氨吸收法脫硫是利用氨作為二氧化硫吸收劑的脫硫方法。因吸收液再生方法不同而形成不同的脫硫方法，其中以氨—酸法、氨—亞硫酸鈉法和氨—硫銨法較為成熟。氨—酸法是將吸收S02後的吸收液用硫酸分解，可副產濃二氧化硫氣體和硫酸銨化肥；氨—亞硫酸鈉法是將脫硫後的吸收液直接加工為亞硫酸銨產品；氨—硫銨法則是將吸收液氧化為硫酸銨作為產品。與其他鹼類相比，氨易得、價廉，且吸收液的NH4+可為氮素肥料的主要原料，經適當處理（如酸化或氧化）可製得氮素肥料，不需花費再生費用。但氨易揮發，使吸收劑消耗量增加。
基本介紹
- 中文名：氨吸收法脫硫
- 外文名：ammonia process of FGD
- 學科：燃燒工程
- 吸收劑：氨
- 作用：吸收二氧化硫
- 工藝：氨—酸法、氨—硫銨法等
- 優點：原料成本低廉
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NKK氨法
NKK氨法是日本鋼管公司開發的工藝，該工藝流程主要分三部分，即SO2的吸收、 (NH4)2SO3氧化、(NH4)2SO4結晶。
NKK氨法套用塔型為填料塔，填料為聚丙稀格柵式。該塔有一定的特點，按其功能可 分三段。下段(從塔底開始) 是預洗滌段，主要作用是除塵和降溫，在這階段不加吸收劑 NH3; 中段是第一吸收段，加有吸收劑NH3; 上段為第二吸收段，沒有NH3加入，僅用工 業水來洗滌。
NKK氨法對 (NH4)2SO3的氧化在單設一台氧化在反應器中進行。其氧化用氧由壓縮 空氣補充，氧化後的餘氣 (含有SO2和NH3) 排入系統中，。壓縮空氣壓力為 0.5～1.0MPa。
GE公司氨法
GE公司氨法的工藝流程如圖所示，主要由預洗滌、SO2吸收、亞硫酸銨氧化和 結晶四個工序構成所需工藝系統。
(1) 煙氣系統。煙氣經過靜電除塵器除塵後，進入煙氣預洗滌段，由於預洗滌段也具有 對SO2的吸收作用，所以該技術也可視為兩段吸收或稱雙循環吸收。煙氣在預洗滌器中能 起脫除SO2的作用，但其吸收量較小，這是由預洗滌器尚未通入氨氣，其pH值小於2所 致。煙氣經過預冷卻器冷卻飽和後進入吸收塔，經氨水洗滌脫硫，淨化後煙氣經除霧器除去水滴，由煙囪排出。
(2) SO2吸收系統。氨法SO2吸收反應在SO2吸收塔中進行。來自預洗滌器的已被冷 卻飽和的煙氣進入SO2吸收塔，煙氣與噴淋的氨液逆向流動接觸，SO2與稀硫酸銨液反應， 生成 (NH4)2SO3或硫化氫。稀硫酸液靠漿液循環泵進行循環。對於 (NH4)2SO3的氧化工 序，是在吸收塔底部進行的，生成(NH4)2SO4。液氨是通過減壓蒸發後同空氣同時送入塔 底，以維持吸收液的pH值。
根據GE公司提供的試驗數據，吸收液中 (NH4)2SO4的濃度是熱煙氣溫度和SO2含量 的函式，即使煙氣中SO2濃度高達6 100mg SO2/kg煙氣，吸收液中 (NH4)2SO4的濃度也 不會超過30% (質量)。為排出已產生的 (NH4)2SO4，從吸收塔底部排出適量的吸收液，但同時必需以自動補 水方式來維持恆定的液位。
(3) 硫酸銨回收系統。預洗滌段硫酸銨結晶液和吸收段硫酸銨結晶液先經旋流器濃縮， 經離心機脫水，使含水量小於2%，回收。
NADS脫硫淨化技術
NADS (Novel Ammonia De—Sulphurization，氨—肥法) 是由中國華東理工大學開發成功的一種新的脫硫方法，它是採用氨來吸收煙氣中的SO2，可根據不同情況生成 NH4HSO3、(NH4)2SO3，結合化肥生產，將脫SO2產物生成硫氨、磷銨或硝銨等化肥，並 生產工業用高濃度硫酸。
相關化學反應：
SO2+xNH3+H2O⇌ (NH4)xH2-xSO3
上式中x值現有氨法中x=2，而NADS法的x=1.2～1.4。
NADS除能生產 (NH4)2SO4，同時也可與磷銨化肥廠或硝銨化肥廠聯合生產 (NH4)3PO4、NH4NO3及工業高濃度硫酸，其反應如下
2(NH4)xH2-xSO3+xH2SO4⇌x(NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O
(NH4)xH2-xSO3+xH3PO4⇌xNH4H2PO4+SO2↑+H2O
(NH4)xH2-xSO3+xHNO3⇌xNH4NO3+SO2↑+H2O
SO2+1/2O2+H2O⇌H2SO4+熱量
工藝流程
