火电厂脱硝逃逸氨对脱硫系统及环境影响分析研究

时间：2019-11-27 14:04

来源：成都锐思环保

作者：马文杰孙道华

3.2氨吸收平衡

根据氨的吸收其吸收过程的平衡方程如下：

根据以上方程建立氨吸收的物料平衡关系：

式中：nNH3(EG)为烟气带入的氨量，mol/h；nNH3(PW)为工艺水带入的氨量，mol/h；P0为操作压力，101325Pa；Kr为氨与氢离子反应平衡常数；V为排出系统的液体体积，m3；H’NH3为氨的亨利系数；cNH3·H2O为液相中游离氨的浓度，mol/L；Pw为水蒸气分压，Pa。

脱硫系统出口烟气为饱和烟气，其Pw=Ps，Ps为水的饱和蒸气压。

氨的物料平衡关系可以看出，氨在气液相的分布，不仅与温度、压力、吸收液pH值有关，还与外排的脱硫废水量有关。

3.3各因素对氨平衡的影响

在脱硫系统中，对SO2的吸收产生影响的因素有：pH值、温度，CaCO3的含量等；pH值=4时，对SO2吸收受抑制，当pH值=6时，二氧化硫吸收效果最佳，最佳的运行pH值为5.5左右。常规脱硫系统的操作条件为：pH值=5.5～6.0，温度为50～55℃；按照正常操作条件下，由物料平衡计算废水排放量为10m3/h。氨逃逸为1~4mg/Nm3也对氨平衡产生影响，因此脱硫系统的操作条件和氨逃逸率对氨平衡进行正交分析。其正交表见表5。

表5因素及水平

根据表5所列的条件关系为各影响因素在脱硫系统正常操作条件下的不同取值。经过在不同因素条件下的组合分析得到其影响结果，见表6。

根据分析结果由表6中看出，脱硫系统正常操作条件下，氨逃逸对出脱硫塔的氨量影响最大，从而决定了烟气中的氨含量以及脱硫废水中的氨含量。在一定氨逃逸条件下，脱硫系统的pH值越低，则大量逃逸的氨进入到液相中；由脱硫废水排出。脱硫废水排放量增大有利于氨吸收，但其影响没有氨逃逸和pH值大。

较低的pH值不利于SO2的吸收，但氨氮会以离子态的形式进入到液相；而高pH值有利于SO2的吸收，但从烟囱排出的逃逸的氨量会增大。运行温度为50～55℃，在该温度范围内对其影响很低。

表6氨平衡影响因素分析表

4氨逃逸对环境的影响

通过对以上分析可知，逃逸的氨由脱硫系统通过烟气和废水排出，对环境产生影响。因此根据氨的物料平衡方程，在脱硫塔正常操作情况下，脱硫废水排放量为10m3/h，洗涤石膏带走的氨可忽略，分析不同的逃逸氨对环境的影响程度。

氨的吸收可知，低温和低pH值有利于氨的吸收，高温和高pH值不利于氨吸收。根据脱硫塔操作条件，即考虑在50℃、pH值=5.5和在55℃、pH值=6.0的2种情况下氨的逃逸率对环境的影响；其结果见图2。

《恶臭污染物排放标准—征求意见稿》中根据烟囱高度的不同，最高允许排放量有不同的限值：电厂的烟囱高度均超过30m，对应的氨的最高排放量不超过3.5kg/h，典型的2台1000MW机组共用1根烟囱，单个脱硫塔的出口烟气中氨最高排放量不应超过1.75kg/h。

图2氨逃逸率对大气环境的影响

由图2可以看出，在50℃、pH值=5.5最利于氨吸收条件和55℃、pH值=6.0最不利于氨吸收条件的情况下，均随着氨逃率的增大，脱硫塔排放进入大气的氨量增大。氨逃逸率一定时，最利于氨吸收的条件下排入大气的氨比最不利于吸收条件下排入大气的氨少。脱硫塔正常操作条件下，当氨逃率一定时，其排入到大气的氨量在这个2条线之间；当氨逃逸率超过0.85mg/Nm3后，不能满足恶臭气体排放标准。

根据氨平衡，氨逃率增大，其排放的脱硫废水的氨含量同样增大；超过排放标准15mg/L，需要经过处理后才能排放。

因此减少对环境的影响，需要在脱硝过程中严格的控制氨逃逸。

5结论

(1)逃逸氨经过正常运行条件下的脱硫系统后，对逃逸氨气液相平衡分布的影响因素及程度：氨逃逸率>pH值>脱硫废水的排放量>温度。

(2)氨逃逸率一定情况下，温度和pH值的升高，会导致脱硫系统排出烟气的氨含量增大。

(3)氨逃逸率增大，排入大气的氨量和脱硫废水的氨含量均增加；当典型的2台1000MW机组共用一根烟囱的情况下，氨逃逸率超过0.85mg/Nm3后，烟囱排放处不满足恶臭气体排放标准。

编辑：李丹