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满足排放要求并降低能耗的脱硫工艺

  发表时间:2016年11月15日  点击数:833 次

  近几年,每到秋冬,我国中东部地区不时会遇到雾霾天气,华北、中原和华东部分城市影响最为严重,北京、天津、石家庄、衡水、唐?#38477;?#22478;市由于低空近地面的空气污染物久积不散,主城区点位连续出现空气质量重度污染?#33073;?#37325;污染,包括PM2.5、PM10、SO2、NO2等主要污染物徘徊在较高超标浓?#20154;?#24179;。以煤为主的能源消费结构是我国长期以来空气污染的主要原因,雾霾的形成与燃煤锅炉烟气的污染排放有着密切关系,国家对燃煤锅炉污染物的排放要求会日益严格。所以将燃煤锅炉烟气排放降低到?#24066;?#33539;围内,并最大限度的降低能耗及运行成本是每个企业?#20998;?#30340;目标。现有一氮肥化工厂,厂区设有一台40t/h燃煤蒸汽循环流化床锅炉,以向各车间提供蒸汽。该锅炉尾气治理采用干法静电除尘器+湿法氨法脱硫工艺。该脱硫工艺中脱硫剂需采用20%氨水溶液?#26376;?#21518;的含有SO2的烟气进行脱硫。本着资源回收利用的原则,现可利用厂区现有生产工艺中排出的废水(该废水中含有1%甲醛,2%NH3,其他成分为水)作为脱硫剂。脱硫塔的底层设两?#23545;?#38500;尘段,进一步降低烟气中的粉尘量,为NH4SO4利用做了基础。在脱硫塔的顶部设两级捕氨段,有效的捕捉逃逸出来的氨气。脱硫产物NH4SO4利用烟气的余热浓缩后送到厂区的氮肥生产工段,用做生产氮肥的原料。2.脱硫剂氨水制备过程2.1工艺介绍通过精馏过程将废水中2%的氨提浓到20%的氨水溶液。工艺流程如下:常温原料经泵加压与塔釜液换热后升温到90℃以上,进入蒸氨塔上部,物料在塔内经过塔釜再沸器提供的?#26085;?#27773;的汽提,同时经过冷凝器提供的回流,使气液不?#31995;?#25509;触交换,实现轻相的氨气向塔顶聚集、重相的水和氯化钠向塔底聚集,完成氨的提浓过程。本流程塔顶采用分缩器冷凝形式,采用的是自回流,塔顶才出的是20%浓度的气?#20445;?#21518;设冷凝器,冷凝后得到20%的氨水。加热形式采用热虹吸式再沸器间接加热形式。2.2工艺模拟模拟流程如图2.1所示,根据模拟结果得出物料平衡数据,如表2.1所示。

图2.1工艺流程图

表2.1物料平衡数据

  2.3设备一览表

       3.氨法脱硫工艺3.1工艺介绍烟气进入脱硫除尘一体化塔内,首先对烟气进行两?#23545;?#38500;尘,烟气经过除尘后进入吸收段,烟气和喷淋的吸收?#32791;?#21521;接触,脱去二氧化硫,得到亚硫酸铵,亚硫酸铵溶液导流进入脱硫除尘一体化塔最底部的氧化段,最终氧化成为硫酸铵,稀硫酸铵溶液打入浓缩?#20302;常?#23436;成一个能量综合利用的氨-硫酸铵法脱硫过程。吸收段上部设置除雾器,除去脱硫后烟气夹带的部分细小液滴,使烟气在含雾量低于75mg/Nm3(干态)下进入氨捕捉段。在脱硫除尘一体化塔内设氨气捕捉段,经过一个?#32791;?#21452;段吸收层,对逃逸的氨进行一个有效的回收,回收的稀氨水再利用。

3.2工艺流程工艺流程如图3.1所示

图3.1工艺流程图3.3设备一览表

  4.硫酸铵的初步浓缩4.1工艺介绍在锅炉尾气进入脱硫除尘一体化塔前,首先设置列管换热器?#33073;?#27668;接触,利用烟气自身携带的热量,将脱硫循环液多余的水分蒸发,使浓缩成为一定浓度的固液混合物。塔底氧化罐中的硫酸铵浆液经泵排出?#20302;?#36827;入浓缩循环罐中,然后利用烟气余热将溶液浓缩蒸发,浓缩到30%后用泵打入厂区的硫酸铵结晶工段中。4.2工艺流程工艺流程如图4.1所示

图4.1工艺流程图4.3设备一览表

       5.运行费用比较氨法脱硫工艺选用的液气比较低,循环液量较少,可以较大的降低电耗。氨水可以利用厂区生产中含有NH3的废水,节约脱硫剂的运行费用,而且副产物NH4SO4能?#25442;?#25910;利用,尤其是用在化肥行业,能够产生很大的经济效益,这样氨法脱硫的运行费用较常规法石灰石-石膏的费用会节省很多,以该项目为例,氨法的运行费用约0.69元/kg二氧化硫,石灰石-石膏法的运行费用约是1.23元/kg二氧化硫。6.小结氨法脱硫在脱硫行业里占的份额虽然不大,但是在化工行业中具有无可取代的优势,随着国家节能减排?#33073;?#29615;经济政策的导向及氨法脱硫技术自身的发展,氨法脱硫技术一定会展现出它固有的特点和优势,为我国脱硫事业的可?#20013;?#21457;展提供新的动力。

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