摘要：為了解決當(dāng)前的環(huán)境問(wèn)題，進(jìn)一步控制二氧化硫的排放量，便興起了很多煙氣脫硫技術(shù)。在這其中氨法脫硫技術(shù)因?yàn)楸旧淼拿摿蛩俣瓤欤摿虻男矢撸溲b置停開(kāi)的時(shí)間也都相對(duì)比較短，再加上最后的產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值比較高，由此就成為了當(dāng)下最受歡迎的一項(xiàng)脫硫技術(shù)，所以對(duì)其進(jìn)行更加深入的分析具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　關(guān)鍵詞：氨法脫硫；有機(jī)催化劑；問(wèn)題及措施

　　一、工藝概述

　　(一)原理

　　氨法脫硫就是氣體和液體之間相互傳質(zhì)和傳熱，并且還發(fā)生了一定的化學(xué)反應(yīng)這樣一個(gè)基本過(guò)程，其使用到的原理基本如下圖1所示。

　　圖1反應(yīng)機(jī)理

　　在這整個(gè)脫硫過(guò)程之中(NH4)2SO3對(duì)二氧化硫只是起到主要的吸收作用，在后來(lái)隨著反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生，其(NH4)2SO3的濃度就發(fā)生了相應(yīng)的下降，NH4HSO3濃度發(fā)生了一定的上升。為了能夠保證整個(gè)脫硫循環(huán)液本身的吸收能力，需要向漿液池之中摻入一定量的氨水，將亞硫酸氫氨轉(zhuǎn)化成為亞硫酸銨，這樣等到漿液之中的亞硫酸氨的濃度上升到一定程度的時(shí)候，為了防止亞硫酸氫氨重新分解成二氧化硫，它就應(yīng)該被氧化風(fēng)機(jī)之中的氧化空氣強(qiáng)制氧化最終成為硫酸銨。因?yàn)闅鈶B(tài)的SO2、氨氣以及水相互反應(yīng)會(huì)生成亞硫酸氨最終導(dǎo)致氣溶膠的生成。所以在這整個(gè)過(guò)程之中應(yīng)該要將亞硫酸氨和亞硫酸氫氨的比例控制在一個(gè)比較合理的范圍之中，這樣能夠有效保證該脫硫方式的脫硫效率以及減少氨逃逸的數(shù)量。

　　(二)流程

　　當(dāng)下我們國(guó)家的氨法脫硫技術(shù)所使用到的工藝還是有所不同的，但是還是能夠?qū)⑵浞譃槲談┕┙o系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及循環(huán)液系統(tǒng)等等。其具體的工藝流程主要詳見(jiàn)圖2。

　　圖2工藝流程

　　(三)優(yōu)勢(shì)

　　1.在該技術(shù)之下實(shí)施脫硫和其它的脫硫技術(shù)相比較具有一定的優(yōu)勢(shì)，比如，在該技術(shù)之下脫硫塔本身不會(huì)輕易結(jié)垢，并且系統(tǒng)的阻力相對(duì)比較小，大約是1250帕，這主要是因?yàn)槭褂玫降拿摿騽┌币约捌渌囊恍┊a(chǎn)物本身具有非常高的化學(xué)活性，容易溶解于水。

　　2.該技術(shù)本身適用于各種含硫量的煤炭脫硫，不管是含硫高、含硫量低、還是含硫量中等都是可以使用的，特別是對(duì)于含硫量比較高或者是非常高的煤，所起到的脫硫效果是非常明顯的。一般情況當(dāng)煤炭之中的含硫量比較高，所使用到的石灰石數(shù)量就會(huì)比較大，因此費(fèi)用也就越高。但是在該技術(shù)之中所使用到的脫硫劑是廢氨水以及氨水，成本低廉；另外當(dāng)煤炭之中的含硫量越高的時(shí)候其中副產(chǎn)品硫酸銨的產(chǎn)量就會(huì)越高，并且純度也會(huì)越高，最終能夠保證基本的經(jīng)濟(jì)效益。

　　3.這種技術(shù)本身所使用的系統(tǒng)占地面積比較小，能源消耗量也比較低。它使用的脫硫劑是氨，氨本身是一種堿性非常好的吸收劑，在脫硫的時(shí)候氨和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)的過(guò)程是一種非常典型的氣液反應(yīng)，整個(gè)反應(yīng)非常完全，并且對(duì)于脫硫劑的使用率非常高。另外這種脫硫技術(shù)和原先的鈣法脫硫技術(shù)相比較本身所使用的吸收劑氨堿性比鈣基吸收劑強(qiáng)得多，所以基本上不會(huì)用到研磨、霧化以及循環(huán)等可以有效提升脫硫率的設(shè)施設(shè)備，所以能夠發(fā)現(xiàn)這種技術(shù)的脫硫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，占地面積也非常小，在運(yùn)行的時(shí)候能耗相對(duì)比較低。

