氨法脱硫操作规程Word格式文档下载.docx

资源描述

氨法脱硫操作规程Word格式文档下载.docx

《氨法脱硫操作规程Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氨法脱硫操作规程Word格式文档下载.docx（70页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

氨法脱硫操作规程Word格式文档下载.docx

由于氨水具有挥发性和不稳定性，故氨水应密封保存在棕色或深色试剂瓶中，放在冷暗处。

（4）弱碱性：

氨水中一水合氨能电离出OH－，所以氨水显弱碱性，具有碱的通性：

1能使无色酚酞试液变红色，能使紫色石蕊试液变蓝色，能使湿润红色石蕊试纸变蓝，实验室中常见此法检验NH3的存在。

2能与酸反应，生成铵盐。

浓氨水与挥发性酸（如浓盐酸和浓硝酸）相遇会产生白烟。

NH3+HCl=NH4Cl（白烟）

NH3+HNO3=NH4NO3（白烟）

而遇不挥发性酸（如硫酸、磷酸）无此现象。

实验室中可用此法检验NH3或氨水的存在。

工业上，利用氨水的弱碱性来吸收硫酸工业尾气，防止污染环境，具体化学反应在下面脱硫原理中提及。

（5）沉淀性：

氨水是很好的沉淀剂，它能与多种金属离子反应，生成难溶性弱碱或两性氢氧化物。

（6）络合性：

氨水与Ag+、Cu2+、Zn2+三种离子能发生络合反应，当氨水少量时，生成不溶性弱碱或两性氢氧化物，当氨水过量时，不溶性物质又转化成络离子而溶解。

1.1.2硫酸铵

1.1.2.1物理性质

分子式（NH4）2SO4，分子量M=132，熔点235℃，纯品为无色斜方晶体，比重1.769g/cm3,易溶于水，水溶液呈酸性，加热100℃时开始分解失去氨，成为酸式盐硫酸氢铵，513℃时完全分解为氨和硫酸；

