崔云峰

摘 要：本文主要探究了氨法脫硫硫銨結(jié)晶的影響因素，并結(jié)合相關(guān)問題制定出了實(shí)際生產(chǎn)過程中氨法脫硫的方法策略，以提高脫硫效率，降低生產(chǎn)成本，從而減少影響硫銨結(jié)晶的影響因素。

關(guān)鍵詞：氨法脫硫;硫銨;結(jié)晶;影響因素

氨法脫硫?qū)儆谝环N新興的脫硫技術(shù)，其具有脫硫效率高、成本低、實(shí)現(xiàn)資源回收利用、環(huán)境效益好等優(yōu)點(diǎn)，因此受到了眾多化工企業(yè)的關(guān)注，并得到了廣泛的應(yīng)用。氨法脫硫的副產(chǎn)品是硫銨，其含有較高的氮和硫，可以作為肥料使用，有著極為寬廣的市場，這也是氨法脫硫受青睞的原因之一。但是在應(yīng)用該技術(shù)時如何將回收的硫銨溶液進(jìn)行濃縮結(jié)晶，卻是一大技術(shù)難題。下面，筆者將結(jié)合相關(guān)問題進(jìn)行詳細(xì)的分析論述。

1 案例概述分析

為了更好的對氨法脫硫的硫銨結(jié)晶問題進(jìn)行探析，本文以一家大型煤化工企業(yè)為例，該廠燃煤鍋爐為生產(chǎn)提供蒸汽。該鍋爐煙氣脫硫使用的是氨法脫硫技術(shù)，其主要包含有脫硫吸收和副產(chǎn)品回收兩個部分。其中，回收系統(tǒng)主要由三效蒸發(fā)器、離心機(jī)、干燥機(jī)組成。30%的硫銨溶液首先進(jìn)入到三效蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮，經(jīng)過濃縮之后，當(dāng)濃度達(dá)到40%左右時，溶液中就逐漸顯現(xiàn)出了晶體，而在晶體足夠大時則使用離心機(jī)將固體和液體分離，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)硫銨的回收。但是在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，結(jié)晶度往往并不是很好把控，晶體大小生成不夠穩(wěn)定，這些都對工藝操作提出了一定要求。

2 影響因素分析

2.1 雜質(zhì)對結(jié)晶的影響

氨法脫硫所采用的是小于或等于10%的廢氨水，廢棄氨水中含有大量的雜質(zhì)，而且氨水在與煙氣發(fā)生反應(yīng)之后，與系統(tǒng)設(shè)備接觸還可能會附帶有鐵、鋁、銅、鉛、氯等離子。這些離子的吸附性比較強(qiáng)，可能會吸附在硫銨晶體的表面，這樣晶體表面活性區(qū)域?qū)徽谏w，從而降低晶體生長速率。金屬離子對于硫銨晶體的生長有著較大的影響，其中以鐵離子對晶體的影響最為明顯。這就導(dǎo)致一段時間內(nèi)硫銨溶液在三效蒸發(fā)器內(nèi)晶體大量積累，但是離心機(jī)卻不能對細(xì)小的晶體顆粒進(jìn)行分離，進(jìn)而溶液的過飽和度升高。在設(shè)備運(yùn)行期間，雜質(zhì)對結(jié)晶的影響主要表現(xiàn)在三效蒸發(fā)器內(nèi)部有大量細(xì)小晶體不斷積累，液位不斷升高，但是溶液粘稠成糊狀，晶體難以有效的分離出來，只能外排。

