火電廠脫硫系統(tǒng)中氨氣的制備與應(yīng)用

王強(qiáng)　孫勇　汪永威　丁朋果

（中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司華中分公司，河南鄭州　450000）

火電廠脫硫系統(tǒng)中氨氣的制備與應(yīng)用

王強(qiáng)孫勇汪永威丁朋果

（中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司華中分公司，河南鄭州450000）

我國經(jīng)歷了一個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的快速時(shí)期，但是我們?cè)诜e累大量的經(jīng)濟(jì)財(cái)富的同時(shí)，也使得我們的環(huán)境污染達(dá)到了非常嚴(yán)重的程度，所以，在新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期，如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展，便是我們最重要的問題。減少環(huán)境污染，我們只能從源頭來解決，才是最經(jīng)濟(jì)和有效的方法。在環(huán)境污染中，比較嚴(yán)重的就是酸雨帶來的危害，因?yàn)樗梢灾苯游：Φ轿覀兊纳忠约案鞣N文物古跡。而火電廠排放的二氧化硫是產(chǎn)生酸雨的主要原因，所以我們要研究的就是如何使火電廠脫硫系統(tǒng)發(fā)揮最好的作用。本文將重點(diǎn)討論氨氣脫硫的原理，并從氨氣的制備與應(yīng)用來進(jìn)行闡述，希望能給讀者在實(shí)際工作中帶來一定的幫助。

脫硫系統(tǒng)氨氣脫硫制備應(yīng)用

在日常生產(chǎn)中，我們通常都會(huì)使用一些脫硫裝置，來進(jìn)行日常工作中的脫硫。但是，使用脫硫裝置，并不代表可以實(shí)現(xiàn)完全脫硫。2號(hào)吸收塔存在著脫硫效率低，耗電率高的情況，另外，從理論上來講，我們所使用吸收塔漿液的PH值越高，那么二氧化硫的吸收效果也會(huì)較好，但是，在對(duì)1號(hào)和2號(hào)機(jī)組進(jìn)行對(duì)比時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)并不盡然。

在實(shí)際調(diào)查中，我們可以發(fā)現(xiàn)脫硫效率低的原因有噴淋層及噴嘴堵塞，出入口氧量變化大、準(zhǔn)確性差等。噴淋層噴嘴堵塞的原因包括雜物未清理、漿液循環(huán)泵入口管道襯膠層脫落等，這也造成了噴淋霧化效果差、面積小等現(xiàn)象，直接降低了脫硫效果。在這里我們也建議對(duì)噴淋層及噴嘴進(jìn)行檢查，及時(shí)清除噴嘴堵塞物，更換堵塞嚴(yán)重及損壞的噴嘴。不僅如此，我們還要進(jìn)行準(zhǔn)確的氧量確定，加強(qiáng)各項(xiàng)指標(biāo)的檢測，以便更好的維持氧量穩(wěn)定。針對(duì)漿液PH值的問題，我們發(fā)現(xiàn)過高PH值，會(huì)使CaCO3含量明顯增高，石灰石的利用率自然就降低了。另外，PH值過高會(huì)令石膏因含過多的水而造成石膏脫水困難。

在這里，本文將主要講述氨氣脫硫裝置。氨氣脫硫方法作為一種清潔的新型技術(shù)，它的應(yīng)用是非常廣泛的。而它的主要工作機(jī)理是以氨來作為一個(gè)媒介，也就是說以氨為吸收劑來與二氧化硫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而消除空氣中的二氧化硫。氨本身是一種堿性物質(zhì)，又是一種良好的吸收劑，具有速度快和完全性的特點(diǎn)，所以，在實(shí)際使用中，氨能夠充分發(fā)揮吸收劑的作用，脫硫的效果好，效率高。從產(chǎn)品成本來說，因?yàn)榘睔饷摿驎?huì)產(chǎn)生一些副產(chǎn)品，而這些副產(chǎn)品大多是制造化肥的原料，所以，這筆收入可以從很大程度上降低氨氣脫硫的運(yùn)行成本。

1　氨氣的制備

1.1制備的化學(xué)原理

因?yàn)榘睔饩哂幸兹苡谒奶刭|(zhì)，所以我們通常會(huì)選擇向下排空氣法來進(jìn)行氨氣的收集，而不是排水集氣法，但是這樣也有一個(gè)弊端，就是我們所收集的氨氣純度不夠，濃度也比較低，會(huì)直接影響氨氣的使用效果。另外，氨氣具有刺激性氣味，在實(shí)驗(yàn)中我們要注意盡量避免氨氣的溢出，在制作氨氣時(shí)，我們會(huì)用到這個(gè)公式：NH3· H2O===NH3↑+H2O，它主要是使?jié)獍彼c生石灰產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生氨氣。