以硫酸銨—硫酸為例， NADS的工藝流程如圖16-46 所示。由靜電除塵器來的煙先 經GGH，冷段降溫 (由140～ 160℃) 冷卻到小於80℃進入 SO2吸收塔，吸收塔內吸收溫 度約45～60℃之間，SO2的吸 收率大於95%。
吸收塔內煙氣中SO2與NH3和H2O的吸收結合生成含有 (NH4)2SO3，NH4HSO3和 少量Na2SO4的過程與其他氨法一樣，在NADS技術中NH3和H2O是分別進入吸收塔，這 樣做有三大好處：
(1) 吸收塔出口NH3含量低，氨損耗小。
(2) 吸收液循環量小，氣液比大，能耗低。
(3) 生成 (NH4)2SO3濃度高，有利於硫銨化肥生產，節約成本。
混合液中，總鹽含量約為30%～50%，具體值與煙氣中的SO2濃度有關，淨化後煙氣 中含SO2量約為10～100mL/m。
NADS法中吸收系統阻力通常在1.96～2.9kPa之間，引風機富餘壓頭難以滿足，需裝 增壓風機。
吸收SO2後產生的亞硫酸銨漿液用其酸解裝置，硫酸生產裝置和硫酸銨生產裝置來完 成後續工序。
(1) 亞硫酸銨溶液酸解裝置。該裝置是將 (NH4)2SO3(包括NH4HSO3) 與H2SO4 (或者H3PO4、HNO3) 反應，生成 (NH4)2SO4(或NH4H2PO4、NH4NO3) 溶液和SO2 氣體，同時酸解過程送入空氣，使得SO2在空氣混合物中濃度達10%～20% (質量)。酸解 中硫酸原料的濃度為98% (質量)，酸解是放熱反應，溫度可達70～80℃，所以SO2解析 不需外部熱源。最後，用氨調節pH值，中和富餘的硫酸。
(2) 硫酸生產裝置。包括SO2催化氧化 (催化劑為V2O5/SiO2) 為SO2的轉化器和換 熱器，SO2氣體乾燥塔和SO2氣體吸收塔及酸循環槽等設備。
(3) 硫酸銨生產裝置。硫酸銨溶液經蒸發、分離、乾燥，包裝出廠。
篩板塔
NADS技術採用的是篩板塔。它用的是一種大孔徑、高開孔率篩板做傳質元件，具有 阻力小 (0.15～0.3kPa) 的特點，是傳統板式塔的50%; 空塔氣速可達4m/s，是傳統板式 塔兩倍。塔體可由耐熱玻璃鋼製造。
NADS技術氣液接觸方式是噴霧方式，且可一塔多級吸收，圖16-48為二層隔板，三層 篩分段吸收。段層數視系統需要而增減。
氨—亞銨法
氨—亞銨法是直接吸收SO2後的母液加工成產品——亞硫酸銨 (簡稱亞銨)。亞銨可替 代燒鹼用於製漿造紙工業。該法工藝流程簡單，它可用氣氨、氨水及碳酸氫銨作氨源，取材靈活。
反應原理
用碳酸氫銨溶液吸收SO2，主要反應為：
2NH4HCO3+SO2→ (NH4)2SO3+H2O+2CO2
(NH4)2SO3+SO2+H2O→2NH4HSO3
煙氣中一般含一定量的氧，在溶液中還會發生副反應：
(NH4)2SO3+1/2O2→ (NH4)2SO4
對於硫酸尾氣，含有少量SO3，會發生如下反應：
2 (NH4)2SO3+SO3+H2O→ (NH4)2SO4+2NH4HSO3
吸收SO2後，母液主要含NH4HSO3，加固體NH4HCO3中和，可析出亞銨晶體，反應如下：
NH4HSO3+NH4HCO3→ (NH4)2SO3+CO2+H2O
此反應為吸熱反應，溶液不經 冷卻即可降至0℃左右。
工藝流程
氨—亞銨工藝 流程見圖16-50，全部工藝可分為吸 收、中和、分離、氧化四個階段。
1) 吸收。含SO2的氣體依次進 入串連的吸收塔Ⅰ和Ⅱ，在塔內SO2 被循環噴淋的吸收液吸收後排放。 在第Ⅰ塔中吸收液儘量保持較高的 濃度，以便生成較多的NH4HCO3， 並不斷抽取部分溶液送至中和工序， 以便製取固體 (NH4)2SO3產品。在 第Ⅱ塔中，吸收液濃度可降低些，保持高鹼度，使(NH4)2SO3含量高些。為保持各塔循環液鹼度和液位不變，要不斷地補充 固體NH4HCO3。
2) 中和。由於NH4HSO3比 (NH4)2SO3 在水中溶解度大，第Ⅰ塔引出高濃 度NH4HSO3溶液，在中和器內加入NH3HSO3 進行反應，反應後NH4HSO3轉化成 (NH4)2SO3，而(NH4)2SO3的溶解度小，大量 晶體析出。
3) 分離。由中和器底部引出含有 NH4HSO3·H2O晶體的懸浮液通過離心機分 離，分離出白色固體NH4HSO3·H2O產品，濾 液送回第Ⅱ塔繼續吸收。
4) 氧化。煙氣中存在氧對NH4HSO3氧化率可達5%～14%，而晶體亞銨氧化成為硫 銨氧化率一般為0.3%～7%，最高可達50%。
