氨法脫硫工藝的基本原理
在本質上氨法脫硫工藝是采用NH3來吸收凈化煙氣的，包含著復雜的物理、化學過程。以下將從物理化學原理方面對工藝各階段加以分析。煙氣中的SO2從煙氣主體進入吸收液的過程是物理吸收和化學反應的過程，通過這個過程，使SO2從氣相進入液相而被捕獲。該過程可分為如下幾個步驟：
氨法脫硫工藝中的化學步驟
1.煙氣中SO2溶解于水形成H2SO3。
2.氨吸收劑溶解于水形成NH3˙H2O。
3.溶解于水形成的NH3˙H2O與溶解于水形成的H2SO3進行化學反應形成(NH4)2SO3。
4.形成的(NH4)2SO3在氧化空氣的作用下氧化形成(NH4)2SO4
氨法脫硫過程的總化學反應式可以綜合表示為：
SO2+H2O+XNH3=(NH4)xH2-xSO3
(NH4)xH2-xSO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4
雖然該綜合反應式中列出了主要的反應物和生成物，但整個反應過程非常復雜，可以通過以下的一系列反應過程表示：
A：脫硫塔中SO2的吸收
煙氣中的二氧化硫(SO2)溶于水并生成亞硫酸。
SO2 + H2O → H2SO3 (1)
B：亞硫酸同溶于水中的硫酸銨和亞硫酸銨起反應。
H2SO3 +(NH4)2SO4 →NH4HSO4 + NH4HSO3 (2)
H2SO3+(NH4)2SO3 →2NH4HSO3 (3)
C：吸收劑氨的溶解
NH3 + H2O → NH4OH →NH4+ + OH- (4)
由于反應(4)的進行，可以不斷提供中和用的堿度及反應用的銨離子。氨同溶于水中的亞硫酸、硫酸氫銨和亞硫酸氫銨起反應。
D：中和吸收的SO2
SO2極易與堿性物質發(fā)生化學反應，形成亞硫酸鹽。堿過剩時生成正鹽;SO2過剩時形成酸式鹽。
SO2 + NH4OH→ NH4HSO3 (5)
SO2 + 2NH4OH →(NH4)2SO3 + H2O (6)
由于反應(5)、(6)的進行，可以使更多SO2可被吸收。
E：吸收得到的(亞)硫酸(氫)銨氧化成硫酸(氫)銨
亞硫酸鹽不穩(wěn)定，可被煙氣及氧化空氣中的氧氣氧化成穩(wěn)定的硫酸鹽。
2 NH4HSO3 + O2 → 2NH4HSO4 (7)
2(NH4)2SO3 + O2 →2(NH4)2SO4 (8)
F：硫酸銨溶液濃縮后結晶析出硫酸銨固體
硫酸銨 + 水 → 硫酸銨固體 + 水蒸汽
G：脫硝功能
氨法脫硫在脫出二氧化硫的同時，對氮氧化物也有一定的脫除效果，其反應原理如下：
煙氣中氮氧化物(NOx)主要以NO(占NOx的90%)形式存在，其次是NO2、N2O5等。在一定溫度下，NO 在空氣中部分氧化成NO2，建立如下平衡：NO+ 1/2O2 = NO2，在一定溫度的水溶液中，亞硫酸銨(NH4)2SO3與水中溶解的NO2反應生成(NH4)2SO4 與N2，建立如下平衡：2(NH4)2SO3 + NO2 = 2(NH4)2SO4 + 1/2N2 ↑亞硫酸銨(NH4)2SO3與水中溶解的NO反應生成(NH4)2SO4與N2，建立如下平衡：
(NH4)2SO3+ NO= (NH4)2SO4+ 1/2N2↑亞硫酸氫銨NH4HSO3與水中溶解的NO2反應生成NH4HSO4 與N2，建立如下平衡：4NH4HSO3+2NO2→4NH4HSO4+N2↑。
技術特點
1、*資源化--變廢為寶、化害為利，氨回收法技術將回收的二氧化硫、氨全部轉化為化肥，不產生任何廢水、廢液和廢渣，沒有二次污染，是一項真正意義上的將污染物全部資源化，符合循環(huán)經濟要求的脫硫技術。
2、脫硫副產物價值高，氨回收法脫硫裝置的運行過程即是硫酸銨的生產過程，每吸收1噸液氨可脫除2噸二氧化硫，生產4噸硫酸銨，按照常規(guī)價格液氨2000元/噸、硫酸銨700元/噸，則煙氣中每噸二氧化硫體現(xiàn)了約400元的價值。因此相對運行費用小，并且煤中含硫量愈高，運行費用愈低。企業(yè)可利用價格低廉的高硫煤，同時大幅度降低燃料成本和脫硫費用，一舉兩得。
3、裝置阻力小，節(jié)省運行電耗，利用氨法脫硫的高活性，使液氣比較常規(guī)濕法脫硫技術降低。脫硫塔的阻力僅為850Pa左右，無加熱裝置時包括煙道等阻力脫硫島總阻力在1000Pa左右；配蒸汽加熱器時脫硫島的總設計阻力也只有1250Pa左右。因此，氨法脫硫裝置可以利用原鍋爐引風機的潛力，大多無需新配增壓風機；即便原風機無潛力，也可適當進行風機改造或增加小壓頭的風機即可。系統(tǒng)阻力較常規(guī)脫硫技術節(jié)電50%以上。另外，循環(huán)泵的功耗降低了近70%。
4、防腐*、運行可靠，氨回收法采用的重防腐技術，并選用可靠的材料和設備，裝置可靠性達98.5%。脫硫劑及脫硫產物都是易溶性物質，裝置內脫硫液為澄清溶液，無積垢無磨損，更容易實現(xiàn)PLC、DCS等自動控制，操作控制簡單易行。
5、裝置設備占地小，便于老鍋爐改造，氨回收法脫硫裝置無需原料預處理工序，副產物的生產過程也相對簡單，總配置的設備在30臺套左右，且處理量較少，設備選型無需太大。脫硫部分的設備占地與鍋爐的規(guī)模相關，75t/h-1000t/h的鍋爐占地在150m2-500m2左右；脫硫液處理即硫銨工序占地與鍋爐的含硫量有關，但相關系數(shù)不大，整個硫銨工序正常占地在500m2內。
6、既脫硫又脫硝--適應環(huán)保更高要求，氨對NOX同樣有吸收作用。另外脫硫過程中形成的亞硫銨對NOX還具有還原作用，所以氨法脫硫的同時也可實現(xiàn)脫硝的目的，天津堿廠環(huán)保實測數(shù)據(jù)氮氧化物去除率為22.3% 。
7、自主知識產權技術，適合長遠推廣，氨回收法煙氣脫硫技術是擁有我國自主知識產權的脫硫技術，因此投資更少、從長遠角度更有利于在我國長期和全面推廣。目前應用較多的鈣法基本上都是從國外引進，不但要支付較高的先期技術轉讓費和項目實施時的技術使用費，而且常常是多家國內脫硫公司引進同一種技術，造成資源浪費。
氨法技術本身已經通過專家及工程實踐證明是成熟可靠的，如果企業(yè)采用合成氨生產過程中產生廢氨水作脫硫劑，將更符合循環(huán)經濟和節(jié)能要求，可以申報國家專項資金獎勵。脫硫副產的亞硫銨溶液既可以通過后續(xù)裝置干燥結晶制成硫銨化肥出售，也可以不用干燥，將亞硫銨溶液直接運去氮肥廠做復合肥原料，進一步降低能耗，成本低廉。
