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    水泥企业喷氨水能脱硫吗?

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    上传日期:2021-06-15 15:27:06


    关键字:氨水企业氨水脱硫氨水效果

    很多水泥企业选择在C2预热器出口喷氨水来降低SO2排放水平,部分企业确实证明有一定脱硫效果,但是有些企业却没有效果。在此想讨论下,在C2出口喷氨水是否具有脱硝效果。

    氨水企业

    (1)氨法脱硫


    氨法烟气脱硫技术是世界上商业化应用的脱硫方法之一。该工艺既可脱硫又可以部分脱除烟气中的氮氧化物,副产物为硫酸铵,实现资源回收利用,是控制酸雨和二氧化硫污染更为有效和环保的湿法烟气脱硫技术。


    (以上内容来自于百度百科)


    可见氨法脱硫技术是在多个行业得到应用的成熟的脱硫技术。但是氨法脱硫本身需要建立自身的脱硫系统。氨法脱硫是将排放烟气通入吸收塔中,利用液氨(而不是氨气本身)与SO2发生液气反应,来脱除SO2的。多余的液氨则循环利用,产生通过离心、干燥等形成硫酸铵产品。


    相关反应方程如下所示:


    吸收反应:

    NH3 + H2O+ SO2→ (NH4)2SO3

    (NH4)2SO3+ SO2 +H2O→ NH4HSO3

    NH4HSO3 + NH3→(NH4)2SO3

    氧化反应:

    (NH4)2SO3 + O2→(NH4)2SO4


    需要注意的是,氨法脱硫温度很低,一般入口烟气温度会控制在100℃左右(当然低于100℃更有利脱硫),出口烟气温度一般在45-55℃,往往还需要通过对烟气再加热至70℃左右再排放。


    而水泥C2出口温度往往在460-480℃,在如此高的温度内喷氨水能脱硫吗?可以的话,其原理又是什么呢?


    (2)水泥预热器喷氨水脱硫


    首先可以肯定的一点是,喷入C2预热器出口的氨水,将会发生汽化反应,形成氨气NH3。


    那么是氨气与SO2在此发生反应吗?


    答案应该是否定的!


    原因很简单,如果反应的话,其反应产物是什么呢?硫酸铵?亚硫酸铵?亚硫酸氢铵?


    但是硫酸铵280℃开始分解,513℃完全分解,放出氨气、氮气、二氧化硫及水。因此如果反应产物是硫酸铵,就算形成也马上会发生分解!

    图片

    数据来源于:范芸珠, 曹发海. 硫酸铵热分解反应动力学研究 [J]. 高校化学工程学报, 2011,25(2):341-346. 


    亚硫酸铵的分解温度为60-70℃,亚硫酸氢铵没有查到,但是百度百科上说是“遇热分解放出二氧化硫”。因此更不可能是亚硫酸铵或者亚硫酸氢铵了。


    那么在C2出口处喷氨水会有脱硫效果吗?


    应该是会有的,但是效果会很差,而且氨水与SO2的反应不是发生在C2预热器出口,而是在C1出口至生料磨入口,即余热锅炉、增湿塔、连接管道等。因为在C2-C1区间,温度太高,就算会发生反应,产物也会马上分解;而在生料磨内或者出生料磨后,虽然温度降低有助于氨气与SO2的反应,但是在生料磨内NH3会被生料大量吸附,导致出口NH3含量降低。(当然,如果NH3含量充足的话反应效果应该更佳!因为此时烟气温度低且水分含量高)


    除此,在C2出口喷入含20%水分的氨水,有助于增加烟气中水分含量,这对于预热器内CaCO3对SO2的吸收反应、生料磨内生料对SO2的吸收都是有利的。


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    还有一点需要注意,假设NH3能够与SO2发生反应,那么形成的产物硫酸铵等应该会随生料一起进入C2、C3、C4、分解炉等,随着温度越来越高,其必然会发生分解,从这个层面来讲即使喷氨水能够脱硫,效果也会非常弱。


    总之,即使在C2出口喷入氨水,从烟囱处看到了一定的脱硫效果,也不一定是NH3与SO2反应所致,可能只是烟气中水分增大,促进了生料与SO2的反应;或者是生料磨出口的NH3依旧很多,在生料磨出口至烟囱位置,逃逸的NH3(包括SNCR喷入氨水及C2出口喷入氨水)与SO2发生了反应。