2.2 pH值對結(jié)晶的影響

溶液pH值對于晶體結(jié)晶也有一定的影響，其主要表現(xiàn)在兩個方面，一方面是會影響結(jié)晶的形狀，另外一方面則是對結(jié)晶的正常生長環(huán)境條件產(chǎn)生影響。在一定條件之下，溶液中的pH值會不斷升高，溶液的介穩(wěn)區(qū)減小，這樣很容易導(dǎo)致溶液的酸堿不平衡。硫銨晶體形狀一般是由多面體顆粒演變成為細(xì)長的六角棱柱形或者是針形。同時隨著母液的黏度增大，硫銨分子的擴(kuò)散阻力將會隨之增加，這種情況下晶體的正常生長速度將會受到影響。如pH值在5-6時，硫銨晶體可能會生長成體積較大的圓形晶體。如果pH值突然降低，則溶液中的細(xì)小晶體可能會突然消失，這些都屬于晶體正常的生長條件被破壞的表現(xiàn)。

2.3 蒸發(fā)溫度和真空度對結(jié)晶的影響

通常三效蒸發(fā)器所采用的都是強(qiáng)制逆循環(huán)蒸發(fā)器，這種蒸發(fā)器的溫度越高，其真空度也就越大，溫度的升高使得蒸發(fā)量增大，其可能會導(dǎo)致溶液的過飽和度增加，對成核速率造成影響，加快晶體的增長速度，這種情況下對大顆粒的形成實(shí)際上是極為有利的。但是晶體顆粒過大也會對結(jié)晶效果產(chǎn)生一定的影響，溶液中大顆粒警惕出現(xiàn)時間過早，可能會導(dǎo)致設(shè)備的管道堵塞，而且晶體在容器中還會相互碰撞，這樣可能會使得二次成核量增大。但是如果容器的溫度和真空度低，則會使得蒸發(fā)量下降，這種情況下溶液過飽和度增加速度變慢，晶體生成速率也會因此而下降，晶體顆粒減小，這樣較大的晶體顆粒不容易形成。

3 氨法脫硫的硫銨結(jié)晶影響因素控制措施

如上文所述，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，影響硫銨結(jié)晶的因素可謂是多種多樣。針對這些因素，筆者認(rèn)為可以采取以下幾種措施：

①控制好氨水的質(zhì)量，防止氨水混有大量雜質(zhì)。在氨水與煙氣發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)入到容器之前要保證其質(zhì)量純凈，盡可能的清楚氨水中所含有的雜質(zhì)。與此同時，容器設(shè)備還需做好防腐工作，脫硫系統(tǒng)中的溶液往往帶有較強(qiáng)的腐蝕性，這些溶液在與管道設(shè)備接觸后，可能會攜帶了大量的未知離子，這些離子容易腐蝕管道，所以這方面的工作也應(yīng)當(dāng)做好;同時做好除塵系統(tǒng)的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，確保脫硫塔入口煙塵含量小于30mg/m3;另外脫硫塔圍堰周邊保持清潔，防止雜物通過回流液進(jìn)入脫硫系統(tǒng)內(nèi);②脫硫塔濃縮段pH最好控制在3-4左右，加強(qiáng)對硫銨溶液的pH值檢測，如果發(fā)現(xiàn)溶液的pH值不符合規(guī)定要求，則需要對其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，控制好硫銨的pH值，降低其對結(jié)晶的影響;③合理的控制三效蒸發(fā)器溫度和真空度。在三效蒸發(fā)器設(shè)備運(yùn)行期間，其真空度一般處在相對比較穩(wěn)定的狀態(tài)，溫度是影響結(jié)晶的關(guān)鍵所在。如上文所述溫度過高或者是過低都會對結(jié)晶的大小、生成速度等產(chǎn)生影響。因此，筆者認(rèn)為在正式脫硫之前，可以先進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)中得出最佳的控制指標(biāo)，并在今后的脫硫中建立明確的標(biāo)準(zhǔn)，保證結(jié)晶效果。

總之，在實(shí)際的氨法脫硫過程中，影響硫銨結(jié)晶的因素可謂是多種多樣，如雜質(zhì)、pH值變化、蒸發(fā)器溫度及真空度等都有可能會對結(jié)晶造成影響，針對這些問題必須要注意規(guī)避，要加強(qiáng)控制，以保證晶體的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王忠良，萬雅曼，齊鳴齋.硫銨結(jié)晶熱力學(xué)與動力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究[J].石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2014（03）：11-14.