氨法脱硫是什么？
氨法脱硫是什么？
08-09-24 &
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-亚硫酸铵法等。 （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） 得到亚硫酸铵中间产品。其中，x=1.2－1.4。 直接将亚铵制成产品即为亚硫酸铵法 （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 用硫酸、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/2H3PO4=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硫酸制酸装置生产硫酸。而生产所得的硫酸又可用于生产磷酸、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、硫酸铵生产系统（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。脱硫后含有硫酸铵的洗涤液经结晶系统形成副产品硫酸铵。 （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。中段是第一吸收段，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。
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国内烟气脱硫技术我国目前的经济条件和技术条件还不允许象发达国家那样投入大量的人力和财力，并且在对二氧化硫的治理方面起步很晚，至今还处于摸索阶段，国内一些电厂的烟气脱硫装置大部分欧洲、美国、日本引进的技术，或者是试验性的，且设备处理的烟气量很小，还不成熟。不过由于近几年国家环保要求的严格，脱硫工程是所有新建电厂必须的建设的。因此我国开始逐步以国外的技术为基础研制适合自己国家的脱硫技术。以下是国内在用的脱硫技术中较为成熟的一些，由于资料有限只能列举其中的一些供读者阅读。石灰石——石膏法烟气脱硫工艺石灰石——石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术，日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。它的工作原理是：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95% 。旋转喷雾干燥烟气脱硫工艺喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2发生化学反应生成CaSO3,烟气中的SO2被脱除。与此同时，吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集下来。脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。为了提高脱硫吸收剂的利用率，一般将部分除尘器收集物加入制浆系统进行循环利用。该工艺有两种不同的雾化形式可供选择，一种为旋转喷雾轮雾化，另一种为气液两相流。喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点，脱硫率可达到85%以上。该工艺在美国及西欧一些国家有一定应用范围（8%）。脱硫灰渣可用作制砖、筑路，但多为抛弃至灰场或回填废旧矿坑。磷铵肥法烟气脱硫工艺磷铵肥法烟气脱硫技术属于回收法，以其副产品为磷铵而命名。该工艺过程主要由吸附（活性炭脱硫制酸）、萃取（稀硫酸分解磷矿萃取磷酸）、中和（磷铵中和液制备）、吸收（ 磷铵液脱硫制肥）、氧化（亚硫酸铵氧化）、浓缩干燥（固体肥料制备）等单元组成。它分为两个系统：烟气脱硫系统——烟气经高效除尘器后使含尘量小于200mg/Nm3，用风机将烟压升高到7000Pa，先经文氏管喷水降温调湿，然后进入四塔并列的活性炭脱硫塔组（其中一只塔周期性切换再生），控制一级脱硫率大于或等于70%，并制得30%左右浓度的硫酸，一级脱硫后的烟气进入二级脱硫塔用磷铵浆液洗涤脱硫，净化后的烟气经分离雾沫后排放。肥料制备系统——在常规单槽多浆萃取槽中，同一级脱硫制得的稀硫酸分解磷矿粉（P2O5 含量大于26%），过滤后获得稀磷酸（其浓度大于10%），加氨中和后制得磷氨，作为二级脱硫剂，二级脱硫后的料浆经浓缩干燥制成磷铵复合肥料。炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫工艺炉内喷钙加尾部烟气增湿活化脱硫工艺是在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段，以提高脱硫效率。该工艺多以石灰石粉为吸收剂，石灰石粉由气力喷入炉膛850~1150℃温度区，石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙。由于反应在气固两相之间进行，受到传质过程的影响，反应速度较慢，吸收剂利用率较低。在尾部增湿活化反应器内，增湿水以雾状喷入，与未反应的氧化钙接触生成氢氧化钙进而与烟气中的二氧化硫反应。当钙硫比控制在2.0~2.5时，系统脱硫率可达到65~80%。由于增湿水的加入使烟气温度下降，一般控制出口烟气温度高于露点温度10~15℃，增湿水由于烟温加热被迅速蒸发，未反应的吸收剂、反应产物呈干燥态随烟气排出，被除尘器收集下来。该脱硫工艺在芬兰、美国、加拿大、法国等国家得到应用，采用这一脱硫技术的最大单机容量已达30万千瓦。烟气循环流化床脱硫工艺烟气循环流化床脱硫工艺由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统等部分组成。该工艺一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂，也可采用其它对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。由锅炉排出的未经处理的烟气从吸收塔（即流化床）底部进入。吸收塔底部为一个文丘里装置，烟气流经文丘里管后速度加快，并在此与很细的吸收剂粉末互相混合，颗粒之间、气体与颗粒之间剧烈磨擦，形成流化床，在喷入均匀水雾降低烟温的条件下，吸收剂与烟气中的二氧化硫反应生成CaSO3 和CaSO4。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出，进入再循环除尘器，被分离出来的颗粒经中间灰仓返回吸收塔，由于固体颗粒反复循环达百次之多，故吸收剂利用率较高。此工艺所产生的副产物呈干粉状，其化学成分与喷雾干燥法脱硫工艺类似，主要由飞灰、CaSO3、CaSO4和未反应完的吸收剂Ca(OH)2等组成，适合作废矿井回填、道路基础等。典型的烟气循环流化床脱硫工艺，当燃煤含硫量为2%左右，钙硫比不大于1.3时，脱硫率可达90%以上，排烟温度约70℃。此工艺在国外目前应用在10~20万千瓦等级机组。由于其占地面积少，投资较省，尤其适合于老机组烟气脱硫。海水脱硫工艺海水脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。在脱硫吸收塔内，大量海水喷淋洗涤进入吸收塔内的燃煤烟气，烟气中的二氧化硫被海水吸收而除去，净化后的烟气经除雾器除雾、经烟气换热器加热后排放。吸收二氧化硫后的海水与大量未脱硫的海水混合后，经曝气池曝气处理，使其中的SO32-被氧化成为稳定的SO42-，并使海水的PH值与COD调整达到排放标准后排放大海。海水脱硫工艺一般适用于靠海边、扩散条件较好、用海水作为冷却水、燃用低硫煤的电厂。海水脱硫工艺在挪威比较广泛用于炼铝厂、炼油厂等工业炉窑的烟气脱硫，先后有20多套脱硫装置投入运行。近几年，海水脱硫工艺在电厂的应用取得了较快的进展。此种工艺最大问题是烟气脱硫后可能产生的重金属沉积和对海洋环境的影响需要长时间的观察才能得出结论，因此在环境质量比较敏感和环保要求较高的区域需慎重考虑。电子束法脱硫工艺该工艺流程有排烟预除尘、烟气冷却、氨的充入、电子束照射和副产品捕集等工序所组成。锅炉所排出的烟气，经过除尘器的粗滤处理之后进入冷却塔，在冷却塔内喷射冷却水，将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度（约70℃）。烟气的露点通常约为50℃，被喷射呈雾状的冷却水在冷却塔内完全得到蒸发，因此，不产生废水。通过冷却塔后的烟气流进反应器，在反应器进口处将一定的氨水、压缩空气和软水混合喷入，加入氨的量取决于SOx浓度和NOx浓度，经过电子束照射后，SOx和NOx在自由基作用下生成中间生成物硫酸（H2SO4）和硝酸（HNO3）。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应，生成粉状微粒（硫酸氨(NH4)2SO4与硝酸氨NH4NO3的混合粉体）。这些粉状微粒一部分沉淀到反应器底部，通过输送机排出，其余被副产品除尘器所分离和捕集，经过造粒处理后被送到副产品仓库储藏。