[科普中国]-氨吸收法脱硫-

NKK氨法

NKK氨法是日本钢管公司开发的工艺，该工艺流程主要分三部分，即SO2的吸收、 (NH4)2SO3氧化、(NH4)2SO4结晶。

NKK氨法应用塔型为填料塔，填料为聚丙稀格栅式。该塔有一定的特点，按其功能可分三段。下段(从塔底开始) 是预洗涤段，主要作用是除尘和降温，在这阶段不加吸收剂 NH3; 中段是第一吸收段，加有吸收剂NH3; 上段为第二吸收段，没有NH3加入，仅用工业水来洗涤。

NKK氨法对 (NH4)2SO3的氧化在单设一台氧化在反应器中进行。其氧化用氧由压缩空气补充，氧化后的余气 (含有SO2和NH3) 排入系统中，。压缩空气压力为 0.5～1.0MPa。

GE公司氨法GE公司氨法的工艺流程如图所示，主要由预洗涤、SO2吸收、亚硫酸铵氧化和结晶四个工序构成所需工艺系统。

(1) 烟气系统。烟气经过静电除尘器除尘后，进入烟气预洗涤段，由于预洗涤段也具有对SO2的吸收作用，所以该技术也可视为两段吸收或称双循环吸收。烟气在预洗涤器中能起脱除SO2的作用，但其吸收量较小，这是由预洗涤器尚未通入氨气，其pH值小于2所致。烟气经过预冷却器冷却饱和后进入吸收塔，经氨水洗涤脱硫，净化后烟气经除雾器除去水滴，由烟囱排出。

(2) SO2吸收系统。氨法SO2吸收反应在SO2吸收塔中进行。来自预洗涤器的已被冷却饱和的烟气进入SO2吸收塔，烟气与喷淋的氨液逆向流动接触，SO2与稀硫酸铵液反应，生成 (NH4)2SO3或硫化氢。稀硫酸液靠浆液循环泵进行循环。对于 (NH4)2SO3的氧化工序，是在吸收塔底部进行的，生成(NH4)2SO4。液氨是通过减压蒸发后同空气同时送入塔底，以维持吸收液的pH值。

根据GE公司提供的试验数据，吸收液中 (NH4)2SO4的浓度是热烟气温度和SO2含量的函数，即使烟气中SO2浓度高达6 100mg SO2/kg烟气，吸收液中 (NH4)2SO4的浓度也不会超过30% (质量)。为排出已产生的 (NH4)2SO4，从吸收塔底部排出适量的吸收液，但同时必需以自动补水方式来维持恒定的液位。

(3) 硫酸铵回收系统。预洗涤段硫酸铵结晶液和吸收段硫酸铵结晶液先经旋流器浓缩，经离心机脱水，使含水量小于2%，回收。

NADS脱硫净化技术NADS (Novel Ammonia De—Sulphurization，氨—肥法) 是由中国华东理工大学开发成功的一种新的脱硫方法，它是采用氨来吸收烟气中的SO2，可根据不同情况生成 NH4HSO3、(NH4)2SO3，结合化肥生产，将脱SO2产物生成硫氨、磷铵或硝铵等化肥，并生产工业用高浓度硫酸。

相关化学反应：

SO2+xNH3+H2O⇌ (NH4)xH2-xSO3

上式中x值现有氨法中x=2，而NADS法的x=1.2～1.4。

NADS除能生产 (NH4)2SO4，同时也可与磷铵化肥厂或硝铵化肥厂联合生产 (NH4)3PO4、NH4NO3及工业高浓度硫酸，其反应如下

2(NH4)xH2-xSO3+xH2SO4⇌x(NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O

(NH4)xH2-xSO3+xH3PO4⇌xNH4H2PO4+SO2↑+H2O

(NH4)xH2-xSO3+xHNO3⇌xNH4NO3+SO2↑+H2O

SO2+1/2O2+H2O⇌H2SO4+热量

工艺流程以硫酸铵—硫酸为例， NADS的工艺流程如图16-46 所示。由静电除尘器来的烟先经GGH，冷段降温 (由140～ 160℃) 冷却到小于80℃进入 SO2吸收塔，吸收塔内吸收温度约45～60℃之间，SO2的吸收率大于95%。

吸收塔内烟气中SO2与NH3和H2O的吸收结合生成含有 (NH4)2SO3，NH4HSO3和少量Na2SO4的过程与其他氨法一样，在NADS技术中NH3和H2O是分别进入吸收塔，这样做有三大好处：

