氨法脱硫技术在化工企业燃煤锅炉中的应用
刘卫红，环境科学导刊，2007
1 基本情况
云南解化集团有限公司（以下简称“解化集团”）是云南省第一家中型氮肥企业，在70年代初期建有自备电站，供化工生产蒸汽和发电，实施热、电、化联产，年发电量19200万kWh，年供化工用蒸汽250万t，年耗煤量50万t。采用的是开远市小龙潭的褐煤，该煤种全硫分在1.8%-2.22%，由于未安装脱硫装置，造成烟气排放浓度超标，对大气造成一定的污染。而解化集团位于云南省开远市，所处地区已被国家列为“ 两控区”，在国家提出要严格控制和减排的今天，实施锅炉烟气脱硫势在必行。
2 LS法氨法脱硫技术的实施
2003年，解化选用TS-75型脱硫装置，先以3#75t/h锅炉为示范进行烟气脱硫。该装置是利用化学反应工程中先进的撞击流反应器原理进行设计，以本厂合成氨生产过程中产生的浓度为的稀氨水作吸收剂，通过与高温烟气充分混合、接触，烟气经过一、二级脱硫反应后，从而达到脱硫目的。
3 工艺流程
引风机来的烟气，进人脱硫塔下部洗涤段，烟气经除尘降温后，再进人上部吸收段，用5%左右的氨水循环吸收烟气中的SO2生成亚硫酸铵；净化后的烟气由烟囱排放。吸收后形成的混合溶液返回地下沉淀池循环浓缩至一定浓度后排放至冲灰池。
由于吸收富液产生量很小，1h约4-5m3，回收处理不经济，所以对吸收富液未回收。电站下灰水由于是循环使用，呈碱性，致使一些设备、管道经常结垢、堵塞，将pH值为5.5-6.5略偏酸性的吸收溶液排入灰池，既中和冲灰水的酸碱性，又防止了管道、设备结垢。
4 原工艺问题及改进措施
a) 配套新建1#-4#锅炉脱硫副产物后处理的3万t/a硫酸铵生产装置，达到综合利用、变废为宝的目的。硫酸按装置工艺流程来自脱硫工序的硫酸铵溶液，经蒸发结晶、离心机分离脱水，干燥器干燥后，制得结晶硫酸铵产品。
b) 新增氧化部分，并将脱硫塔与氧化塔合建为脱硫与氧化为一体的脱硫氧化多功能塔，节省了投资、大大减少占地。
c) 烟气脱硫后温度从160℃降至55℃左右，由于温度较低，烟囱排放时影响烟气的抬升高度，不利于扩散，易造成局部污染。改进措施：增加烟气回执器装置，用中压蒸汽加热, 使烟气出口温度提高到85℃ 。
d) 原工艺设计时脱硫装置进出口烟道上无风门，主烟道上无旁路，造成一旦脱硫装置存在问题，不停锅炉无法检修，影响了锅炉的正常运行。改进措施：增加烟气旁路和脱硫塔进出口档板风门及操作平台，保证脱硫系统的安全运行以及脱硫系统检修时锅炉的正常运行。
e) 原设计时脱硫循环泵无备用泵，一旦脱硫循环泵出现故障，在锅炉不能停运。且烟道上无旁路的情况下，由于进人塔内烟气温度高，脱硫塔内玻璃磷片涂料温度超过涂料容许温度，造成脱硫塔内涂料损坏，使脱硫塔金属筒体产生严重腐蚀。改进措施：增加备用泵，确保了脱硫可靠运行。
f) 脱硫后排放的烟气带液量大、含湿量高，造成对烟道、烟囱腐蚀严重。改进措施：将旋流除雾器改为丝网除雾器，大大减少了烟气带液量。
g) 硫铵溶液循环贮槽材质为碳钢，外部只用氯磺化聚乙烯漆防腐，少量硫钱溶液外溢到贮槽外壁上，导致防腐漆脱落，对贮槽碳钢造成腐蚀。改进措施：对贮槽外部改用低湿玻璃磷片涂料防腐，避免因溶液外溢造成贮槽壳体腐蚀现象的发生。
h) 吸收装置部分阀门采用衬胶阀门，受阀门开关频繁，工作介质温度变化大的影响，衬胶易发生变形，致使阀门开、关困难，衬胶损坏，硫酸铵溶液腐蚀了阀体，影响阀门使用寿命。改进措施：将衬胶阀门改用材料阀门，延长了阀门使用寿命。
i) 烟道上的换热器与烟气接触的热管材料采用传热速率较高ND钢，但经加热的烟气，在有硫酸铵存在的情况下，使换热器管材腐蚀通洞，影响了换热效率。改进措施：将此部分管材改用材料，改善了换热器管村容易腐蚀的状况。
j) 脱硫塔原设计用新鲜水作为冲洗水，连续从塔上部加入，冲洗附着在填料上的灰尘，以减小塔的阻力。但运行后发现不仅使循环液增加，加重了后工序处理的负荷，也增加了塔的阻力，导致锅炉引风机出口阻力增大，引风机耗电量增加。改进措施：将脱硫塔用新鲜水冲洗改为硫铵循环液冲洗，并将连续冲洗改为间歇冲洗，既满足了冲洗效果，又降低了风机阻力和引风机的电流。
k) 硫酸铵装置结晶液原设计直接进人离心机分离，在生产负荷波动大的情况下，增加了操作的难度，影响了硫酸钱产品质量。在负荷低的情况下，离心机空转，又造成电能不必要的消耗。改进措施：在结晶器和离心机之间增加一个稠厚器收集结果液，将原设计连续放料、离心机、流化床干燥器连续运行改为不定期放料，离心机、流化床干燥器间歇运行，方便了操作，使硫酸铵分离结晶较均匀，保证了产品质量。设备运转时间减少, 也降低了电耗。
5 脱硫装置改造后产生的效果
a) 环境效益和社会效益
云南省环境监测中心站分别于2004年、2007年对技术改进前（3#锅炉）、后（4#锅炉）的脱硫装置进行验收监测。结果表明，技术改进后脱硫效率提高了3.22个百分点，对于改善大气环境质量具有十分显著的环境效益和社会效益。
b) 经济效益
改进工艺充分回收烟气中SO2，并每年有1.4万t的硫酸铵副产品，价值910万元（以650元/t计）。2005年11月生产出硫酸铵产品，经解化公司质检中心检测, 达到GB535-1995一等品质量标准要求。
c) 实现“ 以废治废、化害为利”
该项目所使用的脱硫剂稀氨水，是解化公司合成氨生产过程中产生的浓度为3%-5%废氨水，这部分废氨水由于浓度较低，回收成本高且处理困难，是造成公司外排废水氨氮浓度偏高的主要来源之一。该烟气脱硫装置建成后不仅达到治理烟气的目的，同时解决了废氨水的处理难题。每年可处理约11.6万t的废氨水，大大降低了外排废水中氨氮的排放浓度和排放量，在脱硫的同时，还能脱去部分烟尘，进一步降低烟尘排放浓度，环境效益显著。
d) 脱硫成本低
脱硫装置每年需要的废氨水约11.6万t，可节省购买脱硫剂的费用290万元/a（以25元/t计），从而大大降低了脱硫成本，并可将氨氮进行回收，变废为宝。
