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摘要：近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，燃煤锅炉的应用也越来越广泛。在燃煤锅炉烟气脱硫减排处理应用中，氨法脱硫技术可靠。氨法脱硫工艺技术特别适合在我国氮肥行业热电联产锅炉的烟气脱硫装置使用，本文介绍了氨法脱硫技术原理、工艺流程、技术指标要求、装置设备配置等技术工程内容，供同行、研究人员参考与探讨用途。
关键词：污染防治；氨法脱硫；燃煤锅炉烟气处理；节能减排
引言
近百年来国内外对烟气脱硫技术进行了大量的研究，并取得了丰富的研究成果。据不完全统计，目前世界上有超过200多种烟气脱硫技术，其中湿法烟气脱硫技术应用最为广泛，如石灰石-石膏法、氨法、镁法、钠法、有机碱法、海水脱硫等。随着科学技术的不断进步，近年来催生了大量烟气脱硫新技术，如微生物脱硫技术、电子束照射法、活性炭处理技术、膜吸收技术、催化技术、高能辐射技术等，但这些新技术存在技术不成熟、费用高、适应性差、大型化困难等问题。
1燃煤锅炉烟气氨法脱硫工艺
氨法脱硫工艺采用20%氨水作为吸收剂，通过科学的加氨方式把氨水注入到脱硫系统。从锅炉引风机出来的热烟气通过烟道送入脱硫塔，热烟气在塔内迅速降温增湿，随后烟气逆流而上，与自上而下的浆液充分接触，循环吸收液利用高温烟气的热量将溶液进行浓缩，烟气通过集液器气帽进入脱硫塔吸收区。在脱硫塔吸收区内，向上与来自加氨槽中的吸收液逆流接触，SO2被充分吸收后，通过集液器气帽进入水洗除尘装置，通过大量清水洗涤去除烟气中夹带的硫酸铵以及在吸收过程中可能产生的微量气溶胶，净烟气进入除雾器去除烟气中夹带的液滴，最后进入线－网式湿电除雾器除雾除尘后由塔顶直接烟囱排放。脱硫塔底部的浓缩循环液通过浓缩循环泵送入脱硫塔浓缩段与高温烟气接触，利用高温烟气的热量将硫酸铵溶液进行浓缩，得到含固量约为10%的硫酸铵浆液，由硫酸铵浆液排出泵送入后处理系统，经液固分离、离心分离、干燥后，经过包装得到硫酸铵商品。
2氨法烟气脱硫技术存在的问题及解决方法
目前，氨法烟气脱硫技术主要应用于化工企业的自备燃煤发电机组，最大单塔烟气处理量与300MW燃煤机组的烟气量相当。据不完全统计，截至2017年，中国化工行业占据70%的氨法烟气脱硫技术市场，钢铁、火电行业分别占10%和5%，其余零星分布在有色、造纸等行业。氨法烟气脱硫技术存在的主要问题：一是氨属于危险化学品，氨源采购半径应小于200km，且企业和运输道路周边没有学校、医院、居民密集区等环境敏感目标。二是脱硫过程容易生成不易脱除的气溶胶，以及氨逃逸现象。三是副产品硫酸铵具有腐蚀性，吸收塔及下游系统设备、管道须采用耐腐蚀材料。氨作为危险化学品，其运输安全防护等级很高，储存区域也属于重大危险源。为了解决和消除运输、储存安全风险，一般可采用尿素作为制氨原料，通过尿素热解或水解工艺获取氨气。尿素是大宗农用生产物资，可以方便安全地运输、储存和使用，尿素的采购不受氨源采购半径或环境敏感目标的限制。2019年4月，国家能源局发布《切实加强电力行业危险化学品安全综合治理工作的紧急通知》（国能综函安全〔2019〕132号），从政策层面明确要求发电企业采用尿素制氨工艺。