工业品为白色或浅黄色颗粒，易溶于水，不溶于乙醇、丙酮、氨，易潮解。

1.1.2.2溶解度

不同温度下，硫酸铵在水中溶解度如下表。

不同温度下硫酸铵溶解度

温度（℃）

100

溶解度（g/100gH20）

70.7

73.0

75.5

76.7

77.8

103

饱和溶液浓度（mol/L）

5.35

5.53

5.73

5.82

5.91

6.14

6.67

7.20

7.80

1.1.2.3浓度与密度的关系

硫酸铵溶液在不同浓度时的密度数据，如下表。

硫酸铵溶液密度浓度对照

溶液浓度

％

波美度

。

硫酸铵溶液密度

g/cm3

0.63

1.004

15.1

1.116

1.25

1.009

16.3

1.127

2.51

1.018

17.6

1.139

3.76

1.027

18.8

1.150

5.02

1.036

22.0

1.179

6.27

1.045

25.1

1.210

7.53

1.055

28.2

1.243

8.78

1.065

31.4

1.278

10.0

1.075

34.5

1.314

11.3

1.085

37.6

1.353

12.5

1.095

1.1.3亚硫酸铵

1.1.3.1物理性质

分子式（NH4）2SO3，分子量M=116，晶体为一水化合物【（NH4）2SO3·

H2O】,无色单斜晶系结晶，相对密度1.41g/cm3（25℃），易潮解，溶于水，在空气中易被氧化，受热60～70℃分解，加热至150℃升华并分解）（氮气中）。

商品一般为溶液，水溶液呈碱性，白色或淡黄色，饱和液密度1.1995g/cm3，微溶于醇，不溶于丙酮和二氧化碳。

1.1.3.2浓度与密度的关系

亚硫酸铵溶液在不同浓度时的密度数据，如下表。

亚硫酸铵溶液密度浓度对照

亚硫酸铵溶液密度

0.42

1.003

0.84

1.006

1.69

1.012

2.53

3.38

1.024

4.22

1.030

5.07

1.043

6.76

1.049

7.60

1.056

8.45

1.062

10．1

1.076

11.0

1.082

11.8

1.089

12.7

1.096

14.8

1.114

16.9

1.133

19.0

1.152

1.2工艺原理

1.2.1烟气吸收工艺原理

氨法脱硫即用氨水通过喷淋与烟气接触，吸收烟气中的二氧化硫，最终生成亚硫酸铵，反应式如下：

NH3＋H2O＋SO2===NH4HSO3

（1）

2NH3＋H2O＋SO2===（NH4）2SO3

（2）

（NH4）2SO3＋SO2＋H2O===2NH4HSO3（3）

NH4HSO3＋NH3===（NH4）2SO3（4）

上述反应中，在送入氨量较少时，则发生

（1）式反应；

在送入氨量较多时，则发生

（2）式反应；

而（3）式表示的才是氨法中真正的吸收反应；

因此吸收过程中所生成的酸式盐NH4HSO3对SO2不具有吸收能力，吸收液中的NH4HSO3数量增多时对SO2吸收能力下降，操作中需向吸收液中补充氨，使部分NH4HSO3转变为（NH4）2SO3，这就发生（4）式反应，以保持吸收液的吸收能力。

1.2.2亚硫酸铵氧化工艺原理

在烟气吸收过程中形成的（NH4）2SO3,需氧化为（NH4）2SO4才是期望的副产品。

反应在专门设计的氧化器中进行，反应式如下：

2（NH4）2SO3＋O2＝2（NH4）2SO4

1.2.3流程说明

本装置采用的工艺为湿式氨法脱硫工艺，采用一定浓度的氨水为脱硫剂来脱除烟气中的二氧化硫，回收的副产品硫酸铵结晶后制作化肥。

本装置总流程为：

热烟气自引风机引出后，经过FGD烟气进口挡板门后，首先进入预洗涤塔。

在预洗涤塔内，烟气与循环喷淋的硫酸铵浆液顺流进行热交换，烟气温度下降至～80℃；

随后烟气通过脱硫塔中部的一层隔板（除去烟气携带的液滴），在脱硫塔内逆流而上，与自上而下的浆液充分的接触。

喷淋吸收段布置有三层精心设计的喷淋层，吸收液经循环泵加压后，从喷淋层上分布的喷嘴高速喷出，形成大量的大比表面积的脱硫雾滴。

一方面，上升烟气与逆向高速运动的脱硫雾滴迎头接触，发生强烈紊流作用，气、液两相进行充分传质传热，烟气中的SO2被大量吸收。

另一方面，由于科学分布，三层喷嘴产生的喷淋雾锥对脱硫塔截面的覆盖率可以达到200%以上，因此，烟气与浆液有极高的反应概率。

脱除掉SO2的净烟气经脱硫塔顶部的湿烟囱排放入大气。

脱硫浆液成分比较复杂，是由（NH4）2SO3/NH4HSO3/（NH4）2SO4组成的复合离子溶液体系。

其中的亚硫酸铵是吸收SO2的主要成分，脱硫塔底部循环池有氧化空气分布器，对浆液进行氧化，将亚硫酸铵氧化成硫酸铵。

由于不断吸收SO2，脱硫塔中循环液的浓度逐步增大，部分浆液通过脱硫输送泵输送到预洗塔循环槽，再通过洗涤循环泵进入浆液喷淋层，循环吸收；

在预洗塔内，浆液通过喷淋层与热烟气接触，浓度进一步提高，达到35%时，用取出液泵将浆液输送到硫酸铵储罐。

再通过硫酸铵溶液输送泵将硫铵溶液打入蒸发结晶装置，依次进入一效加热器、二效加热器，蒸发结晶，得到含固量15%硫酸铵溶液；

通过二效出料泵进入水力旋流器进行固液分离，然后进入稠厚器，含浆液固量上升至～50%后进入离心机进行脱水处理。

经脱水后含水率小于5%的硫铵颗粒经干燥机干燥，最后自动计量、包装成品。

1.3设备概况

兖矿新疆煤化工有限公司60万吨/年醇氨联产项目工程热电站规模为3炉2机，装机容量为2×

25MW，3台蒸发量为220t/h的煤粉锅炉，2台双抽凝气式汽轮机组。

锅炉设计煤种为新疆硫磺沟煤矿所产烟煤，锅炉采用“热电联产，以热定电”的设计原则，负责向两台25MW双抽凝汽式汽轮发电机组和空分装置提供高压蒸汽。

本工程采用氨—硫酸铵法脱硫工艺，对兖矿新疆煤化工有限公司60万吨/年醇氨联产项目工程热电站配套的氨法烟气脱硫系统的烟气进行脱硫处理，脱硫设置建设规模按4×

220t/h锅炉考虑，按二炉一塔进行设计，吸收系统按两套设计，后处理回收系统按一套设计，脱硫整个项目一次设计，四台锅炉分布实施建设（先建三台，装置中的烟气系统设置预留接口，以方便日后4＃锅炉烟气并入）。

