3.2氨吸收平衡

根據(jù)氨的吸收其吸收過(guò)程的平衡方程如下：

根據(jù)以上方程建立氨吸收的物料平衡關(guān)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(yīng)平衡常數(shù)；V為排出系統(tǒng)的液體體積，m3；H’NH3為氨的亨利系數(shù)；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(tǒng)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(guān)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(guān)，還與外排的脫硫廢水量有關(guān)。

3.3各因素對(duì)氨平衡的影響

在脫硫系統(tǒng)中，對(duì)SO2的吸收產(chǎn)生影響的因素有：pH值、溫度，CaCO3的含量等；pH值=4時(shí)，對(duì)SO2吸收受抑制，當(dāng)pH值=6時(shí)，二氧化硫吸收效果最佳，最佳的運(yùn)行pH值為5.5左右。常規(guī)脫硫系統(tǒng)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(jì)算廢水排放量為10m3/h。氨逃逸為1~4mg/Nm3也對(duì)氨平衡產(chǎn)生影響，因此脫硫系統(tǒng)的操作條件和氨逃逸率對(duì)氨平衡進(jìn)行正交分析。其正交表見(jiàn)表5。

表5因素及水平

根據(jù)表5所列的條件關(guān)系為各影響因素在脫硫系統(tǒng)正常操作條件下的不同取值。經(jīng)過(guò)在不同因素條件下的組合分析得到其影響結(jié)果，見(jiàn)表6。

根據(jù)分析結(jié)果由表6中看出，脫硫系統(tǒng)正常操作條件下，氨逃逸對(duì)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(tǒng)的pH值越低，則大量逃逸的氨進(jìn)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(méi)有氨逃逸和pH值大。

較低的pH值不利于SO2的吸收，但氨氮會(huì)以離子態(tài)的形式進(jìn)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(huì)增大。運(yùn)行溫度為50～55℃，在該溫度范圍內(nèi)對(duì)其影響很低。

表6氨平衡影響因素分析表

4氨逃逸對(duì)環(huán)境的影響

通過(guò)對(duì)以上分析可知，逃逸的氨由脫硫系統(tǒng)通過(guò)煙氣和廢水排出，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。因此根據(jù)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(duì)環(huán)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(jù)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(duì)環(huán)境的影響；其結(jié)果見(jiàn)圖2。

《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)—征求意見(jiàn)稿》中根據(jù)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(guò)30m，對(duì)應(yīng)的氨的最高排放量不超過(guò)3.5kg/h，典型的2臺(tái)1000MW機(jī)組共用1根煙囪，單個(gè)脫硫塔的出口煙氣中氨最高排放量不應(yīng)超過(guò)1.75kg/h。

圖2氨逃逸率對(duì)大氣環(huán)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(jìn)入大氣的氨量增大。氨逃逸率一定時(shí)，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(dāng)氨逃率一定時(shí)，其排入到大氣的氨量在這個(gè)2條線之間；當(dāng)氨逃逸率超過(guò)0.85mg/Nm3后，不能滿足惡臭氣體排放標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)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(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)15mg/L，需要經(jīng)過(guò)處理后才能排放。

因此減少對(duì)環(huán)境的影響，需要在脫硝過(guò)程中嚴(yán)格的控制氨逃逸。

5結(jié)論

(1)逃逸氨經(jīng)過(guò)正常運(yùn)行條件下的脫硫系統(tǒng)后，對(duì)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(huì)導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)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(dāng)?shù)湫偷?臺(tái)1000MW機(jī)組共用一根煙囪的情況下，氨逃逸率超過(guò)0.85mg/Nm3后，煙囪排放處不滿足惡臭氣體排放標(biāo)準(zhǔn)。

編輯：李丹