氨氣脫硫技術(shù)主要是利用NH3和廢水中的SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，它的化學(xué)反應(yīng)也是包括吸收和氧化兩個(gè)部分，公式是：

SO2+H2O+xNH3=（NH4）xH2-xSO3

（NH4）xH2-xSO3+1/202+（2-x）NH3=（NH4）2SO4

我們將這種方式稱之為回收法，因?yàn)樗鼪]有產(chǎn)生廢氣或者是廢水，是非常環(huán)保的方法，而且它通過回收SO2，來制造出硫銨，而硫銨又可以作為化肥原料，這樣就實(shí)現(xiàn)變廢為寶，并且不再使用新的資源，也不產(chǎn)生新的污染物，更好的提高社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1.2氨氣脫硫的工藝系統(tǒng)

氨氣脫硫是一個(gè)比較復(fù)雜的工藝過程，它主要是由以下幾個(gè)系統(tǒng)組成：氨水系統(tǒng)、氨氣脫塔系統(tǒng)、氧化系統(tǒng)、回收系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。這幾個(gè)系統(tǒng)基本構(gòu)成了氨氣脫硫的全部技術(shù)體系，而且，每一個(gè)系統(tǒng)都有其各自不同的要求，我們?cè)跍?zhǔn)備時(shí)就要注意各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)置要符合我國相關(guān)準(zhǔn)則的規(guī)定。

在這里，我們主要強(qiáng)調(diào)氨氣脫硫的控制系統(tǒng)。為了使脫硫的水平達(dá)到機(jī)組的自動(dòng)化水平，我們可以盡量使用集中控制的方法來進(jìn)行操作。就目前而言，我國進(jìn)行氨氣脫硫仍然主要是采用分散型的系統(tǒng)，雖然其和機(jī)組系統(tǒng)采用的是相同硬件，但是其自動(dòng)化水平卻不如集中控制方式。這種分散控制系統(tǒng)包含通訊接口，可以實(shí)現(xiàn)與主控制系統(tǒng)及其他控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)處理和通訊。另外，為了保證氨氣脫硫系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)可以緊急暫停，我們除了設(shè)置鍵盤以及LCD外，還應(yīng)該設(shè)置擋板控制，并使其獨(dú)立于DCS。脫硫系統(tǒng)是否運(yùn)行，是與其單元機(jī)組有關(guān)的。脫硫控制系統(tǒng)只是機(jī)組的一個(gè)子系統(tǒng)，因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)脫硫系統(tǒng)時(shí)，可以考慮使用硬接線來進(jìn)行機(jī)組和控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系。

1.3氨氣脫硫控制室的布置

脫硫控制一般會(huì)與除塵、灰共享一個(gè)灰網(wǎng)控制室，在這一控制室里，可以實(shí)現(xiàn)脫硫控制設(shè)備以及相應(yīng)的附屬設(shè)備的運(yùn)行，并且可以對(duì)脫硫機(jī)柜的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)整，以及意外情況的警報(bào)和保護(hù)裝置的啟動(dòng)。而脫硫設(shè)備，我們通常會(huì)將其安排在需要脫硫的設(shè)備房間。另外，我們應(yīng)該最少設(shè)置3個(gè)操作站，在脫硫設(shè)備間，我們需要設(shè)置一個(gè)操作站，以便對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的調(diào)控和修理，在灰網(wǎng)控制室，我們可以安排2個(gè)操作站，以便更好的對(duì)設(shè)備運(yùn)行的情況進(jìn)行監(jiān)控。

2　氨氣脫硫的應(yīng)用

2.1氨氣脫硫是否可行的分析

氨氣脫硫從理論上來講，具有比較明顯的優(yōu)勢，但是，我們還是要具體分析其是否已經(jīng)具備了為大型火電廠服務(wù)的能力。根據(jù)我們已經(jīng)掌握的資料，在我國的一些企業(yè)，尤其是廣西水利電力建設(shè)集團(tuán)有限公司田東電廠的相關(guān)報(bào)告，可以說明我們的氨氣脫系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成熟，而且脫硫技術(shù)也比較先進(jìn)，具備了在大型火電廠進(jìn)行運(yùn)用的技術(shù)條件。

