合成氨脱硫造气的基本原理

【专家解说】：氨法脱硫工艺皆是根据氨与SO2、水反应成脱硫产物的基本机理而进行的，主要有湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等。 1、电子束氨法（EBA法）与脉冲电晕氨法（PPCP法） 电子束氨法与脉冲电晕氨法分别是用电子束和脉冲电晕照射喷入水和氨的、已降温至70℃左右的烟气，在强电场作用下，部分烟气分子电离，成为高能电子，高能电子激活、裂解、电离其他烟气分子，产生OH、O、HO2等多种活性粒子和自由基。在反应器里，烟气中的SO2、NO被活性粒子和自由基氧化为高阶氧化物 SO3、NO2，与烟气中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3，在有NH3或其它中和物注入情况下生成（NH4）2SO4/NH4NO3的气溶胶，再由收尘器收集。脉冲电晕放电烟气脱硫脱硝反应器的电场本身同时具有除尘功能。 这两种氨法能耗和效率尚要改进，主要设备如大功率的电子束加速器和脉冲电晕发生装置还在研制阶段。 2、简易氨法 简易氨法已商业化的有TS、PS氨法脱硫工艺等，主要利用气相条件下的H2O、NH3与SO2间的快速反应设计的简易反应装置，严格地讲简易氨法是一种不回收的氨法，其脱硫产物大部分是气溶胶状态的不稳定的亚铵盐，回收十分困难，氨法的经济性不能体现；且脱硫产物随烟气排空后又会有部分分解出SO2，形成二次污染。所以，该工艺只能用在环保要求低、有废氨水来源、不要求长期运行的装置上。 3、湿式氨法 湿式氨法是目前较成熟的、已工业化的氨法脱硫工艺，并且湿式氨法既脱硫又脱氮。湿式氨法工艺过程一般分成三大步骤：脱硫吸收、中间产品处理、副产品制造。根据过程和副产物的不同，湿式氨法又可分为氨-硫铵肥法、氨-磷铵肥法、氨-酸法、氨-亚硫酸铵法等。 （1）吸收过程： 脱硫吸收过程是氨法烟气脱硫技术的核心，它以水溶液中的SO2和NH3的反应为基础： SO2＋H2O＋xNH3 = (NH4) xH2－XSO3 （1） 得到亚硫酸铵中间产品。其中，x=1.2－1.4。 直接将亚铵制成产品即为亚硫酸铵法 （2）中间产品处理 中间产品的处理主要分为两大类：直接氧化和酸解。 a） 直接氧化——氨-硫铵肥法 在多功能脱硫塔中，鼓入空气将亚硫铵氧化成硫铵，其反应为： (NH4)XH2-XSO3+1/2O2 +(2-x)NH3=(NH4)2SO4 (2) b） 酸解——氨酸法 用硫酸、磷酸、硝酸等酸将脱硫产物亚硫铵酸解，生成相应的铵盐和气体二氧化硫。反应如下： (NH4)XH2-XSO3+x/2H2SO4=x/2(NH4)2SO4+SO2+H2O (3) (NH4)XH2-XSO3+xHNO3=xNH4NO3+SO2+H2O (4) (NH4)XH2-XSO3+x/2H3PO4=x/2(NH4)2HPO4+SO2+H2O (5) （3）副产品制造 中间产品经处理后形成了铵盐及气体二氧化硫。铵盐送制肥装置制成成品氮肥或复合肥；气体二氧化硫既可制造液体二氧化硫又可送硫酸制酸装置生产硫酸。而生产所得的硫酸又可用于生产磷酸、磷肥等。 4、湿式氨法的脱氮作用 湿式氨法在脱硫的同时又可起一定的脱氮作用。 反应式为： 2NO十02＝2N02 2N02十H20＝HN03 ＋ HN02 NH3＋ HN03 = HN4NO3+H2O NH3＋ HN02 = HN4NO2+H2O 4（HN4）2SO3＋ 2N02 = N2 ＋4（HN4）2SO4 湿式氨法脱硫工艺系统一般组成 氨水洗涤脱硫工艺设备主要由脱硫洗涤系统、烟气系统、氨贮存系统、硫酸铵生产系统（若非氨-硫铵法则是于其工艺相对应的副产物制造系统）等组成。核心设备是脱硫洗涤塔。