气溶胶是氨水挥发逸出的气态NH3与烟气中SO2发生气相反应生成的铵硫化合物的混合体，主要由（NH4）2SO4，（NH4）2SO3，NH4HSO3等化合物组成，粒径集中在0.07～0.70μm范围内，由于粒径过小，脱硫系统难以有效脱除气溶胶。为避免气溶胶的生成，可将脱硫区域气态NH3质量分数降低，控制在10%~20%，选择较大的液气比（5~7）。另外，在脱硫系统的出口设置除尘器，可以有效解决气溶胶问题。氨逃逸问题可以通过pH值调整、液气比控制，以及吸收塔喷淋层优化等方法，确保吸收液与烟气充分接触，保证脱硫效率的同时控制氨逃逸。与硫酸钙相比，硫酸铵的SO42-离子浓度更大，意味着具有更强的腐蚀能力。
在具体脱硫工程设计中应该加强对防腐蚀问题的技术应对，系统运行中进行有效的pH值控制，减轻硫酸铵对设备、管道的腐蚀。同时采用针对性的工程防腐蚀措施，如采用不锈钢合金耐腐蚀材料、烟道衬里玻璃鳞片防腐或者复合搪瓷板烟道，以加强管道和设备的保温，消除烟道冷凝液伴随的腐蚀问题，保证脱硫系统安全稳定运行。
3燃煤锅炉烟气氨法脱硫工艺技术的应用与效果
3.1单塔多段多循环技术
单塔多段多循环技术是在多功能组合脱硫塔内实现浓缩、降温、脱硫、烟气的净化除尘及除雾等多种功能。每级循环分别设有独立的循环槽、喷淋层，形成相对独立的闭环循环回路。根据不同的功能，每个独立的循环运行参数独立控制，易于优化和快速调整。
3.2气溶胶控制
在氨法脱硫工程运行过程中，易出现烟气拖尾等不良情况，烟气中的粉尘含量增大，且粉尘中含有硫酸铵等物质。受氨挥发性能影响，易出现氨逃逸与气溶胶现象，造成环境污染的同时，会增加脱硫运行成本。尤其是厂区周围空气中的硫酸铵等物质含量相对较高，不仅会腐蚀地面设施，也会对人体健康造成影响；对此，应当加强注意。气溶胶问题处理成为了脱硫技术优化的研究热点，使得电除雾器在国内氨法脱硫工程中的应用尚未普及，仍处于摸索性前进阶段，主要利用脱硫塔等系统优化控制气溶胶，还需本着引进来和走出去的原则，灵活运用电除雾器等先进技术，以此实现气溶胶有效控制。
3.3氨逃逸
氨逃逸浓度是指吸收塔出口单位烟气体积（干基）中游离氨（以NH3分子形式存在的氨，不包括雾滴、颗粒物中的铵盐）的质量。亚硫酸铵氧化率低也是造成氨逃逸严重的另一个原因，亚硫酸铵是不稳定的化合物，如果不及时氧化成稳定的硫酸铵，容易分解成二氧化硫和氨，造成排放烟气中二氧化硫升高，同时氨逃逸加剧36。烟气温度通过影响吸收液温度来影响亚硫酸铵溶解度和氨逃逸量，吸收塔入口温度超过110℃后脱硫效率明显下降，氨逃逸量开始大量增加。为避免脱硫过程中生成气溶胶，将脱硫区域气态氨含量降低，一般工业上氨质量分数控制在10%～20%。选择较大的液气比可以降低液相游离氨含量和气相氨含量，氨法脱硫液气比一般控制在5～7。
结语
综上所述，煤化工发展规模逐渐增大，环保排放标准等越发严格，应当加大环保技术研发力度，以推动煤化工现代化建设进程。氨法脱硫技术凭借可提高循环经济水平与脱硫率高等优势，在煤化工领域得到了广泛应用。未来还需加强实践经验总结与技术应用问题分析，确保技术性能得到充分发挥。
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