板框壓濾機在燃煤煙氣氨法脫硫中除油、灰的應用

2022/04/24 分類:技術文獻 687

氨法脫硫簡介

氨法脫硫原理燃煤煙氣氨法脫硫是一個典型，但十分復雜的化學過程，屬于國際化學工程科學與工程學術領域的前沿。也是一個變廢為寶的資源回收法，目前在燃煤煙氣脫硫處理上最為環保的方法。主要過程是用堿性的脫硫劑——氨(包含純氨、氨水)，將燃煤煙氣中含有的S0：吸收、對吸收反應產生的亞硫酸銨氧化生成硫酸銨、將稀硫酸銨濃縮產生固體硫酸銨結晶，然后對高濃度的含水硫酸銨結晶溶液脫水、干燥得到硫酸銨產品。燃煤煙氣氨法脫硫包括三個具體反應步驟：

(1)吸收：S02+2NH3·H20一(NH4)2S03+ H20

(2)氧化：(NH4)2S03+02—2(NH4)2S04

(3)結晶：(NH。)：SO。(1)一(NH。)：SO。

(4) 總反應為：2S02+4NH3·H20+02— 2(NH4)2S04+2H201．

?結晶工藝

氨法脫硫工藝的硫酸銨結晶形成工藝又分為脫硫塔里飽和結晶工藝、脫硫塔外蒸發結晶工藝。脫硫塔里飽和結晶工藝是使得SO：吸收、亞硫酸銨氧化、稀硫酸銨濃縮在一個脫硫塔中完成，從高濃度的硫酸銨溶液中飽和結晶得到固體硫酸銨。此工藝中含硫酸銨漿液的pH值在2．5—3．5，腐蝕性較強。脫硫塔外蒸發結晶工藝是將在脫硫塔里經過SO：吸收、亞硫酸銨氧化形成的稀硫酸銨溶液取出，用蒸發器蒸發濃縮析出硫酸銨結晶。此方法需要消耗蒸汽熱源。

氨法脫硫的優勢

(1)氨是一種易溶于水的堿，在水中的溶解度，常壓下可達到25％以上的濃度，即330 g／L水。因此，采用氨法的潛在意義在于，與石灰石一石膏法相比，可以顯著降低吸收液的循環量，從而可顯著降低煙氣脫硫裝置的投資和能耗。

(2)氨作為脫硫的原料，同時也是生產氮肥的原料，因此，氨法的脫硫產品是一種氮肥：硫銨化肥，其含氮量為21％(尿素46．3％，氯化銨26％，碳酸氫銨17．5％)，是一種用途廣附加值大的產品。氨法是一種回收法，是一種“可資源化”的方法。煙氣中SO：體現了非常明顯的回收價值，因此，與作為拋棄法的石灰石一石膏法相比，氨法是一種回收法，是一種“可資源化”的方法。一般而言，氨中氮的價值在20形N左右，碳銨在25形N，尿素在35形N，氯化銨在25形N～30形N(因為含氯，所以價格低)，而硫銨與尿素持平，甚至高于尿素氮的價值。這樣，煙氣中sO：體現了非常明顯的回收價值，一般在400形t一600 Yr_／t。硫酸銨合計年產能達1250萬t，口量達國內產量的 60％。但是，盡管氨法有如此明顯的優點，在國外，尤其象日本、歐洲，甚至美國這樣的發達國家卻并不重視和發展氨法。只有我國，其次是印度，再其次是美國具有發展氨法的良好條件。

(3)從低碳經濟的角度講，氨法脫硫是碳零排放，而鈣法脫硫則是高碳排放，采用鈣法脫硫，每脫除1 t SO：將產生0．8 t C02。因此，氨法脫硫是一個典型的以廢治廢、變廢為寶、無污染的循環經濟，而鈣法脫硫將產生嚴重的二次污染(鈣法脫硫后產生的石膏不好利用，被拋棄，且排放CO：)。

氨法脫硫的缺點

(1)氨逃逸溢出：由于氨的易揮發性，從脫硫塔出口氨很容易溢出。

(2)氣溶膠：氣相形成亞硫酸氫氨的固體，即氣相沉淀。呈現為微米級別的超細粉末，稱為氣溶膠。由于在脫硫過程中，熱煙氣與水溶液接觸，在液體表面，飽和水蒸汽向氣相傳遞，超細的固體顆粒會成為水蒸汽冷凝結露的核心或晶種。 NH3(g)+S02(g)+H20(g)一NH4HS03(s) 因此，關鍵是要防止以上反應的發生。溫度越高氣溶膠越不容易發生。經過試驗，當溫度高于 45℃以上，則不會有氣溶膠問題。

(3)亞硫酸銨氧化率：亞硫酸銨一硫酸銨(氧化率95％一99％以上) 在亞硫酸銨氧化方面，從理論上確定了亞硫酸銨氧化成為硫酸銨等同于0：的化學吸收。亞硫酸銨氧化和其他亞硫酸鹽相比明顯不同，NH：對氧化過程有阻尼作用。經過實踐試驗研究闡述了這一獨特性質，NH：顯著阻礙0：在水溶液中的溶解，濃度越高0：在水溶液中的溶解度越低，氧化率也越低。

