氨法烟气脱硫基本原理

氨法脱硫是基于碱性脱硫剂( 氨或者氨水) 与酸性SO₂发生化学反应形成(NH₄)₂SO₄的过程。主要包括2个基本的化学反应过程: 1、吸收: SO₂被吸收形成亚硫酸铵; 2、氧化: 亚硫酸铵被氧化成硫酸铵。反应方程式如下：

吸收反应：

NH₃ H₂O SO₂→ (NH₄)₂SO₃

(NH₄)₂SO₃ SO₂ H₂O→ NH₄HSO₃

NH₄HSO₃ NH₃→(NH₄)₂SO₃

氧化反应：

(NH₄)₂SO₃ O₂→(NH₄)₂SO₄

氨法烟气脱硫技术是世界上商业化应用的脱硫方法之一。该工艺既可高效脱硫又可以部分脱除烟气中的氮氧化物，副产物为硫酸铵，实现资源回收利用，是控制酸雨和二氧化硫污染最为有效和环保的湿法烟气脱硫技术。氨法烟气脱硫工艺过程一般分成3大步骤：脱硫吸收、中间产品处理、副产品制造。根据过程和副产物的不同又可分为氨-肥法、氨-酸法、氨-亚硫酸铵法等。

如图《氨法脱硫工艺流程图》所示。锅炉引风机（或脱硫增压风机）来的烟气，经换热降温至100℃左右进入脱硫塔用氨化液循环吸收生产亚硫酸铵；脱硫后的烟气经除雾净化入再热器（可用蒸汽加热器或气气换热器）加热至70℃左右后进入烟囱排放。脱硫塔为喷淋吸收塔是专利设备，主要引用在湿式石灰石/石膏脱硫中常用的结构，在反应段、除雾段增加了相应的构件增大反应接触时间。吸收剂氨水（或液氨）与吸收液混合进入吸收塔。吸收形成的亚硫酸铵在吸收塔底部氧化成硫酸铵溶液，再将硫酸铵溶液泵入过滤器，除去溶液中的烟尘送入蒸发结晶器。硫酸铵溶液在蒸发结晶器中蒸发结晶，生成的结晶浆液流入过滤离心机分离得到固体硫酸铵（含水量 2～3%），再进入干燥器，干燥后的成品入料仓进行包装，即可得到商品硫酸铵化肥。

1、Walther氨法工艺

湿法氨水脱硫工艺最早是由克卢伯公司开发于七八十年代的氨法Walther工艺。除尘后的烟气先经过热交换器，从上方进入洗涤塔，与氨气（25%）并流而下，氨水落入池中，用泵抽入吸收塔内循环喷淋烟气。烟气则经除雾器后进入一座高效洗涤塔，将残存的盐溶液洗涤出来，最后经热交换器加热后的清洁烟气排入烟囱。

2、AMASOX氨法工艺

传统的氨法工艺遇到的主要问题之一是净化后的烟气中存在气溶胶问题没得到解决。能捷斯-比晓夫公司对传统氨法改造和完善为AMASOX法。主要改进是将传统的多塔改为结构紧凑的单塔，并在塔内安置湿式电除雾器解决气溶胶问题。

3、GE氨法工艺

90年代，美国的GE公司也开发了氨法工艺，并在威斯康辛州的Kenosha电厂建成一个 500MW的工业性示范装置。该工艺流程为：除尘后的烟气从电厂锅炉后引出，经换热器后，进入冷却装置高压喷淋水雾降温、除尘（去除残存的烟尘），冷却到接近饱和露点温度的洁净烟气进入到吸收洗涤塔内。吸收塔内布置有两段吸收洗涤层，使洗涤液和烟气得以充分的混和接触，脱硫后的烟气经塔内的湿式电除尘器除雾后，再进入换热器升温，达到排放标准后经烟囱排入大气。脱硫后含有硫酸铵的洗涤液经结晶系统形成副产品硫酸铵。

4、NKK氨法

NKK氨法是日本钢管公司开发的工艺，该吸收塔从下往上分为三段。下段是预洗涤除尘和冷激降温，在这一段，没有吸收剂的加入。中段是第一吸收段，吸收剂从此段加入。上段作为第二吸收段，但不加吸收剂，只加工艺水。吸收处理后的烟气经加热器升温后排向烟囱。亚硫铵氧化在单独的氧化反应器中进行。需要的氧由压缩空气补充，氧化剩余气体排向吸收塔。

5、流光放电氨法

流光放电氨法烟气脱硫技术是国家高技术研究发展计划（“863”计划）成果，是我国自主研发的烟气净化新技术，它充分结合了等离子体自由基的强氧化性和氨吸收的化学特性，实现脱硫、副产铵肥。当在流光放电反应器上施加高电压时，电极尖端产生的强电场能够形成一个线状的流光通道，在流光放电区域激发的电子能量可达10eV以上，使O₂和H₂O等气体分子发生电离，产生·OH、·H、·O及O₃等强氧化性自由基物质，这些活性自由基在溶液中引发复杂的链反应，在有O₂条件下，将四价硫氧化为六价硫，生成（NH₄）₂SO₄。

氨法脱硫具有如下优点：反应动力强（液气反应，接触面积大，脱硫效率高）；烟气条件适应性强( 可实现气量及浓度的较大幅度波动)；脱硫剂来源稳定（对有合成氨和焦化制气的企业可实现以废治废）；脱硫副产物应用市场大、附加值高、技术成熟，运行可靠、运行费用低（脱硫产物冲抵绝大部分运行费用）；无二次污染（无废水、废渣及CO₂排放）；投资省（无需设置废水、废渣处理处置单元，处理烟气塔顶直排，无需单独设置湿烟囱或砼防腐处理）。

巴陵石化公司流光放电氨法烟气脱硫技术装置运行指标见表1。

备案信息

备案号：74333-2020

备案月报： 2020年第8号(总第244号)

中心目前由工业水处理和氨法烟气脱硫两个研究部门组成，并同江苏扬州呈露环境工程有限公司以及江苏省化工设计院紧密合作，共同出资建立了设备先进的水处理实验室，现正筹建氨法烟气脱硫实验室。