净化后的烟气经脱硫风机由烟囱向大气排放。氨水洗涤法脱硫工艺该脱硫工艺以氨水为吸收剂，副产硫酸铵化肥。锅炉排出的烟气经烟气换热器冷却至90~100℃，进入预洗涤器经洗涤后除去HCI和HF，洗涤后的烟气经过液滴分离器除去水滴进入前置洗涤器中。在前置洗涤器中，氨水自塔顶喷淋洗涤烟气，烟气中的SO2被洗涤吸收除去，经洗涤的烟气排出后经液滴分离器除去携带的水滴，进入脱硫洗涤器。在该洗涤器中烟气进一步被洗涤，经洗涤塔顶的除雾器除去雾滴，进入脱硫洗涤器。再经烟气换热器加热后经烟囱排放。洗涤工艺中产生的浓度约30%的硫酸铵溶液排出洗涤塔，可以送到化肥厂进一步处理或直接作为液体氮肥出售，也可以把这种溶液进一步浓缩蒸发干燥加工成颗粒、晶体或块状化肥出售。
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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-亚硫酸铵法等。（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）得到亚硫酸铵中间产品。其中，x=1.2－1.4。直接将亚铵制成产品即为亚硫酸铵法（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——氨酸法用硫酸、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/2H3PO4=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硫酸制酸装置生产硫酸。而生产所得的硫酸又可用于生产磷酸、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、硫酸铵生产系统（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。脱硫后含有硫酸铵的洗涤液经结晶系统形成副产品硫酸铵。（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。中段是第一吸收段，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。
请登录后再发表评论!烧结烟气氨法脱硫控制系统应用实例；更新时间：0:15来源：中；关键词:脱硫装置,氨法脱硫,烧结烟气,控制系统；烧结工序是钢铁工业产生SO2的主要来源；从烧结机出来的原烟气，经电除尘器除尘后，由脱硫塔；对于氨法脱硫工艺，二氧化硫与硫酸铵的产出比约为1；2脱硫分散控制系统的组成及布置；氨法脱硫系统中的测点不是很多，但要控制的阀门和设；2.1
烧结烟气氨法脱硫控制系统应用实例
更新时间： 10:15来源：中国环保产业作者: 汪 波，肖 达阅读：228网友评论0条摘要:介绍了某钢厂198平米烧结机氨法脱硫系统的工艺流程、DCS控制系统的硬件配置、主要模拟量控制、顺序控制及烟气监测系统，分析了控制系统配置的优缺点，提出系统改造的建议和方案。
关键词:脱硫装置,氨法脱硫,烧结烟气,控制系统
烧结工序是钢铁工业产生SO2的主要来源。烧结烟气量大、SO2浓度低，脱硫设备投资大且运行费用高，副产物复杂，处理难度大，国内可借鉴的治理示范工程少，这些问题都影响了烧结烟气脱硫的实施。而控制系统的设计是否合理，直接关系到脱硫系统能否长期安全稳定地运行。本文介绍了新华XCU-NET在烧结烟气氨法脱硫系统中的应用。 1 脱硫工艺原理
从烧结机出来的原烟气，经电除尘器除尘后，由脱硫塔底部进入。同时在脱硫塔顶部将氨水溶液喷入塔内与烟气中的SO2在脱硫塔中发生化学反应，吸收SO2的同时生成亚硫酸铵，并与空气进行氧化反应，生成硫酸铵溶液，经中间槽、过滤器、硫铵槽、加热器、蒸发结晶器、离心机脱水、干燥器即制得化学肥料硫酸铵，从而完成脱硫过程。烟气经脱硫塔的顶部出口排出，净化后的烟气由烟囱排入大气。
对于氨法脱硫工艺，二氧化硫与硫酸铵的产出比约为1∶2，即每脱除1吨SO2就产生2吨硫酸铵。在吸收塔里的硫酸铵不是以离子形式存在于溶液里，就是以固体结晶的形式存在于浆液里。系统里的主要成品―溶解或结晶的亚硫酸铵已完全被氧化成硫酸铵，因此在副产品中氮的含量很容易大于20.5%。
2 脱硫分散控制系统的组成及布置
氨法脱硫系统中的测点不是很多，但要控制的阀门和设备较多。总I/O点约200个，控制对象约80个。采用集中控制的方式，控制系统采用新华XCU-NET分散控制系统（DCS）完成整套脱硫设备及其辅助系统（包括电气设备）的监视与控制。
