TS型火电厂烟气脱硫原理

近半个世纪以来,国外脱硫技术迅速发展,但真正在工业应用上发挥作用的不外十来种。其中包括石灰法、石灰石法、石灰石膏法、喷雾干燥法、氧化镁法,以上我们把它归类于气-固反应。WL法、双碱法、碳酸钠法、氢氧化钠法,此类我们称之为气-液反应。LS喷雾吸收法是气-汽反应是反应率最高,属于瞬时反应。
氨的性质决定氨极容易溶于水,是由水分子和氨分子通过氢键互相结合形成氨的水化物的缘故。氨在水中的溶解度大于气体,在0℃时,1体积水吸收1200体积的氨;在20℃时约吸收700体积。过去认为氨溶于水生成OH-的过程是分两部分进行的。首先是大部分氨和水结合生成所谓氢氧化铵(NH4OH)然后氢氧化铵在溶液中电离成铵离子(NH4+)和氢氧根离子(OH-)。现在已经确认:氢氧化铵中的铵离子,无论从它的半径大小或者从它的化合物性质来看,它都和K+离子非常相似,它在水中应当全部电离,不可能有NH4OH分子存在,已确知,氨水溶液中并不含有NH4OH而是有氨的水分子NH3 H2O。NH3 H2O和NH4OH不同,NH3 H2O是氨分子通过氢键的结合,而NH4OH则为离子化合物。由(NH4+)和(OH-)新组成。气态氨和酸(挥发性)的蒸汽作用生成铵盐。
2NH3(气)+H2O(蒸汽)+SO2(气)=(NH4)2SO3
由此看来,烟气中加入吸收剂NH3 H2O与SO2等酸性气体可进行气-汽反应。即氨和酸性气体可以直接生成盐类。这种化合物作用通常伴随着大量的热放出,通过试验发现在无水的情况下,这种反应并不进行,即使微量的水的条件下也能反应出这种特性,因此这就是和吸收剂不同之处的主要原因。另外氨还和烟气中的氮起反应:烟气中的氮氧化物通常用NOX表示NO在空气中可氧化成NO2易溶于水,生成亚硝酸和硝酸。
2NO+O2=2NO2
2NO2+H2O=HNO3+HNO2
当氨与HNO3或HNO2产生以下反应
NH3 H2O+ HNO3=NH4NO3+H2O
NH3 H2O+ HNO2=NH4NO2+H2O
此反应在气-汽反应中产量很少,因硝酸铵与亚硝酸铵在一定温度下易于分解,而在液相中(NH4)SO3和NH4HSO3为还原剂,NOX被还原为N2,其反应为:
2NO2+4(NH4)2SO3=4(NH4)2SO4+N2↑
(NH4)2SO3+NO2=(NH4)2SO4+NO↑
2(NH4)2SO3+2NO=2(NH4)2SO4+N2↑
为此使用氨-亚硫酸氨的氮方法,能除去一定量的NOX。