整套烟气脱硫装置由江苏和亿昌环保工程科技有限公司总承包，副产品硫酸铵主要用作肥料，也可以直接施用或作为复混肥的原料，脱硫效率不低于95﹪。

本系统由烟气系统、SO2吸收系统、吸收剂供给系统、亚铵氧化系统、工艺水系统、硫铵后处理系统、自动控制系统组成。

1.3.1SO2吸收系统

1.3.1.1烟气系统

锅炉烟气首先经过布袋除尘器除尘，然后引风机增压，通过烟道进入脱硫系统。

烟气顺流进入预洗涤塔，降温增湿后进入脱硫塔，在脱硫塔内逆流与喷淋的硫酸铵浆液反应，达标后的净烟气通过塔顶烟囱排向大气。

烟气系统中设置有原烟气挡板门和旁路挡板门。

当脱硫系统正常运行时，原烟气挡板门开启，旁路挡板门关闭，烟气经过原烟道挡板门进入FGD装置进行脱硫反应。

在要求关闭FGD系统的紧急状态下，旁路挡板门自动开启，原烟气挡板门自动关闭，烟气从旁路烟道进入原有的烟囱，从而保证了FGD装置的相对独立性，避免了对锅炉的干扰和冲击。

1.3.1.2吸收系统

吸收系统主要由预洗涤塔和脱硫塔组成。

预洗涤塔内设有一层事故水喷淋层和一层循环浆液喷淋装置，事故水喷淋层的主要作用是当洗涤循环泵发生事故时将原烟气增湿降温以便保护工艺设备，循环浆液喷淋层的主要作用是将原烟气增湿降温，同时烟气的热量蒸发塔底的硫酸铵溶液。

这样一方面直接利用烟气的热焓浓缩了预洗涤塔中的硫酸铵溶液为硫酸铵后处理部分节省了能量，同时降低了烟气的温度有利于提高脱硫塔中二氧化硫的吸收效率。

提浓后的硫酸铵溶液通过取出液泵送至后处理车间进行副产品的处理。

从预洗涤塔下部出来的烟气由下部进入脱硫塔进行吸收。

脱硫塔内设有三层浆液喷淋层和一层水喷淋层，经过三层浆液喷淋层，烟气与浆液进行充分的接触，烟气中的SO2被吸收。

在脱硫循环泵的入口位置补充加入氨水，在泵叶轮的搅拌作用下，氨水迅速将亚硫酸氢铵中和生成为亚硫酸铵，脱硫液重新恢复吸收SO2的能力，同时稳定脱硫液pH值。

工艺水的作用是连续对喷淋吸收层进行封锁式喷淋，大量溶解吸收亚硫酸铵微晶体颗粒，有效降低了气溶胶形成的可能性。

在吸收塔工艺水喷淋层上方设置有两级除雾器，分离收集喷淋吸收后的烟气中夹带的绝大部分机械雾滴。

每层除雾器上下安装喷淋水管，通过定期冲洗，去除除雾器表面上的烟尘和亚硫酸铵晶体颗粒等沉淀物，补充循环液因烟气饱和而带走的水分，以维持塔底循环池的液位。

1.3.1.3吸收剂系统

根据工艺要求使用15%（wt）的氨水，由液氨（99.5%）和部分稀氨水配制而成。

氨水配制工艺流程如下：

来自界外的液氨进入液氨蒸发器（E-4101）壳层，蒸发器热源为经水冷后的循环氨水，液氨气化后和工艺水（稀氨水）按一定的比例进入氨水混合器（X-4101），氨水、水及大量循环氨水在氨水混合器中充分混合后进入氨水冷却器（E-4102）被循环水冷却至50℃左右后进入液氨蒸发器管程，在液氨蒸发器内氨水被进一步冷却至40℃后进入氨水储槽（V-4102）。

