磷銨肥法煙氣脫硫工藝

煙氣脫硫系統(tǒng)--煙氣經(jīng)高效除塵器后使含塵量小于200mg/Nm3，用風(fēng)機(jī)將煙壓升高到7000Pa，先經(jīng)文氏管噴水降溫調(diào)濕，然后進(jìn)入四塔并列的活性炭脫硫塔組(其中一只塔周期性切換再生)，控制一級脫硫率大于或等于70%，并制得30%左右濃度的硫酸，一級脫硫后的煙氣進(jìn)入二級脫硫塔用磷銨漿液洗滌脫硫，凈化后的煙氣經(jīng)分離霧沫后排放。

肥料制備系統(tǒng)--在常規(guī)單槽多漿萃取槽中，同一級脫硫制得的稀硫酸分解磷礦粉(P2O5含量大于26%)，過濾后獲得稀磷酸(其濃度大于10%)，加氨中和后制得磷氨，作為二級脫硫劑，二級脫硫后的料漿經(jīng)濃縮干燥制成磷銨復(fù)合肥料。

"七五"期間，四川豆壩電廠建成了一套煙氣處理量為5000Nm3/h的中試裝置，據(jù)有關(guān)資料反映，運(yùn)行情況尚不夠良好。

磷銨肥法煙氣脫硫技術(shù)屬于回收法，以其副產(chǎn)品為磷銨而命名。該工藝過程主要由吸附(活性炭脫硫制酸)、萃取(稀硫酸分解磷礦萃取磷酸)、中和(磷銨中和液制備)、吸收(磷銨液脫硫制肥)、氧化(亞硫酸銨氧化)、濃縮干燥(固體肥料制備)等單元組成。

磷銨肥法(Phosphate Ammoniate Fertilizer Process，簡稱PAFP)，是我校和四川省環(huán)科院、西安熱工所、大連物化所等單位共同研究開發(fā)的煙氣脫硫新工藝(國家“七五”(214)項(xiàng)目新技術(shù)083號)。其脫硫率≥95%，脫硫副產(chǎn)品為氮硫復(fù)合肥料。此技術(shù)的特點(diǎn)是將煙氣中的SO2脫除并針對我國硫資源短缺的現(xiàn)狀， 回收SO2取代硫酸生產(chǎn)肥料，在解決污染的同時(shí)，又綜合利用硫資源，是一項(xiàng)化害為利的煙氣脫硫新方法。 而且該技術(shù)已于1991年通過國家環(huán)保局組織的正式鑒定，獲國家“七五”攻關(guān)重大成果獎，四川省科技進(jìn)步二等獎等多項(xiàng)獎勵(lì)。

1．1干式煙氣脫硫工藝

該工藝用于電廠煙氣脫硫始于80年代初，與常規(guī)的濕式洗滌工藝相比有以下優(yōu)點(diǎn)：投資費(fèi)用較低；脫硫產(chǎn)物呈干態(tài)，并和飛灰相混；無需裝設(shè)除霧器及再熱器；設(shè)備不易腐蝕，不易發(fā)生結(jié)垢及堵塞。其缺點(diǎn)是：吸收劑的利用率低于濕式煙氣脫硫工藝；用于高硫煤時(shí)經(jīng)濟(jì)性差；飛灰與脫硫產(chǎn)物相混可能影響綜合利用；對干燥過程控制要求很高。

（1）噴霧干式煙氣脫硫工藝：噴霧干式煙氣脫硫(簡稱干法FGD)，最先由美國JOY公司和丹麥NiroAtomier公司共同開發(fā)的脫硫工藝，70年代中期得到發(fā)展，并在電力工業(yè)迅速推廣應(yīng)用。該工藝用霧化的石灰漿液在噴霧干燥塔中與煙氣接觸，石灰漿液與SO2反應(yīng)后生成一種干燥的固體反應(yīng)物，最后連同飛灰一起被除塵器收集。我國曾在四川省白馬電廠進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)噴霧干法煙氣脫硫的中間試驗(yàn)，取得了一些經(jīng)驗(yàn)，為在200～300MW機(jī)組上采用旋轉(zhuǎn)噴霧干法煙氣脫硫優(yōu)化參數(shù)的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

