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氨-酸法治理SO2


氨-酸法是将吸收SO2后的吸收液用酸分解,可副产二氧化硫气体和化肥。氨-酸法于 20世纪30年代用于生产,工艺成熟、设备简单、操作方便、可副产化肥。目前我国化工系 统广泛应用此法处理硫酸尾气,如南京化学工业公司氮肥厂、上海硫酸厂、大连化工厂等。 该法需消耗大量的氨和硫酸,对不具备这些原料的冶金、电厂等部门,应用有一定困难。
氨-酸法最常见的是采用h2so4分解吸收液,可得硫酸铵溶液,或加工成固体硫酸铵作为肥料出售,这种肥料,仅铵有肥效,硫酸根在土壤中无用,其游离态在非碱性土壤中还有 害处,因而发展了也能得到802及相应的副产品的其它酸分解吸收液,如硝酸酸化得硝酸 铵,磷酸酸化得磷酸二氢铵等。下面以硫酸分解为例加以介绍。

图3-11氨-酸法回收S02工艺流程 1 一吸收塔;2-循环槽;3—循环泵;4一母液高位槽;5—硫酸高位槽;
6一混合槽;7 —分解塔;8 —中和槽;9一硫按母液栗
上述流程为一段氨吸收法,其特点是单塔吸收,高酸度(分解液酸度40~50滴度)空 气解吸分解,操作简单,不消耗蒸汽,但是氨、酸消耗量大,分解放出的S()2中85%为纯 S02, 15%为体积分数为7%左右的S02, SO2吸收率只有88%。
若进一步提高S02吸收率,需降低吸收液面上S02的平衡分压,即选择低浓度、高碱 度(S/C低)的吸收液,但会使氨、酸等的消耗增加,而且副产的硫酸铵母液浓度也较低。 这是单塔吸收存在的吸收率与消耗指标之间的矛盾,为了解决这一问题,吸收系统宜采用两 段吸收法

氨-酸法可分为吸收、分解及中和三个主要工序
(1)                吸收含有二氧化硫的尾气与氨水溶液接触,二氧化硫即被吸收,反应式如下:
2NH4OH + SO2 —knh4)2so3 + h2o
(NH4 )2 SO3 +SO2 + H2 O —-2NH4 HSOs
NH4OH + SO2 —>NH4HSO3
实际上,进行so2吸收的循环的(nh4)2so3-nh4hso3水溶液,随着吸收过程的进 行,循环液中NH4HSO3增多,吸收能力下降,需补充氨使部分nh4hso3转变为 (NH4)2SO3:
NH4HSO3+NH3 —knh4)2sO3 若烟气中有O2和SO2存在,可能发生如下副反应:
(NH4)2SO3+yO2 —KNH4)2SO4
NH4HSO3+yO2 —-NH4HSO4 2NH4OH + SO3 —-(nh4)2so4 + h2O
(2)  分解含有亚硫酸氢铵和硫酸铵的循环吸收液,当其达到一定的浓度(相对密度 1.17~1.18)时,可自循环系统中倒出一部分,送到分解塔中用浓硫酸进行分解,得到二氧
化硫气体和硫酸铵溶液。分解反应如下:
NH4HSO3 + H2SO4 —>(NH4)2SO4+2SO2 +2H20
(NH4)2SO3 + H2SO4 —-(NH4)2SO4+SO2  +h2o 提高硫酸浓度可加速反应的进行,因此一般釆用93%或98%的硫酸进行分解。为了提 高分解效率,硫酸用量应达到理论量的1.15倍,分解后的酸性溶液需要氨进行中和。
(3)                工艺流程和主要设备工艺流程如图3-11所示。含S02的烟气由吸收塔1下部进 入,含氨母液或氨水由循环泵3打至塔顶喷淋,与塔底进入的尾气逆流相遇。吸收了 S02 的母液由塔底流入循环槽2中,并在此补充氨水和水,以维持循环液原有的浓度,使吸收液 得到部分再生,保持(nh4)2so3/nh4hso3比值稳定。吸收S02后的烟气经除沫器除沫 后由高烟囱排放。当循环吸收液中亚硫酸氢铵含量达到一定值(S/C=0.9)时,可引出一 部分送至高位槽4,再送至混合槽6,同时从硫酸高位槽5引硫酸至混合槽6,在混合槽内经折流板作用均匀混合后,再从分解塔顶进入分解塔7。在混合槽内,母液与硫酸作用可分 解出100%SO2气体,送至液体so2工序。在分解塔内,母液在硫酸作用下继续分解并放出 S02气体,由底部通入空气将3()2气体吹出,这部分气体约含7%SO2,可送往制酸系统。
经分解塔分解的母液呈酸性,进入中和槽8后,通入氨水中和,中和后的母液呈中性, 比重约为1.2左右,用母液泵9送至蒸发结晶工序,制造固体硫酸铵。若不设蒸发结晶工 序,则中和后的母液直接出售。

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