化工设计大赛脱硫氨法（合成氨脱硫工艺设计）

氨水法脱硫原理

氨法脱硫即用氨水通过喷淋与烟气接触，吸收烟气中的二氧化硫，最终生成亚 *** 铵，反应式如下：

SO2+NH3+H2O=NH4HSO3 （1）

SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3 （2）

SO2+(NH4)2SO3+H2O=2NH4HSO3 （3）

NH3+ NH4HSO3=(NH4)2SO3 （4）

上述反应中，在送入氨量较少时，则发生（1）式反应；在送入氨量较多时，则发生（2）式反应；而式（3）表示的是氨法脱硫吸收反应的主反应式；因吸收过程中所生成的酸式盐NH4HSO3对SO2不具有吸收能力，吸收液中NH4HSO3数量增多时对SO2吸收能力下降，操作中需向吸收液中补充氨，使部分NH4HSO3转变为(NH4)2SO3，这就发生（4）式反应，以保持吸收液对SO2的吸收能力。

在烟气吸收过程中形成的(NH4)2SO3，需氧化为(NH4)2SO4才是期望的副产品。反应在专门设计的氧化器中进行，反应式如下：

2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4

氨法脱硫反应化学方程式

（1）依据流程图分析，吸收塔中发生反应是二氧化硫、一水合氧气反应生成 *** 铵和水，反应的化学方程式为：4NH 3 ∙H 2 O+2SO 2 +O 2 ═2（NH 4 ） 2 SO 4 +2H 2 O；

故答案为：4NH 3 ∙H 2 O+2SO 2 +O 2 ═2（NH 4 ） 2 SO 4 +2H 2 O；

（2）吸收塔中溶液的pH在5.5～6.0之间，生产效率较高．氨气溶于水显碱性，控制氨气的量来控制溶液的酸碱性，所以当控制一定流量的尾气时，调节溶液的pH的 *** 是，调节氨水的流量，

故答案为：调节氨水的流量；

氨法脱硫是什么？

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 *** 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 *** 铵中间产品。其中，x=1.2－1.4。

直接将亚铵制成产品即为亚 *** 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 *** 、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/2H *** O4=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 *** 制酸装置生产 *** 。而生产所得的 *** 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、 *** 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。

几种湿式氨法脱硫工艺：

（1） Walther氨法工艺

湿法氨水脱硫工艺最早是由克卢伯（krupp kroppers）公司开发于七八十年代的氨法Walther工艺。除尘后的烟气先经过热交换器，从上方进入洗涤塔，与氨气（25%）并流而下，氨水落入池中，用泵抽入吸收塔内循环喷淋烟气。烟气则经除雾器后进入一座高效洗涤塔，将残存的盐溶液洗涤出来，最后经热交换器加热后的清洁烟气排入烟囱。

（2）AMASOX氨法工艺

传统的氨法工艺遇到的主要问题之一是净化后的烟气中存在气溶胶问题没得到解决。能捷斯-比晓夫公司对传统氨法进行了改造和完善为AMASOX法。主要改进是将传统的多塔改为结构紧凑的单塔、并在塔内安置湿式电除雾器解决气溶胶问题。

（3）GE氨法工艺

90年代，美国的GE公司也开发了氨法工艺，并在威斯康辛州的kenosha电厂建一个500MW的工业性示范装置。该工艺流程为：除尘后的烟气从电厂锅炉后引出，经换热器后，进入冷却装置高压喷淋水雾降温、除尘（去除残存的烟尘），冷却到接近饱和和露点温度的洁净烟气再进入到吸收洗涤塔内。吸收塔内布置有两段吸收洗涤层，使洗涤液和烟气得以充分的混和接触，脱硫后的烟气经塔内的湿式电除尘器除雾后，再进入换热器升温，达到排放标准后经烟囱排入大气。脱硫后含有 *** 铵的洗涤液经结晶系统形成副产品 *** 铵。

（4）NKK氨法

NKK氨法是日本钢管公司开发的工艺。该吸收塔具有一定的特点，分三段。从下往上，下段是预洗涤除尘和冷激降温，在这一段，没有吸收剂的加入。中段是之一吸收段，吸收剂从此段加入。上段作为第二吸收段，但是不加吸收剂，只加工艺水。吸收处理后的烟气经加热器升温后排向烟囱。亚硫铵氧化在单独的氧化反应器中进行。需要的氧由压缩空气补充，氧化剩余气体排向吸收塔。