氨法脱硫操作规程.doc

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兖矿集团新疆煤气化项目

4×220t/h锅炉氨法脱硫工程

工艺技术方案

前言

中国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤在一次能源中占75﹪，约相当于年耗煤超过1.3亿吨。

其中84﹪以上是燃烧方法利用的，煤燃烧所释放出来的二氧化硫（SO2）的废气，一直是大气污染最主要的根源，是地球上酸雨的罪魁祸首，根据测算，中国是SO2的排放大国。

解决环境保护面临的巨大压力是刻不容缓。

随着国内社会经济的发展，科技的进步，人民生活水平的日益改善，社会环境的重视达到了空前的高度。

在国家能源环保政策的鼓励下，我国电厂将逐渐摆脱仅有汽机岛和锅炉岛，而无脱硫岛的历史。

烟气脱硫岛成为了电厂建设的不可或缺的组成部分，这就对我国电力事业的发展包括设计，运行和维护等提出了新的要求。

我国在烟气脱硫领域经过长期的研究与实践，目前已形成一系列适合本国国情的脱硫工程技术方法，氨法脱硫即是其中重要方法之一。

本规程仅适用于兖矿新疆煤化工有限公司3×220t/h煤粉锅炉配套烟气氨法脱硫装置工程。

在本套装置启动和运转前，操作人员应认真学习并理解本规程。

正确的操作运行方法对装置长期稳定运行至关重要。

第一章氨法烟气脱硫系统的主要特性及规范 1

1.1氨法脱硫中常见化学物质的物性特点 1

1.2工艺原理 4

1.3设备概况 5

1.4控制说明 18

第二章氨法烟气脱硫系统启动 22

2.1启动前的准备 22

2.2启动前的检查 22

2.3设备的启停 28

2.4脱硫系统启动 29

2.5脱硫系统通烟气 30

第三章氨法烟气脱硫系统的运行和维护 31

3.1总则 31

3.2脱硫系统运行中的调节 32

3.3脱硫系统出料操作 32

3.4运行中除雾器的冲洗操作 33

3.5氨法烟气脱硫操作、运行与维护的注意事项 33

第四章氨法烟气脱硫系统的停运 35

4.1.短期停运 35

4.2.长期停运 36

第五章氨法烟气脱硫系统的事故处理 37

5.1总则 37

5.2系统及设备的常见故障分析与调整维修 37

第六章基本管理规章 40

6.1岗位责任制 40

6.2巡回检查制度 41

6.3设备维护保养制 41

6.4文明岗位标准 41

6.5氨水、硫铵管理制度 42

第一章氨法烟气脱硫系统的主要特性及规范

1.1氨法脱硫中常见化学物质的物性特点

氨法脱硫过程中常见的化学物质主要有氨水、硫酸铵、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵。

1.1.115﹪氨水

1.1.1.1基本描述

分子式：

NH4OH分子量：

35.045

（1）氨水是氨溶于水得到的水溶液。

它是一种重要的化工原料，也是化学实验中常用的试剂。

（2）氨水为一种无色透明的液体，具有特殊的强烈刺激性臭味，正因为它具有局部强烈兴奋的作用，因此将特定浓度的氨水，直接接触皮肤会使皮肤变红，并有灼热感，因此要小心。

（3）氨气是化肥工业的中间产品，易溶于水而生成氨水，呈碱性，由于氨水可以作为肥料直接施于农田，所以在农村使用很普遍。

在氨水分装、运输和使用过程中，常有不慎溅入眼睛的事故发生，当眼部被氨水灼伤后，如不采取急救措施，可造成角膜溃疡、穿孔，并进一步引起眼内炎症，最终导致眼球萎缩而失明。

（4）氨水在低温时可析出一水合氨晶体，它的熔点为－79℃，因此NH3.H2O是氨存在于水溶液的主要成分，氨水中也有很小一部分一水合氨发生电离。

氨水中有H2O、NH3.H2O、NH3三种分子，有少量OH－。

1.1.1.2物理化学性质：

由于氨水中含有很多种成分，而使其表现出多重性质。

（1）刺激性：

因水溶液中存在着游离的氨分子。

（2）挥发性：

氨水中的氨易挥发。

（3）不稳定性：

一水合氨不稳定，见光受热易分解而生成氨和水。

NH3.H2O=NH3↑+H2O

实验室中，可用加热浓氨水制氨，或常温下用浓氨水与固体烧碱混合的方法制氨，其装置与操作简便，且所得到的氨气浓度较大，做“喷泉”实验效果更佳。

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（℃）

0

10

20

25

30

40

60

80

100

溶解度（g/100gH20）

70.7

73.0

75.5

76.7

77.8

81

88

95

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

。

Be

硫酸铵溶液密度

g/cm3

溶液浓度

％

波美度

。

Be

硫酸铵溶液密度

g/cm3

1

0.63

1.004

24

15.1

1.116

2

1.25

1.009

26

16.3

1.127

4

2.51

1.018

28

17.6

1.139

6

3.76

1.027

30

18.8

1.150

8

5.02

1.036

35

22.0

1.179

10

6.27

1.045

40

25.1

1.210

12

7.53

1.055

45

28.2

1.243

14

8.78

1.065

50

31.4

1.278

16

10.0

1.075

55

34.5

1.314

18

11.3

1.085

60

37.6

1.353

20

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

溶液浓度

％

波美度

。

Be

亚硫酸铵溶液密度

g/cm3

1

0.42

1.003

2

0.84

1.006

4

1.69

1.012

6

2.53

1.018

8

3.38

1.024

10

4.22

1.030

12

5.07

1.036

14

5.91

1.043

16

6.76

1.049

18

7.60

1.056

20

8.45

1.062

24

10．1

1.076

26

11.0

1.082

28

11.8

1.089

30

12.7

1.096

35

14.8

1.114

40

16.9

1.133

45

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

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