　　(四)氨法脫硫工藝脫硫效率的影響因素

　　1.氨水噴嘴的角度與數(shù)量

　　氨水霧化效果與脫硫效率具有較大的相關(guān)性，霧化效果越好，氨水與煙氣接觸面積越大，二氧化硫脫除效率越高。對(duì)于同等的煙氣量，不能簡(jiǎn)單地通過(guò)增加氨水量提高脫硫效率，而應(yīng)通過(guò)最大限度的提高噴霧技術(shù)，增加氣液接觸面積實(shí)現(xiàn)脫硫效率的提高。微液滴與大的覆蓋面積是關(guān)鍵。洗滌塔內(nèi)煙氣分布不均勻，不同區(qū)域二氧化硫濃度存在較大差別，并且塔內(nèi)煙氣流速與噴入氨水密度之間存在分配不均勻的矛盾，導(dǎo)致脫硫效率整體水平不高，因此，須通過(guò)合理設(shè)置氨水噴嘴角度和數(shù)量來(lái)消除此類(lèi)問(wèn)題，使脫硫效率整體水平得到提高。

　　2.脫硫塔溫度

　　脫硫塔內(nèi)煙氣溫度與脫硫效率存在較大的相關(guān)性。對(duì)常溫至95℃脫硫塔脫硫效率與脫硫反應(yīng)溫度之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明，低溫狀態(tài)下二氧化硫脫除率較高，隨溫度上升，脫除率下降；溫度繼續(xù)升高，脫除率則開(kāi)始上升。在氨法脫硫工程實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，脫硫塔內(nèi)溫度宜控制在60℃以下或在80℃以上，才能有效保證煙氣脫硫效率。

　　當(dāng)脫硫設(shè)施溫度連續(xù)超過(guò)50℃時(shí)，脫硫設(shè)施用水中的鈣、鎂等離子會(huì)在管路中結(jié)垢，造成堵塞，使氨水噴入量降低，脫硫效率下降，甚至出現(xiàn)脫硫設(shè)施堵塞停工的情況。不同地區(qū)水中鈣、鎂離子濃度不同，因此脫硫設(shè)施用水要充分考慮水質(zhì)的具體情況。

　　氨水噴入量越大，煙氣與氨水接觸面積越大，脫硫效率越高，但隨著氨水量增加，脫硫效率增加緩慢并趨于穩(wěn)定；但是脫硫設(shè)施外排廢液PH值升高，當(dāng)PH值大于7時(shí)，表明氨水利用率開(kāi)始下降，隨之將會(huì)出現(xiàn)氨逃逸、外排廢氣氣溶膠增加、脫硫副產(chǎn)品硫酸銨質(zhì)量下降等問(wèn)題。因此，氨水噴入量不是越多越好，要根據(jù)脫硫設(shè)施入口二氧化硫監(jiān)測(cè)濃度、脫硫設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)等實(shí)際情況確定。

　　4.氨水濃度

　　在氨水噴入量一定的情況下，氨水濃度增加，氨傳質(zhì)速度加快，氨與二氧化硫反映時(shí)間縮短，脫硫效率提高，但是氨消耗量增加。當(dāng)選用低濃度氨水時(shí)，氨水霧化效率較高，氨水利用率增大，避免出現(xiàn)氨水浪費(fèi)的情況，但是脫硫效率低于高濃度氨水。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，要綜合考慮脫硫效率和氨水成本兩個(gè)方面來(lái)確定氨水濃度。

　　5.用水水質(zhì)

　　1.在使用的時(shí)候應(yīng)該要對(duì)液氣比進(jìn)行科學(xué)合理規(guī)劃，一般都是5到7，這樣就能夠有效控制氨逃逸問(wèn)題，還能夠?qū)⑾鄳?yīng)設(shè)備能耗降到正常水平。

　　二、存在的問(wèn)題和應(yīng)對(duì)措施

　　在當(dāng)下該脫硫技術(shù)雖然已經(jīng)非常成熟了，但是在使用的時(shí)候還是存在一定的問(wèn)題，比如氨逃逸、氣溶膠消散困難以及硫酸銨結(jié)晶速度慢等，這些問(wèn)題的存在使得該技術(shù)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用受到極大的阻礙。