(1) 吸收塔出口NH3含量低，氨损耗小。

(2) 吸收液循环量小，气液比大，能耗低。

(3) 生成 (NH4)2SO3浓度高，有利于硫铵化肥生产，节约成本。

混合液中，总盐含量约为30%～50%，具体值与烟气中的SO2浓度有关，净化后烟气中含SO2量约为10～100mL/m。

NADS法中吸收系统阻力通常在1.96～2.9kPa之间，引风机富余压头难以满足，需装增压风机。

吸收SO2后产生的亚硫酸铵浆液用其酸解装置，硫酸生产装置和硫酸铵生产装置来完成后续工序。

(1) 亚硫酸铵溶液酸解装置。该装置是将 (NH4)2SO3(包括NH4HSO3) 与H2SO4 (或者H3PO4、HNO3) 反应，生成 (NH4)2SO4(或NH4H2PO4、NH4NO3) 溶液和SO2 气体，同时酸解过程送入空气，使得SO2在空气混合物中浓度达10%～20% (质量)。酸解中硫酸原料的浓度为98% (质量)，酸解是放热反应，温度可达70～80℃，所以SO2解析不需外部热源。最后，用氨调节pH值，中和富余的硫酸。

(2) 硫酸生产装置。包括SO2催化氧化 (催化剂为V2O5/SiO2) 为SO2的转化器和换热器，SO2气体干燥塔和SO2气体吸收塔及酸循环槽等设备。

(3) 硫酸铵生产装置。硫酸铵溶液经蒸发、分离、干燥，包装出厂。

筛板塔NADS技术采用的是筛板塔。它用的是一种大孔径、高开孔率筛板做传质元件，具有阻力小 (0.15～0.3kPa) 的特点，是传统板式塔的50%; 空塔气速可达4m/s，是传统板式塔两倍。塔体可由耐热玻璃钢制造。

NADS技术气液接触方式是喷雾方式，且可一塔多级吸收，图16-48为二层隔板，三层筛分段吸收。段层数视系统需要而增减。

氨—亚铵法氨—亚铵法是直接吸收SO2后的母液加工成产品——亚硫酸铵 (简称亚铵)。亚铵可替代烧碱用于制浆造纸工业。该法工艺流程简单，它可用气氨、氨水及碳酸氢铵作氨源，取材灵活。

反应原理用碳酸氢铵溶液吸收SO2，主要反应为：

2NH4HCO3+SO2→ (NH4)2SO3+H2O+2CO2

(NH4)2SO3+SO2+H2O→2NH4HSO3

烟气中一般含一定量的氧，在溶液中还会发生副反应：

(NH4)2SO3+1/2O2→ (NH4)2SO4

对于硫酸尾气，含有少量SO3，会发生如下反应：

2 (NH4)2SO3+SO3+H2O→ (NH4)2SO4+2NH4HSO3

吸收SO2后，母液主要含NH4HSO3，加固体NH4HCO3中和，可析出亚铵晶体，反应如下：

NH4HSO3+NH4HCO3→ (NH4)2SO3+CO2+H2O

此反应为吸热反应，溶液不经冷却即可降至0℃左右。

工艺流程氨—亚铵工艺流程见图16-50，全部工艺可分为吸收、中和、分离、氧化四个阶段。

1) 吸收。含SO2的气体依次进入串连的吸收塔Ⅰ和Ⅱ，在塔内SO2 被循环喷淋的吸收液吸收后排放。在第Ⅰ塔中吸收液尽量保持较高的浓度，以便生成较多的NH4HCO3，并不断抽取部分溶液送至中和工序，以便制取固体 (NH4)2SO3产品。在第Ⅱ塔中，吸收液浓度可降低些，保持高碱度，使(NH4)2SO3含量高些。为保持各塔循环液碱度和液位不变，要不断地补充固体NH4HCO3。

2) 中和。由于NH4HSO3比 (NH4)2SO3 在水中溶解度大，第Ⅰ塔引出高浓度NH4HSO3溶液，在中和器内加入NH3HSO3 进行反应，反应后NH4HSO3转化成 (NH4)2SO3，而(NH4)2SO3的溶解度小，大量晶体析出。

3) 分离。由中和器底部引出含有 NH4HSO3·H2O晶体的悬浮液通过离心机分离，分离出白色固体NH4HSO3·H2O产品，滤液送回第Ⅱ塔继续吸收。

4) 氧化。烟气中存在氧对NH4HSO3氧化率可达5%～14%，而晶体亚铵氧化成为硫铵氧化率一般为0.3%～7%，最高可达50%。2