湿法脱硫实用技术设计

时间：2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：图4-23 固体亚硫酸铵脱硫工艺流程图制取固体亚硫酸铵的工艺流程可分为吸收、中和、分离三部分。NH4HSO3转变为2SO3，由于过饱和而有大量结晶析出，溶液呈黏稠悬浮状，终温可达0℃左右。为了防止潮湿的亚硫酸铵氧化，应把亚硫酸铵干燥制成无水亚硫酸铵。在氨法脱硫设计时，我们可以利用图4-24估算出SO2吸收率与吸收液碱度（滴度）和2SO3/NH4HSO3分子比值的关系，以及与氨气损失的关系。

湿法脱硫实用技术设计

该工艺使用固体状碳酸氢铵作为脱硫剂。固体碳酸氢铵比液氨、氨水、氨气更不易挥发而造成氨气臭味污染。固体亚硫酸铵工艺流程如图4-23所示。

图4-23 固体亚硫酸铵脱硫工艺流程图

制取固体亚硫酸铵的工艺流程可分为吸收、中和、分离三部分。为了制取固体亚硫酸铵，吸收SO₂后引出去中和的吸收液必须是高浓度NH₄HSO₃溶液，吸收液S/C值应维持高值，以提高固体亚硫酸铵结晶的产率。要使吸收SO₂效率高，吸收液S/C值应维持低值，即碱度较高，因而吸收系统采用两段吸收法。

固体亚硫酸铵法化学反应式：

吸收过程实际上以反应式（4-45）为主，而NH₄HCO₃在吸收过程中只是补入吸收系统，使部分NH₄HSO₃再生为（NH₄）₂SO₃，以此保持脱硫吸收液碱度基本稳定（即S/C不变）

因烟气中含有氧，就会发生以下副反应：

所以吸收液中含有少量硫酸铵。

吸收SO₂的脱硫液中含有NH₄HSO₃的组分，呈酸性，加固体碳酸氢铵中和后，使NH₄HSO₃转变为（NH₄）₂SO₃：

此化学反应为吸热反应，溶液温度不经冷却即可降到0℃左右。由于（NH₄）₂SO₃比NH₄HSO₃在水中的溶解度小（见表4-6），因此生成的（NH₄）2SO₃·H₂O过饱和而从溶液中结晶析出。用离心机分离此悬浮液，便可制得固体亚硫酸铵结晶体。

表4-6 （NH₄）₂SO₃-NH₄HSO₃-H₂O系统内的溶解度

（1）吸收含SO₂的烟气依次经过两个串联的吸收塔。在第一吸收塔中，吸收SO₂的吸收液应尽可能维持较高浓度和尽量提高吸收液的S/C值，以便生成较多的NH₄HSO₃，并不断导出部分溶液送至中和工序，以制取固体亚硫酸铵。一般可控制吸收液的总亚盐含量为700g/L。碱度为10滴度左右（S/C为0.88～0.9），折算到pH值为5.36～5.28。

第二吸收塔的吸收液则应维持较高的碱度（S/C值低）和较低浓度，以保证有较高的SO₂去除率，使排烟中SO₂浓度达到环保排放标准，同时不断引出部分吸收溶液串入第一吸收塔。吸收液总亚硫酸盐含量应控制在350g/L左右，碱度控制在13～15滴度，以满足系统串液时的水平衡，同时降低氨的消耗。为保持各塔循环液的碱度不变，分别在各塔循环槽中加入NH₄HCO₃和水。

（2）中和由第一吸收塔引出的高浓度NH₄HSO₃溶液，在中和器内与加入的固体碳酸氢铵经搅拌进行反应。NH₄HSO₃转变为（NH₄）₂SO₃，由于过饱和而有大量结晶析出，溶液呈黏稠悬浮状，终温可达0℃左右。

（3）分离由中和器底部引出的含（NH₄）₂SO₃·H₂O晶体的悬浮液进入离心机，分离出固体亚硫酸铵作为产品，滤液进入母液储槽由泵送入第二吸收塔的循环槽中，继续循环吸收SO₂。

（4）副反应及处理吸收液吸收SO₂的过程中，由于烟气中有较多的氧，会把（NH₄）₂SO₃氧化成（NH₄）₂SO₄。氧化率与吸收塔型式和操作条件有关，一般可达5%～14%。当循环吸收液中（NH₄）₂SO₄含量积累到一定浓度时，如果不及时除去，不仅降低SO₂吸收率，而且硫酸铵会从溶液中结晶析出而堵塞设备，所以必须抑制亚硫酸铵氧化。通常可在吸收液巾加入阻氧化剂，如对苯二胺、对苯二酚等。加入阻氧剂，使发生氧化的量大为减少，但仍无法避免吸收液中硫酸铵的积累上升。可采用7%～8%SO₂气体处理吸收液，使吸收液转变成NH₄HSO₃，饱和溶液。由于溶解度相差较大，所以吸收液中(NH₄)₂SO₄会结晶出来，可从吸收液中除去。

亚硫酸铵结晶在空气巾容易氧化。为了防止潮湿的亚硫酸铵氧化，应把亚硫酸铵干燥制成无水亚硫酸铵。(www.xing528.com)

亚硫酸铵可用于制浆造纸，也可用于感光材料、日用化工染料中问体等。

为了控制脱硫后烟气中的氨含量，一般应控制好吸收液的碱度，即控制好吸收液的pH值，使进入吸收塔的氨全部快速吸收SO₂，生成(NH₄)2S0₃和NH₄HSO₃。这就要求选用高效吸收塔，一般可用筛板塔或泡沫塔等。

特别要注意的是氨吸收法与其他碱类的吸收不同，(NH₄)₂SO₃-NH₄HSO₃水溶液的阳离子和阴离子皆有挥发性。S/C值小时，平衡分压小，即SO₂的吸收率高，但同时平衡的分压高，即随脱硫炯气排空的氨量也多。工业上所用的吸收液的组成需兼顾SO₂和NH₃的分压（表示NH₃的含量），因而发展两段法或多段法吸收。