使用氨氣脫硫技術(shù)，我們首先必須保證的就是擁有足夠的氨氣。目前，隨著合成氨技術(shù)的不斷提高，我們所擁有的氨氣產(chǎn)量也在不斷增加，而且相關(guān)企業(yè)的分布也比較均勻，除了上海和西藏等地區(qū)，其他地區(qū)均有分布，而且這些企業(yè)大多都是中型或者是大型企業(yè)，這就為氨氣脫硫技術(shù)的使用提供了吸收劑的供應(yīng)。而且，就現(xiàn)在的情況看，我國合成氨的年產(chǎn)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于脫硫所需要氨得數(shù)量，因此，即使是廣泛使用氨氣脫硫技術(shù)，以我國的情況看，也是完全有能力保證氨氣供應(yīng)的。

2.2氨氣脫硫應(yīng)用成果

我國目前采用的氨氣脫硫技術(shù)已經(jīng)有了非常大的發(fā)展，根據(jù)我國相關(guān)企業(yè)的報(bào)告，其脫硫的各項(xiàng)指標(biāo)，包括脫硫效果、氨氣的回收再利用效率等指標(biāo)都已經(jīng)達(dá)到了國際比較先進(jìn)的水平，這充分表明，我國火電企業(yè)完全有能力來通過氨氣脫硫技術(shù)降低二氧化硫的排放，從而更好的保護(hù)環(huán)境。隨著時(shí)間的發(fā)展，我們的脫硫技術(shù)只會(huì)另外，為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的能源要求，火電廠所使用的燃煤的含硫量也在不斷的增加，因此，人們對(duì)于氨氣脫硫技術(shù)是否能應(yīng)對(duì)這一需要也存在著疑慮，但是根據(jù)我們目前掌握的情況來看，氨氣脫硫技術(shù)對(duì)于煤種有比較強(qiáng)的適應(yīng)能力，即使是煤種含有較高的含硫量，氨氣脫硫技術(shù)也可以很好的進(jìn)行清除，不僅能夠保證脫硫的效率，也可以以較低的運(yùn)行成本來滿足脫硫要求。氨氣脫硫技術(shù)如果能夠保證使用效率在95%以上時(shí)，那么可以去除廢物中的部分硝成分，而不需要再重新承擔(dān)相關(guān)的費(fèi)用，這樣的一步到位，既節(jié)省時(shí)間，又能達(dá)到較好的效益。

是越來越成熟，而且我們現(xiàn)在的技術(shù)利用已經(jīng)體現(xiàn)了可靠和穩(wěn)定的特點(diǎn)，即使是比較大型的火電廠也完全可以進(jìn)行推廣和使用。

2.3延伸脫硫副產(chǎn)品

從上文的公式中，我們可以看到氨氣脫硫技術(shù)可以產(chǎn)生副產(chǎn)品—硫酸銨，而硫酸銨是化肥的主要原料，這種廢物利用對(duì)我們這種農(nóng)業(yè)大國來說是非常有利的，因?yàn)椋覈牧蛩徜@需求量非常大，但是其出口量也是非常大的，我國目前的硫銨產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國的現(xiàn)實(shí)需要，所以，我們可以充分這種在某種程度上是免費(fèi)的資源，利用其進(jìn)一步改善我國的土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)以更低的成本創(chuàng)造出更高的收益。不僅如此，這幾年來，人們更多的開始將硫酸銨應(yīng)用到其他方面，例如橡膠制品、礦石浸取等，更多的開發(fā)其商業(yè)價(jià)值，也使得氨氣脫硫的成本在不斷的下降。

3　結(jié)語

氨氣脫硫技術(shù)既清潔環(huán)境，又節(jié)約能源，并且能夠創(chuàng)造出可以被利用的新資源。無論是從工藝技術(shù)，還是從經(jīng)濟(jì)效益上都已經(jīng)具備了在大型火電廠應(yīng)用的條件，而且，其作為一種新型的清潔能源，已經(jīng)滿足了我國目前對(duì)于環(huán)境發(fā)展的要求，所以，氨氣脫硫技術(shù)應(yīng)該得到相關(guān)部門的重視，得到相關(guān)企業(yè)廣泛的應(yīng)用，這樣才能真正發(fā)揮其作用，從而更好的為我們這個(gè)農(nóng)業(yè)大國服務(wù)，創(chuàng)造出更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并使得我們的環(huán)境變得更加美好，真正實(shí)現(xiàn)人民生活更加幸福的口號(hào)。

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