2.1 控制范围
采用分散控制系统实现对脱硫装置的烟气系统、 SO2吸收系统、氧化空气系统、氨水储蒸发、结晶系统等运行工况的监视和报警；对电动机、电动门、风门挡板以及电气供电回路的断路器的顺序控制；以及对一些工艺闭环的控制和联锁保护。
2.2 控制水平
以分散控制系统（DCS）的CRT和键盘作为烟气脱硫系统的主要监视和控制中心，并配少量光字牌和控制设备（布置在CRT台上），在集控室内完成烟气脱硫系统的启停及正常工况的监视和调整，异常工况的报警和紧急事故处理。
2.3 控制系统构成
脱硫DCS系统的控制柜安装在脱硫综合楼电子设备间内。在脱硫综合楼内设集中控制室，DCS的操作员站、打印机、电除尘控制上位机等合并布置于其中。脱硫装置控制系统（DCS）完成整套脱硫设备及其辅助系统（包括电气设备）的监视与控制。设置了一个操作员站和一个工程师站，工程师站也可作为操作员站，两站互为备用。每个操作员站配置2
台CRT。FGD装置的分散控制系统按分层分级的原则设计。DCS系统将分成系统监控层和过程控制层，在过程控制层中将分为两级控制，即子功能组级和驱动级。在不同层次和级别之间，通过通讯连接起来。图1为网络系统构成。
2.4 控制功能
D C S系统主要具备四个功能：数据采集和处理（DAS）；模拟量控制（MCS）；开关量顺序控制（SCS）和热工保护。
2.4.1 监视系统
脱硫装置的热工检测系统由分散控制系统DCS中的数据采集和处理系统（DAS）来完成。DAS系统的基本功能包括：数据采集、数据处理、屏幕显示、参数越限报警、事件序列、事故追忆、性能与效率计算和经济分析、打印制表、屏幕拷贝、历史数据存储等。
2.4.2 开关量顺序控制、联锁
辅机的联锁保护和启停控制以及一些主要阀门的开闭控制由DCS中的开关量顺序控制系统（SCS）来完成，实现功能组或子组级的控制，以减轻运行人员劳动强度，防止误操作。主要操作的对象有：脱硫塔循环泵、增压风机、氧化风机、密封风机、脱硫塔硫铵浆液排出泵、硫铵浆液输送泵、工艺水泵、氨水输送泵等。
（1）顺序控制
脱硫装置顺序控制的目的是满足装置的启动、停止及正常运行工况下的控制要求，并实现脱硫装置在事故和异常工况下的控制操作，保证装置的安全运行。
顺序控制的具体功能包括：1）实现脱硫装置主要工艺系统的自启停；2）实现脱硫塔及辅机、阀门、烟气挡板的顺序控制、控制操作及试验操作；3）实现辅机与其相关的冷却系统、润滑系统、密封系统的连续控制；4）在发生局部设备故障跳闸时，联锁启停相关设备；5）实现脱硫厂用电系统的联锁控制。
（2）保护与联锁
保护动作主要分四大类：1）报警信号：向操作人员提示装置运行中的异常情况；2）联锁保护：必要时按程序自动启动或自动切除某些设备及系统，使脱硫装置保持原负荷运行或减负荷运行；3）跳闸保护：当发生重大故障，危及设备或人身安全时，实施跳闸保护，停止整个装置（或某一部分设备）运行，避免事故扩大；4）热工保护：脱硫系统的热工保
护由DCS独立的分散处理单元来完成。主要实现的保护功能：脱硫装置的保护动作条件包括脱硫装置进口温度异常、进口压力异常、出口压力异常、烧结机主燃料跳闸（MFT）、增压风机故障、换热器故障、循环浆泵投入数量不足、原烟气挡板或净烟气挡板未开等。当发生上述情况时，脱硫装置停运并自动打开烟气旁路挡板，通过关闭原烟气挡板和净烟气挡板来断开进入脱硫装置的烟气通道，使用烟气旁路，直达烟囱排放。
控制室设旁路挡板门手动按钮，在紧急状态时，可强制开关旁路挡板门，保证锅炉安全运行。脱硫装置的DCS系统与烧结机的DCS控制系统之间的接口采用硬接线方式。主要信号：烧结机侧风量信号；烧结机状态（MFT、火焰、吹扫等信号）；燃烧器运行（或停止）信号；烟道压力信号；电除尘电场投入状况信号等。脱硫侧：增压风机运行（或停止）信号；旁路挡板状态信号；脱硫装置运行（或停止）信号等。在烟气量减少的情况下，根据吸收塔硫铵浆液的pH值及浆液浓度，减少氨水的供应量。
2.5 仪表测量
2.5.1 主要检测仪表
为了防止原烟气中SO2溶于凝结水腐蚀烟道壁，原烟气温度必须大于120℃；为了防止吸收塔内浆液温度过高，且保证原烟气温度要小于180℃，在脱硫装置原烟道和净烟道上均装有烟气温度测量元件，而且采用三取二测量方式。
脱硫装置主要检测仪表有：出入口烟气压力、旁路挡板差压、原烟气SO2浓度、原烟气O2浓度、净烟气 SO2浓度、净烟气O2浓度、净烟气NOX浓度、净烟气烟尘浓度、增压风机出入口压力、氨水箱液位、硫酸铵浆液密度、氨水流量、吸收塔液位、硫铵浆液pH值、塔底pH值、中间箱pH值、浊度仪等。
