摘要：為了解決當(dāng)前的環(huán)境問題，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?，脫硫的效率高，其裝置停開的時(shí)間也都相對比較短，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)脫硫過程之中(NH4)2SO3對二氧化硫只是起到主要的吸收作用，在后來隨著反應(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圖2。

　　圖2工藝流程

　　(三)優(yōu)勢

　　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，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)非常簡單，占地面積也非常小，在運(yùn)行的時(shí)候能耗相對比較低。

　　(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。對于同等的煙氣量，不能簡單地通過增加氨水量提高脫硫效率，而應(yīng)通過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，須通過合理設(shè)置氨水噴嘴角度和數(shù)量來消除此類問題，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，脫除率則開始上升。在氨法脫硫工程實(shí)際應(yīng)用過程中，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)過程中，要綜合考慮脫硫效率和氨水成本兩個(gè)方面來確定氨水濃度。

　　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題，還能夠?qū)⑾鄳?yīng)設(shè)備能耗降到正常水平。

　　二、存在的問題和應(yīng)對措施

　　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每立方米100毫克，對于已經(jīng)存在的燃煤鍋爐房本身二氧化硫的排放量不能超過每立方米200毫克。所以能夠發(fā)現(xiàn)國家對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題。針對于此，很多專業(yè)人員紛紛表示可以使用以下幾個(gè)方法來解決當(dāng)下這個(gè)比較棘手的問題。

　　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)置出來雙塔流程，這會(huì)阻止氣溶膠的產(chǎn)生。

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

　　5.或者要加大對氨的回收，使用噴淋水對其實(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)氧化過程不僅僅要保證有充足的風(fēng)量，還應(yīng)該要對風(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本身的濃度對于氧化的速度也有一定的影響作用。

　　(三)氯離子富集問題

　　在解決氯離子富集問題的時(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)帶來嚴(yán)重的污染，還會(huì)產(chǎn)生資源浪費(fèi)等問題，所以該工藝下不能使用廢水外排來解決氯離子富集的問題，通常使用的方式就是結(jié)晶。但是這種方式一般對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

　　由于國家環(huán)保工作的日益嚴(yán)格，對煙塵、氮氧化物和二氧化硫的排放量提出了越來越嚴(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，對此就應(yīng)該要將存在的相應(yīng)問題加強(qiáng)研究，以此保證該技術(shù)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。