　　(一)氨逃逸、氣溶膠

　　相關(guān)規(guī)定表示當(dāng)使用該脫硫劑技術(shù)的時(shí)候其吸收塔出口位置單位氨的質(zhì)量不能大于10毫克，但是氨與銨鹽本身又是氣溶膠的重要組成部分。相關(guān)規(guī)定指出新建的燃煤鍋爐房的二氧化硫本身的排放量不能超過(guò)每立方米100毫克，對(duì)于已經(jīng)存在的燃煤鍋爐房本身二氧化硫的排放量不能超過(guò)每立方米200毫克。所以能夠發(fā)現(xiàn)國(guó)家對(duì)于其二氧化硫的排放量要求十分嚴(yán)格，因此很多企業(yè)在使用氨法脫硫技術(shù)的時(shí)候經(jīng)常會(huì)將氨的用量加大，以此提高脫硫效果，但是這就容易導(dǎo)致發(fā)生氨逃逸以及氣溶膠的問(wèn)題。針對(duì)于此，很多專(zhuān)業(yè)人員紛紛表示可以使用以下幾個(gè)方法來(lái)解決當(dāng)下這個(gè)比較棘手的問(wèn)題。

　　3.氨水噴入量

　　2.或者是可以在保證氧化風(fēng)量比較充足的基礎(chǔ)上將風(fēng)壓機(jī)頭進(jìn)行精確計(jì)算，這樣可以保證(NH4)2SO3以及NH4HSO3可以實(shí)現(xiàn)充分氧化。

　　3.可以設(shè)置出來(lái)雙塔流程，這會(huì)阻止氣溶膠的產(chǎn)生。

　　4.對(duì)于加氨的位置應(yīng)該要科學(xué)合理規(guī)劃，這樣可以有效減少氨游離量。

　　5.或者要加大對(duì)氨的回收，使用噴淋水對(duì)其實(shí)行吸收，降低氨的濃度。

　　6.最后可以在尾氣外排口裝設(shè)一個(gè)靜電除塵器，這樣能夠有效改善其煙氣的質(zhì)量，阻止硫酸銨以及氣溶膠排出去。

　　(二)硫酸銨結(jié)晶困難以及(NH4)2SO3氧化速度慢

　　相關(guān)人員認(rèn)為整個(gè)氧化過(guò)程不僅僅要保證有充足的風(fēng)量，還應(yīng)該要對(duì)風(fēng)機(jī)壓頭進(jìn)行計(jì)算，主要就是看其除了要計(jì)算靜壓平衡以及管線阻力之外還要把空氣噴射到漿液之中的動(dòng)力壓力進(jìn)行合理計(jì)算。這是因?yàn)檠趸諝饬髁繒?huì)直接影響到(NH4)2SO3的氧化，其次就是PH值。除此以外(NH4)2SO3本身的濃度對(duì)于氧化的速度也有一定的影響作用。

　　(三)氯離子富集問(wèn)題

　　在解決氯離子富集問(wèn)題的時(shí)候經(jīng)常用到的方式就是石灰石法以及石膏法，這是將廢水進(jìn)行外排，使系統(tǒng)之中的氯離子能夠達(dá)到基本的平衡，但是因?yàn)?NH4)2SO4易溶于水，所以使用這種方式就會(huì)使得其(NH4)2SO4流失掉，不僅會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的污染，還會(huì)產(chǎn)生資源浪費(fèi)等問(wèn)題，所以該工藝下不能使用廢水外排來(lái)解決氯離子富集的問(wèn)題，通常使用的方式就是結(jié)晶。但是這種方式一般對(duì)于裝置本身的防腐性能有嚴(yán)格的要求。要是其氯離子大于設(shè)計(jì)值的時(shí)候可以使用(NH4)2SO4漿液抽取漿液進(jìn)行外部干燥的手段來(lái)保持其氯離子的平衡，這種方式還能夠進(jìn)一步降低裝置本身腐蝕的危害。

　　三、結(jié)束語(yǔ)

　　由于國(guó)家環(huán)保工作的日益嚴(yán)格，對(duì)煙塵、氮氧化物和二氧化硫的排放量提出了越來(lái)越嚴(yán)格的要求，所以鍋爐將需要進(jìn)行大的改造。氨法脫硫工藝本身能夠針對(duì)含硫量比較大的煤炭，脫硫效率高、適應(yīng)性強(qiáng)，所以使用范圍極為廣泛，對(duì)此就應(yīng)該要將存在的相應(yīng)問(wèn)題加強(qiáng)研究，以此保證該技術(shù)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。