火電廠脫硝逃逸氨對脫硫系統及環境影響分析研究

時間：2019-11-27 14:04

來源：成都銳思環保

作者：馬文杰孫道華

3.2氨吸收平衡

根據氨的吸收其吸收過程的平衡方程如下：

根據以上方程建立氨吸收的物料平衡關系：

式中：nNH3(EG)為煙氣帶入的氨量，mol/h；nNH3(PW)為工藝水帶入的氨量，mol/h；P0為操作壓力，101325Pa；Kr為氨與氫離子反應平衡常數；V為排出系統的液體體積，m3；H’NH3為氨的亨利系數；cNH3·H2O為液相中游離氨的濃度，mol/L；Pw為水蒸氣分壓，Pa。

脫硫系統出口煙氣為飽和煙氣，其Pw=Ps，Ps為水的飽和蒸氣壓。

氨的物料平衡關系可以看出，氨在氣液相的分布，不僅與溫度、壓力、吸收液pH值有關，還與外排的脫硫廢水量有關。

3.3各因素對氨平衡的影響

在脫硫系統中，對SO2的吸收產生影響的因素有：pH值、溫度，CaCO3的含量等；pH值=4時，對SO2吸收受抑制，當pH值=6時，二氧化硫吸收效果最佳，最佳的運行pH值為5.5左右。常規脫硫系統的操作條件為：pH值=5.5～6.0，溫度為50～55℃；按照正常操作條件下，由物料平衡計算廢水排放量為10m3/h。氨逃逸為1~4mg/Nm3也對氨平衡產生影響，因此脫硫系統的操作條件和氨逃逸率對氨平衡進行正交分析。其正交表見表5。

表5因素及水平

根據表5所列的條件關系為各影響因素在脫硫系統正常操作條件下的不同取值。經過在不同因素條件下的組合分析得到其影響結果，見表6。

根據分析結果由表6中看出，脫硫系統正常操作條件下，氨逃逸對出脫硫塔的氨量影響最大，從而決定了煙氣中的氨含量以及脫硫廢水中的氨含量。在一定氨逃逸條件下，脫硫系統的pH值越低，則大量逃逸的氨進入到液相中；由脫硫廢水排出。脫硫廢水排放量增大有利于氨吸收，但其影響沒有氨逃逸和pH值大。

較低的pH值不利于SO2的吸收，但氨氮會以離子態的形式進入到液相；而高pH值有利于SO2的吸收，但從煙囪排出的逃逸的氨量會增大。運行溫度為50～55℃，在該溫度范圍內對其影響很低。

表6氨平衡影響因素分析表

4氨逃逸對環境的影響

通過對以上分析可知，逃逸的氨由脫硫系統通過煙氣和廢水排出，對環境產生影響。因此根據氨的物料平衡方程，在脫硫塔正常操作情況下，脫硫廢水排放量為10m3/h，洗滌石膏帶走的氨可忽略，分析不同的逃逸氨對環境的影響程度。

氨的吸收可知，低溫和低pH值有利于氨的吸收，高溫和高pH值不利于氨吸收。根據脫硫塔操作條件，即考慮在50℃、pH值=5.5和在55℃、pH值=6.0的2種情況下氨的逃逸率對環境的影響；其結果見圖2。

《惡臭污染物排放標準—征求意見稿》中根據煙囪高度的不同，最高允許排放量有不同的限值：電廠的煙囪高度均超過30m，對應的氨的最高排放量不超過3.5kg/h，典型的2臺1000MW機組共用1根煙囪，單個脫硫塔的出口煙氣中氨最高排放量不應超過1.75kg/h。

圖2氨逃逸率對大氣環境的影響

由圖2可以看出，在50℃、pH值=5.5最利于氨吸收條件和55℃、pH值=6.0最不利于氨吸收條件的情況下，均隨著氨逃率的增大，脫硫塔排放進入大氣的氨量增大。氨逃逸率一定時，最利于氨吸收的條件下排入大氣的氨比最不利于吸收條件下排入大氣的氨少。脫硫塔正常操作條件下，當氨逃率一定時，其排入到大氣的氨量在這個2條線之間；當氨逃逸率超過0.85mg/Nm3后，不能滿足惡臭氣體排放標準。

根據氨平衡，氨逃率增大，其排放的脫硫廢水的氨含量同樣增大；超過排放標準15mg/L，需要經過處理后才能排放。

因此減少對環境的影響，需要在脫硝過程中嚴格的控制氨逃逸。

5結論

(1)逃逸氨經過正常運行條件下的脫硫系統后，對逃逸氨氣液相平衡分布的影響因素及程度：氨逃逸率>pH值>脫硫廢水的排放量>溫度。

(2)氨逃逸率一定情況下，溫度和pH值的升高，會導致脫硫系統排出煙氣的氨含量增大。

(3)氨逃逸率增大，排入大氣的氨量和脫硫廢水的氨含量均增加；當典型的2臺1000MW機組共用一根煙囪的情況下，氨逃逸率超過0.85mg/Nm3后，煙囪排放處不滿足惡臭氣體排放標準。

編輯：李丹

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