（2）粉煤灰干式煙氣脫硫技術(shù)：日本從1985年起，研究利用粉煤灰作為脫硫劑的干式煙氣脫硫技術(shù)，到1988年底完成工業(yè)實(shí)用化試驗(yàn)，1991年初投運(yùn)了首臺粉煤灰干式脫硫設(shè)備，處理煙氣量644000Nm3／h。其特點(diǎn)：脫硫率高達(dá)60%以上，性能穩(wěn)定，達(dá)到了一般濕式法脫硫性能水平；脫硫劑成本低；用水量少，無需排水處理和排煙再加熱，設(shè)備總費(fèi)用比濕式法脫硫低1／4；煤灰脫硫劑可以復(fù)用；沒有漿料，維護(hù)容易，設(shè)備系統(tǒng)簡單可靠。

1．2濕法FGD工藝

世界各國的濕法煙氣脫硫工藝流程、形式和機(jī)理大同小異，主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰（CaO）或碳酸鈉(Na2CO3)等漿液作洗滌劑，在反應(yīng)塔中對煙氣進(jìn)行洗滌，從而除去煙氣中的SO2。這種工藝已有50年的歷史，經(jīng)過不斷地改進(jìn)和完善后，技術(shù)比較成熟，而且具有脫硫效率高(90%～98％)，機(jī)組容量大，煤種適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行費(fèi)用較低和副產(chǎn)品易回收等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)美國環(huán)保局(EPA)的統(tǒng)計(jì)資料，全美火電廠采用濕式脫硫裝置中，濕式石灰法占39.6％，石灰石法占47.4％，兩法共占87%；雙堿法占4.1％，碳酸鈉法占3.1％。世界各國(如德國、日本等)，在大型火電廠中，90%以上采用濕式石灰／石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝流程。

石灰或石灰石法主要的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理為：

石灰法：SO2＋CaO＋1／2H2O→CaSO3?1／2H2O

石灰石法：SO2＋CaCO3＋1／2H2O→CaSO3?1／2H2O＋CO2

其主要優(yōu)點(diǎn)是能廣泛地進(jìn)行商品化開發(fā)，且其吸收劑的資源豐富，成本低廉，廢渣既可拋棄，也可作為商品石膏回收。目前，石灰／石灰石法是世界上應(yīng)用最多的一種FGD工藝，對高硫煤，脫硫率可在90%以上，對低硫煤，脫硫率可在95%以上。

傳統(tǒng)的石灰／石灰石工藝有其潛在的缺陷，主要表現(xiàn)為設(shè)備的積垢、堵塞、腐蝕與磨損。為了解決這些問題，各設(shè)備制造廠商采用了各種不同的方法，開發(fā)出第二代、第三代石灰／石灰石脫硫工藝系統(tǒng)。

濕法FGD工藝較為成熟的還有：氫氧化鎂法；氫氧化鈉法；美國DavyMckee公司W(wǎng)ellman-LordFGD工藝；氨法等。

在濕法工藝中，煙氣的再熱問題直接影響整個(gè)FGD工藝的投資。因?yàn)榻?jīng)過濕法工藝脫硫后的煙氣一般溫度較低(45℃），大都在露點(diǎn)以下，若不經(jīng)過再加熱而直接排入煙囪，則容易形成酸霧，腐蝕煙囪，也不利于煙氣的擴(kuò)散。所以濕法FGD裝置一般都配有煙氣再熱系統(tǒng)。目前，應(yīng)用較多的是技術(shù)上成熟的再生(回轉(zhuǎn))式煙氣熱交換器(GGH)。GGH價(jià)格較貴，占整個(gè)FGD工藝投資的比例較高。近年來，日本三菱公司開發(fā)出一種可省去無泄漏型的GGH，較好地解決了煙氣泄漏問題，但價(jià)格仍然較高。前德國SHU公司開發(fā)出一種可省去GGH和煙囪的新工藝，它將整個(gè)FGD裝置安裝在電廠的冷卻塔內(nèi)，利用電廠循環(huán)水余熱來加熱煙氣，運(yùn)行情況良好，是一種十分有前途的方法。