[发明专利]一种氨法烟气联合脱硫、脱硝的工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及资源与环境保护技术领域，具体涉及一种氨法烟气联合脱硫、脱硝的工艺及装置。

背景技术

石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术因其开发时间长、工艺成熟、脱硫效率高等特点在国内、外得到大规模的推广应用，目前石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置占已建脱硫装置90％。但该工艺存在着明显弊端，脱硫副产物的石膏资源化再利用价值低，我国电厂脱硫每年产生的数千万吨石膏已经成为电厂主要的固体废弃物，产生了较为严重的二次污染问题，(脱硫)石膏的出路成了关键性难题。此外，受吸收剂石灰石活性的限制，石灰石-石膏法对于高硫煤难以稳定达到96％以上的脱硫效率，难以满足高硫煤机组的脱硫要求。

氨基湿法脱硫工艺是以氨水或液氨作为脱硫剂，将氨配成一定的氨水溶液通过循环喷淋与烟气接触脱除烟气中的SO₂、NO_X、HCl、HF等酸性气体。相对于传统的石灰石石膏法脱硫工艺，氨基湿法脱硫工艺具有以下诸多优点。

具有较高的脱硫效率：不同于石灰、石灰石湿法脱硫工艺的气、液、固三相接触反应。氨基湿法脱硫工艺是气液两相接触反应，氨在水中的溶液度高，反应速率快，吸收效率高，脱硫效率能保持在95％以上。

脱硫剂来源丰富：氨法脱硫的脱硫剂可以是液氨、氨水和碳铵。目前我国火电厂年排放二氧化硫约1000万吨，即使全部采用氨法脱硫，用氨量不超过500万吨/年，供应完全有保证。

脱硫副产物回收价值高：氨回收法技术将回收的二氧化硫、氨全部转化为硫酸铵(化肥)，不产生任何废水、废液和废渣，没有二次污染，是一项真正意义上的将污染物全部资源化，符合循环经济要求的脱硫技术。氨回收法脱硫装置的运行过程即是硫酸铵的生产过程，每吸收1吨液氨可脱除2吨二氧化硫，生产4吨硫酸铵，按照常规价格液氨2000元/吨、硫酸铵700元/吨，则烟气中每吨二氧化硫体现了约400元的价值。因此相对运行费用小，并且煤中含硫量愈高，运行费用愈低。企业可利用价格低廉的高硫煤，同时大幅度降低燃料成本和脱硫费用，一举两得。

装置设备占地小，便于老锅炉改造：氨回收法脱硫装置无需原料预处理工序，副产物的生产过程也相对简单，总配置的设备在30台套左右，且处理量较少，设备选型无需太大。脱硫部分的设备占地与锅炉的规模相关，75t/h-1000t/h的锅炉占地在150m²-500m²左右；脱硫液处理即硫铵工序占地与锅炉的含硫量有关，但相关系数不大，整个硫铵工序正常占地在500m²内。

能实现同时脱硫、脱硝：氨法脱硫过程中形成的(NH₄)₂SO₃对NO_X还具有还原作用，通过控制吸收液的组成成分及工艺条件，能在不影响脱硫效率的前提下大幅提高脱硝效率。

目前，氨基湿法脱硫工艺也存在较多技术难题：

(NH₄)₂SO₃氧化困难：(NH₄)₂SO₃本身是一种较容易氧化的物质，低浓度(NH₄)₂SO₃的氧化速率能达到60mmol/L·h-100mmol/L·h甚至更高。但是氨基湿法脱硫工艺中产生的NH₄⁺离子达到一定浓度时，会对(NH₄)₂SO₃的氧化产生阻尼作用，使得(NH₄)₂SO₃的氧化速率大幅下降。当溶液中(NH₄)₂SO₄的质量分数达到20％时，(NH₄)₂SO₃的氧化速率下降到只有不到8mmol/L·h。