大学出版社， 2 0 0 1 ． 2 马文斗 ． 空气污染控制工程． 北京 冶金工业出版社， 1 9 9 2 ． 3 黄亚继等． T S - 3 5型氨法脱硫工业化试验及其经济性分析． 环境工 程 ． 2 0 0 4． 2 ． 作者通讯处 周建宏 6 6 1 6 0 0 云南省开远市 解化集团计控中心 电话 0 8 7 3 6 7 6 3 9 8 2 面 砭丽 维普资讯