(4)氨法脫硫中漿液含油、含灰：除油(常規設計用氣浮裝置處理)、除灰(常規設計用臥式螺旋離心機處理)。氨法脫硫中油、灰存在產生的問題。

硫酸銨漿液難以生產硫酸銨產品

由于在燃煤鍋爐啟爐點火時，一般用柴油點火，在尾氣經過布袋除塵或靜電除塵后仍含有一定的煙塵。從而更容易產生油灰，使硫酸銨產品難以飽和結晶析出或蒸發結晶析出難以產出，且產品不合格。尤其在氨法脫硫塔外蒸發結晶工藝中，硫酸銨漿液在蒸汽加熱下，2 h一3 h就成漿糊狀，硫酸銨無法結晶出來。造成硫酸銨漿液隨著生產的延續，積累越多，使生產系統無法進行下去，要將硫酸銨漿液人為地排出脫硫生產系統。也造成大量的含硫酸銨的漿液污染環境。

產品粒度細小

因油、灰的存在使硫酸銨難以結晶，晶核難以長大，使得硫酸銨產品粒度細小。在離心脫水、干燥產品時運行困難。由于硫酸銨結晶細小，在離心脫水時，結晶取出較困難。由此形成的細小產品在流化干燥時被引風機吸走，造成后系統的堵塞。

亞硫酸銨氧化的困難

由于煤灰煙塵、油的存在，使含有亞硫酸銨的漿液濃度高，而且粘稠。從而使向亞硫酸銨水溶液中鼓入的空氣中的氧氣無法被漿液吸收，使漿液中氧氣含量低，導致亞硫酸銨氧化反應速度慢，氧化率較低難以生成得到硫酸銨。使得大量的氨逃逸、氣溶膠產生，造成凈化后的鍋爐煙氣拖尾較重，產生長超過3 km的拖尾現象。

硫酸銨產品不合格

由于大量煤灰存在，硫酸銨產品顏色黑，不符合國家標準GB535—1995；也不符合副產硫酸銨的火電廠產品標準DL／T808—2002中關于產品外觀要求：白色或灰白色粒狀或粉末狀，無可見機械雜質，硫酸銨主含量不達標。 3解決油灰問題的傳統工藝解決油灰分離問題的傳統工藝——臥式螺旋離心機由轉鼓和帶空心轉軸的螺旋輸送器組成。油灰污泥由空心轉軸送入轉筒后，在高速旋轉產生的離心力作用下，立即被轉入轉鼓腔內。污泥顆粒由于比重較大，離心力也大，因此被甩貼在轉鼓內壁上，形成固體層(因為環狀，稱為固環層)。水分由于密度較小、離心力小，因此，只能在固環層內側形成液體層，稱為液環層。固環層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動下，被輸送到轉鼓錐端，經轉鼓周圍的出口連續排出；液環層的液體則由堰口連續溢流排至轉鼓外，形成分離液，然后匯集起來，靠重力排出脫水機外。

板框壓濾機的應用

廂式、板框式、隔膜壓榨式壓濾機。按濾板壓緊和移動方式，壓濾機可分普通式和自動拉板式二類。普通式壓濾機有手動壓緊、手動千斤頂壓緊、電動油泵千斤頂壓緊和電動油泵液壓壓緊等。前二種主要用于過濾面積小的壓濾機。

自動板框壓濾機

自動板框壓濾機采用自動保壓和PLC技術，當過濾結束需要卸濾餅時，每塊濾板拉開卸料是用拉板器逐一自動拉開，提高整機自動化水平。近年開發的全自動板框壓濾機是在常規壓濾機上配置自動進料、自動保壓、自動吹氣、自動壓榨 (壓榨式壓濾機)、自動拉板、濾板自動刮泥(濾餅)、濾布自動清洗、自動翻板機構、皮帶輸送系統和故障報警系統等組成。廂式、板框壓濾機主機主要有機架部分、過濾部分、液壓系統和電控系統四部分組成。

聚丙烯材質的壓濾板

增強聚丙烯材質的濾板型腔設計合理，采用點狀圓凸臺(廂式、板框式)。流道設計合理，流速快，過濾周期短，熱塑模壓成型，其化學性能穩定，抗腐蝕性、耐酸、耐堿，無毒無味，強度高，經久耐用。

聚丙烯材質的濾布

聚丙烯材質的濾布縱面平直光滑，截面呈圓形密度丙綸最大的優點是質地輕，其密度僅為 0．91 g／cm3是常見化學纖維中密度最輕的品種，所以同樣重量的丙綸可比其他纖維得到的較高的覆蓋面積。而且耐酸、耐堿，有較好的耐化學腐蝕性，除了濃硝酸，濃的苛性鈉外，丙綸對酸和堿抵抗性能良好。丙綸的吸濕性很小，幾乎不吸濕，一般大氣條件下的回潮率接近于零。目數細小可選擇性大，完全可以截留油、細顆粒的煤灰。

氨法脫硫漿液過濾油灰后的濾餅、含硫酸銨漿液氨法脫硫漿液過濾油灰后的濾餅達到4 em厚度，含水遠低于傳統工藝的過濾后的煤灰含水率。過濾后的含硫酸銨漿液金黃透亮，完全過濾了漿液中的油灰。過濾后硫酸銨漿液生產的產品過濾后硫酸銨漿液生產的硫酸銨產品，符合火電廠標準DL／TS08—2002，也達到了國家標準 GB535—1995中合格品的要求。