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      氨法脫硫工藝的基本原理

         日期:2018-06-25     來源:氨法脫硫網    瀏覽:65    評論:0    

        近年來,煙氣凈化引起各行業關注,本文將介紹氨法脫硫工藝的基本原理,內容如下:

        在本質上氨法脫硫工藝是采用NH3來吸收凈化煙氣的,包含著復雜的物理、化學過程。以下將從物理化學原理方面對工藝各階段加以分析。

        煙氣中的SO2從煙氣主體進入吸收液的過程是物理吸收和化學反應的過程,通過這個過程,使SO2從氣相進入液相而被捕獲。該過程可分為如下幾個步驟:

        氨法脫硫工藝中的化學步驟

        1.煙氣中SO2溶解于水形成H2SO3。

        2.氨吸收劑溶解于水形成NH3˙H2O。

        3.溶解于水形成的NH3˙H2O與溶解于水形成的H2SO3進行化學反應形成(NH4)2SO3。

        4.形成的(NH4)2SO3在氧化空氣的作用下氧化形成(NH4)2SO4

        氨法脫硫過程的總化學反應式可以綜合表示為:

        SO2+H2O+XNH3=(NH4)xH2-xSO3

        (NH4)xH2-xSO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4

        雖然該綜合反應式中列出了主要的反應物和生成物,但整個反應過程非常復雜,可以通過以下的一系列反應過程表示:

        A:脫硫塔中SO2的吸收

        煙氣中的二氧化硫(SO2)溶于水并生成亞硫酸。

        SO2 + H2O → H2SO3 (1)

        B:亞硫酸同溶于水中的硫酸銨和亞硫酸銨起反應。

        H2SO3 +(NH4)2SO4 →NH4HSO4 + NH4HSO3 (2)

        H2SO3+(NH4)2SO3 →2NH4HSO3 (3)

        C:吸收劑氨的溶解

        NH3 + H2O → NH4OH →NH4+ + OH- (4)

        由于反應(4)的進行,可以不斷提供中和用的堿度及反應用的銨離子。氨同溶于水中的亞硫酸、硫酸氫銨和亞硫酸氫銨起反應。

        D:中和吸收的SO2

        SO2極易與堿性物質發生化學反應,形成亞硫酸鹽。堿過剩時生成正鹽;SO2過剩時形成酸式鹽。

        SO2 + NH4OH→ NH4HSO3 (5)

        SO2 + 2NH4OH →(NH4)2SO3 + H2O (6)

        由于反應(5)、(6)的進行,可以使更多SO2可被吸收。

        E:吸收得到的(亞)硫酸(氫)銨氧化成硫酸(氫)銨

        亞硫酸鹽不穩定,可被煙氣及氧化空氣中的氧氣氧化成穩定的硫酸鹽。

        2 NH4HSO3 + O2 → 2NH4HSO4 (7)

        2(NH4)2SO3 + O2 →2(NH4)2SO4 (8)

        F:硫酸銨溶液濃縮后結晶析出硫酸銨固體

        硫酸銨 + 水 → 硫酸銨固體 + 水蒸汽

        G:脫硝功能

        氨法脫硫在脫出二氧化硫的同時,對氮氧化物也有一定的脫除效果,其反應原理如下:

        煙氣中氮氧化物(NOx)主要以NO(占NOx的90%)形式存在,其次是NO2、N2O5等。在一定溫度下,NO 在空氣中部分氧化成NO2,建立如下平衡:

        NO+ 1/2O2 = NO2

        在一定溫度的水溶液中,亞硫酸銨(NH4)2SO3與水中溶解的NO2反應生成(NH4)2SO4 與N2,建立如下平衡:

        2(NH4)2SO3 + NO2 = 2(NH4)2SO4 + 1/2N2 ↑

        亞硫酸銨(NH4)2SO3與水中溶解的NO反應生成(NH4)2SO4與N2,建立如下平衡:

        (NH4)2SO3+ NO= (NH4)2SO4+ 1/2N2↑

        亞硫酸氫銨NH4HSO3與水中溶解的NO2反應生成NH4HSO4 與N2,建立如下平衡:

        4NH4HSO3+2NO2→4NH4HSO4+N2↑

       
      標簽: 氨法脫硫
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