[01698769]氨法脱硫吸收产物+4价硫氧化系统及其优化调控方法

(1)课题来源与背景 本课题来源于国家自然科学基金项目：基于反应动态平衡的喷淋塔氨法脱硫过程机理研究,项目批准号：51308002 氨法脱硫以氨（NH3）为脱硫剂吸收烟气中的SO2,反应生成+4价硫（NH4）2SO3和NH4HSO3。+4价硫S（Ⅳ）不稳定,工程中在氧化槽内利用空气将其氧化成稳定的+6价硫（硫酸铵）。+4价硫高效、低能耗的氧化成+6价硫是氨法脱硫系统运行的关键。 由于SO3^（2-）和HSO3^-的氧化速率不能分别单独测得,以往的研究（Chemical Engineering Science,2000,55（23）: 5637-5641;Chemical Engineering Science,2005,60（3）: 863-868）中未对氨法脱硫吸收产物+4价硫中占多数的HSO3^-的氧化进行区分,且研究中pH值的控制与实际氨法脱硫工程中相差较大,忽略了酸/碱调pH值造成离子强度变化的影响,氨法脱硫吸收产物+4价硫的氧化机理并未得到合理的诠释。此外,氨法脱硫吸收产物+4价硫的氧化速率主要受pH值、+4价硫浓度、+6价硫浓度和氧化空气量等因素的影响,已公开的相关研究成果侧重于亚硫酸铵的氧化动力学,推导得到的氧化速率方程往往对上述影响因素考虑不全,未能对工程中氨法脱硫吸收产物+4价硫的氧化形成有效指导。 目前,工程中氨法脱硫吸收产物+4价硫氧化工艺条件的控制主要依赖于经验,容易造成能源浪费、系统运行不稳定和硫酸铵副产品收率低等不足,对于调控氧化工艺条件来提高+4价硫的氧化率方面的数学模型目前还未见有相关的报道。因此,建立能够反映不同工艺条件下持液槽中+4价硫氧化率的数学模型优+4价硫氧化系统的设计和运行是氨法脱硫稳定运行迫切需要解决的问题。 （2）技术原理和性能指标 技术原理：氨法脱硫吸收产物+4价硫的氧化在喷淋塔底部持液槽内进行,稳定运行条件下持液槽可近似看作连续流全混鼓泡反应器,另外,+4价硫的氧化率主要与pH值、总硫浓度、氧化空气量及浆液在持液槽内的停留时间等因素有关。基于上述特点,本发明结合研究获得的+4价硫氧化速率方程,建立持液槽内+4价硫氧化的数学模型,优化氨法脱硫+4价硫氧化系统设计和运行。 性能指标：利用该模型能够计算不同pH值、氧化空气量、浆液浓度和停留时间等工艺条件下氨法脱硫氧化槽中+4价硫的氧化率,计算值和测定值之间误差小于±10%。 （3）技术的创造性和先进性 本技术针对目前氨法脱硫+4价硫氧化系统的设计和运行主要依赖于经验,容易造成系统不稳定,运行费用高和二次污染等不足,在研究获得+4价硫氧化速率方程的基础上,结合氨法脱硫工艺特点,建立+4价硫氧化系统的数学模型,该模型能够反映pH值、总硫浓度、氧化空气量和浆液停留时间等工艺参数与+4价硫氧化率的关系,可优化+4价硫氧化系统的设计和运行。该技术达到国内领先水平。 （4）技术的成熟度,适用范围和安全性 本技术在氨法脱硫工程中进行了检验,可根据要求的+4价硫氧化率实现工艺条件的合理优化,提高系统运行的稳定性和经济性,技术成熟。该技术适用于氨法脱硫领域,技术安全性高。 （5）应用情况及存在问题 目前,该技术与环保公司合作优化氨法脱硫系统的运行,初步获得了良好的效果。该技术的推广应用需要建立示范工程,进一步宣传。 （6）历年获奖情况 暂无获奖