脱硫系统所需的氨水通过氨水进料泵（P-4102A/B）送至各用户点。

1.3.1.4氧化空气系统

本工程采用的是强制氧化工艺。

通过脱硫区域设置的氧化风机鼓入塔内，将亚硫酸铵充分地氧化为硫酸铵。

1.3.1.5工艺水系统

本工程脱硫系统水的损耗，主要为烟气饱和带走的水分。

这些损耗通过输入新鲜的工艺水和氨水带入的水分来补充。

工艺水来自全厂工业水系统。

用于补充脱硫系统由于烟气蒸发带走的水量及除雾器冲洗需要的水量。

1.3.1.6硫酸铵后处理系统

本工程硫酸铵蒸发结晶工艺采用两效减压蒸发，加一级旋流。

取出液泵将接近饱和浓度的硫酸铵溶液由预洗塔取出送至硫酸铵溶液储罐。

通过硫酸铵溶液输送泵依次送到一效分离器、二效分离器，生蒸汽由业主方提供，生蒸汽进入一效加热器作为热源，对一效内的物料进行加热；

一效分离室内的物料经过蒸发产生二次蒸汽，进入二效加热器作为热源对二效内的物料进行加热。

一、二效冷凝水进入冷凝器，冷凝水作为补充水回收到脱硫系统中去，整个蒸发系统为微负压，蒸发效率高，一效分离室内的物料经过蒸发产生二次蒸汽作为二效的热源，以节约生蒸汽消耗量，降低运行成本。

由二效出料泵将蒸发后的物料送出，得到含固量为10~15%的硫酸铵浆液，进入旋流器进行固液分离，分离后的硫酸铵浆液进入到稠厚器中进一步的增浓，并使的晶粒进一步长大。

稠厚器出来的硫铵溶液的固含量增加到40%～50%左右的，再经过双级活塞推料离心机进行脱水后，得到含水在3%左右的晶粒状硫酸铵。

最后进入干燥机烘干，将硫酸铵的含水量进一步降低，最终得到含水1%的硫铵进入包装机包装。

1.3.1.7自动控制系统

装置生产过程中的自动控制水平为分散控制系统（DCS）。

为确保烟气脱硫系统正常运行和在紧急情况下能安全运行，且满足防火、防爆的要求，因此要求本设计中选用的自动控制设备和仪器仪表质量可靠、技术先进、性能稳定、经济合理、有成熟的使用经验和技术支持，能够满足脱硫系统对自动化仪表的需要。

1.3.2系统主要工艺设备

1.3.2.1塔、容器类设备一览表

名称

规格型号

材质

数量

备注

预洗涤塔

6000H=12000

碳钢衬里

脱硫塔

9200H=19000

砼结构内衬B-P

正常液位+2200mm,波动区间+1800mm～+2500mm

预洗涤循环槽

6000H=16500

正常液位+4000mm,波动区间+3500mm～+4500mm

脱硫循环槽

9200H=16500

正常液位+6000mm,波动区间+1000mm～+6500mm

一效分离器

1800

H=4200

FRP

二效分离器

正常液位+3000mm,波动区间+500mm～+3200mm

冷凝水槽

1600×

3600

V=8m3

正常液位+3500mm,

真空缓冲槽

1200×

2000

V=2m3

稠厚器

DN1800

H=2200

硫酸铵溶液储槽

DN3200

H=4000

V=24m3

氨水储槽

DN3800

H=5400

V=60m3

碳钢

工艺水槽

DN3600

H=4800

V=50m3

事故浆液罐

12500×

4000

V=625m3

砼结构衬里

脱硫塔区地坑

3000×

300×

3000

V=27m3

后处理地坑

液氨罐

3300×

4600

V=20m3

仪表缓冲罐用压缩空气

DN1400

V=7m3

压缩空气缓冲罐

DN1200

V=5m3

1.3.2.2泵类设备一览表

序号

项目

单位

数值

取出液泵

泵体

型式

离心式

型号

G50-125

304

台数

台

流量

m3/h

杨程

制造厂家

烟台恒丰泵业有限公司

电动机

Y90L-2B5

容量

2.2

电压

380

电流

4.8

转数

R/min

2840

防护等级

IP54

山东华力电机集团股份有限公司

洗涤循环泵

MCZ100-200

2605N

350

HM2-250M-2

99.6

r/min

2970

厂家

脱硫循环泵

MCZ100-200C

480

HM2-225M-2

82.1

脱硫输送泵

形式

MCZ32—200

扬程

IB12—160M—2

21.1

转速

2930

预洗涤塔脉冲循环泵

MCZ100—200

IB12—250M—2

30.3

脱硫塔脉冲循环泵

自吸式

ZX125—100—250

IB12—160L—4

1460

一效轴流泵

IH100—65—20

800

23.6

2940

二效轴流泵

展开阅读全文