2.5.2 烟气分析测量
烟气分析测量采用美国KVB公司的多组分气体分析仪，将测量信号送入DCS并在脱硫控制室中进行监测和控制。分析设备能自动完成机械控制、数据采集、初级计算、样品稀释、探头清洗切换的自动控制和校准。
2.5.3 仪表设置原则
为保证测量可靠，重要保护用的过程状态信号和自动调节的模拟量信号等采用三重或双重测量方式。如吸收塔液位、脱硫装置进出口压力采用三取二测量方式，硫铵浆pH值、氨水箱液位、中间槽液位、工艺水箱液位等采用双重测量方式。
2.6 可靠性措施
2.6.1 冗余
控制器冗余配置；数据高速公路冗余；D C S的 I/O机柜供电电源冗余（一路来自脱硫岛UPS电源，另一路来自脱硫岛保安电源）；机柜内供电双重化；关键的模拟量参数冗余设置（吸收塔液位和浆液pH值测量）；DCS设置2台操作员站，每个操作员站以两个结点与数据公路相连，同时2台操作员站互为备用。如图2所示。
采用微处理器技术的控制系统，均具有自诊断功能，在内部故障还没有干扰生产过程之前，即能在系统本身范围内探测到故障并实行防止故障扩大的措施，同时也能进行报警和记录。
脱硫DCS与机组的DCS之间关键信号的交换采用硬接线的方式。
2.6.2 DCS的可靠性指标
系统可用率≥ 9 9 . 9 % ； 系统精度： 输入信号 ±0.1%（高电平），±0.2%（低电平），输出信号 ±0.25%；抗干扰能力：共模电压≥250V，共模抑制比 ≥90dB，差模电压≥60V，差模抑制比≥60dB。
2.6.3 DCS系统裕量
最繁忙时，控制器CPU的负荷不大于60%，操作员站负荷率不大于40%；内部存储器占用容量不大于50%，外部存储器占有容量不大于40%；每种I/O点裕量不少于15%；I/O模件槽裕量不少于15%；电源负荷裕量不少于30%；通讯总线的负荷率不大于30%（令牌网）， 20%（以太网）。
3 主要控制回路
3.1 脱硫塔系统
脱硫塔系统包括SGC（Subgroup Circuit）脱硫塔硫铵浆液循环、SGC除雾器冲洗、SGC脱硫塔排水坑、 SGC氧化空气及搅拌器装置、SGC事故浆液槽、DCM吸收塔滤液补水阀。
脱硫塔浆液循环泵连续运行，加入吸收塔的氨水量根据烟气流量、SO2含量、SO2脱除率和脱硫塔浆液的pH值进行控制；脱硫塔的液位通过脱硫塔排出泵来控制，硫铵排出泵连续运行，到中间槽浆液及返塔浆液通过关断阀连锁（保持1开1关），均以间断方式运行；通过吸收塔滤液补水调节阀控制吸收塔浆液密度。
3.2 脱硫塔内浆液pH值控制
脱硫塔内浆液pH值是由送入塔内的氨水流量进行控制的，其控制的目的是为了获得最高的氨水利用率、保证预期的脱硫效果及提高脱硫装置适应烧结机负荷变化的灵活性。脱硫塔内浆液pH值是氨法烟气脱硫系统中最主要、也是相对较复杂的控制回路。
脱硫装置运行中，可能引起塔内浆液pH值变化或波动的主要因素为烟气量与烟气中
SO2浓度，还有氨水的浓度及供给量等。
图3为塔内浆液pH值控制系统，前馈控制器用来克服由于烟气量与烟气中SO2浓度的变化对被控变量pH值造成的影响；而反馈控制器起反馈作用。将浆液pH值与设定的pH值进行比较，得到的差值信号与作为前馈信号的烧结烟气与烟气中SO2浓度的综合信号相叠加，前馈与反馈共同作用产生一个调节信号，来控制氨水供给阀门的开度，使塔内浆液pH值维持在设定值上。另外，由于增加了氨水流量中间信号，流量测量值要比pH值测量值更快、更直接。采用流量信号后，改善了对象的特性，使调节过程加快，且有超前控制的作用，并且有一定的自适应能力从而有效地克服滞后，提高了控制质量。
3.3 脱硫塔液位控制
脱硫塔液位应保持在某一范围内，以维持塔内足够的持液量，保证脱硫效果。塔内液位是由调节进入的氨水量来控制的，由于浆液的蒸发和携带的原因，流出塔的烟气所携带的水分要大于进入塔内的烟气水分。因此，需要不断地向塔内补入氨水，在维持塔内的液位的同时也起到了调节塔内浆液浓度的作用。控制塔内浆液浓度的主导手段是控制硫酸铵浆液的排放量。
由于塔内浆液的损失量与烟气量成正比，当烟气量增加时，蒸发与携带的量也增大，将使塔内液位下降速率加快；而且，塔的横截面很大，单靠液位偏差信号调节进入塔内的量，其调节速度比较缓慢。因此，塔内液位控制系统将烟气量作为液位调节的提前补偿信号，来补偿烟气量变化对液位的影响，以克服液位调节的较大惯性，加快调节速度。
图4为塔内液位控制回路原理。控制系统的作用是启动氨水电动阀门，接受开关量信号，在W=1时开启阀门，进行补偿氨水。结束后关闭阀门，开关量是基于运算回路形成的。
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