王坤

摘 要：氨法脫硫技術是近幾年來興起并大量投入工業化運行的一種高效、低耗能的濕法脫硫工藝。主要工藝為，以SO2與NH3的反應為基礎，用氨脫除煙氣中的SO2，并利用煙氣熱量將脫硫后的漿液蒸發濃縮，形成含固漿液。含固漿液進入后處理系統進行分離干燥，得到硫銨產品，從而達到脫除二氧化硫，變廢為寶的目的。

氨法脫硫工藝在運行相對穩定的同時，酸性硫銨漿液的處置成為了重中之重，后處理系統首當其沖的成為了關乎脫硫裝置能否正常運行的關鍵。

本文以當下市場主流的江南氨法脫硫工藝為基礎，結合工作實際，對氨法脫硫工藝中的后處理系統存在的技術難點進行了論述，包括設備的腐蝕磨損，塔內養料過程，重要分離裝置離心機板網的選型研究等重要問題。

關鍵詞：氨法脫硫;硫銨漿液;氯離子;后處理系統;板網選型

1.氨法脫硫工藝簡介

主要工藝[1]為，氨在多功能煙氣脫硫塔的吸收段將鍋爐煙氣中的SO2吸收，得到脫硫中間產品亞硫酸銨或亞硫酸氫銨的水溶液。在脫硫塔的氧化段，鼓入壓縮空氣進行亞硫銨的氧化反應將亞硫酸銨直接氧化成硫酸銨溶液，并利用高溫煙氣的熱量將硫銨溶液濃縮，得到5～15%硫銨固體的硫銨漿液。硫銨漿液經過進一步濃縮，生成結晶漿液進入離心機分離，分離出的固體硫酸銨經干燥器干燥后，進入料倉和包裝機包裝，得到成品硫酸銨。

2.氨法脫硫后處理系統的重要地位

氨法脫硫工藝在運行平穩，經濟環保的同時，存在著較為嚴重腐蝕磨損情況，對塔內循環的漿液要求較高。為盡量降低裝置的腐蝕磨損[2]，降低塔內漿液的密度并使之保持在一定低的水平上成為了能否保證脫硫塔正常平穩運行的重中之重。為保證這一點，必須依托于后處理系統出料降低塔內漿液的密度，如后處理系統出現重大故障，導致不能出料，塔內脫硫漿液密度勢必不斷上升，而當氧化段密度高于1.18時[3]，氧化段漿液將析出硫酸銨晶體，此時已完全無法保證達標排放，造成鍋爐被迫退出運行的后果。

3.影響后處理系統平穩運行的主要因素

3.1 煙塵

煙塵一般情況溶解度遠小于于硫銨，因此最終會與硫酸銨一起被分離出來，漿液含塵量直接影響硫酸銨的品質與外觀。如脫硫塔漿液中含塵量超過氨法脫硫系統所能承受的能力，過多的灰塵灰影響硫酸銨晶體的正常生長，嚴重時可使塔內無法結晶。同時，漿液中含有的大量煙塵在濃縮段經高溫后會在噴頭管路上嚴重結垢，嚴重影響脫硫塔的正常安全運行。

3.2 離子富集

鍋爐燃燒后的煙氣導入脫硫塔，被吸收后，漿液中含有部分氯離子、氟離子以及重金屬離子。其中氯離子與氟離子在塔內濃縮段酸性條件下，會生成強酸，使漿液品質嚴重下降影響結晶。同時由于氯離子[4]、氟離子無法通過后處理系統出料帶走，導致氯離子大量富集，對整個脫硫系統造成嚴重的腐蝕。同時后處理系統出料困難后兩方互相影響，使氯離子富集現象更加嚴重。

3.3 離心機的分離效果

通過對我廠硫銨后處理系統的長期跟蹤考察，發現離心機的分離效果在處理含固漿液中起著決定性的作用。相同工況下的漿液[5]，不同的板網出料存在巨大差異，極端工況下完全無法分離。而后處理系統出料不暢，又會導致塔內漿液持續惡化，出料難度更加增大的惡性循環。

3.4 pH值對結晶的影響

PH 值對結晶的影響主要表現在兩個方面：一是對結晶形狀的影響，二是破壞結晶的正常生長條件。在一定條件下，隨著溶液pH值的升高，溶液的介穩區減小，硫酸銨晶形由多面體顆粒變成細長的六角棱柱形，甚至針形。同時，母液黏度增大，硫酸銨分子擴散阻力增加，阻礙晶體的正常生長。當pH值為5-6時，硫酸銨晶體可生長為較大的圓形晶體。當溶液的PH值突然降低時，溶液中的細小晶體出現消失的現象，破壞了晶體正常的生長條件。

4.對各項因素所采取的對應措施

4.1煙塵

對煙塵的控制，主要依托于電袋除塵系統，具體有如下方式。

4.1.1除塵設施

對煙塵的控制，主要依托于除塵裝置的維護與保養，保證除塵裝置開足開滿。

4.1.2及時更新除塵設施

制定合理的定期更換機制，對破損的電袋袋籠及時更新。加強對粉塵儀等儀表的維護，保證電場的投運率。

4.1.3加強管理

加強對除塵輸灰崗位的要求與管理，對布袋壓差與煙塵含量嚴密監視，發現差壓異常上升或下降時及時判斷處理。對電袋的糊袋和破損做到早發現，早處理。

4.2離子富集

離子富集問題現在已成為影響氨法脫硫正常運行的重要因素，一般主流的方法有漿液外運處置，噴霧干燥與蒸發結晶技術。同時，我廠還采取了從源頭上降低氯離子含量的措施——脫硫用工藝水使用化學除鹽水[6]。

4.2.1漿液外運

定期組織對脫硫塔內漿液的外運，降低塔內氯離子濃度。優點是無需再追加設備，缺點同樣明顯：需大量置換，成本較高。

4.2.2噴霧干燥技術

鍋爐過來的熱風由引風機牽引至熱風分配器均勻進入干燥塔內。

料液經螺桿泵輸送到安裝在干燥塔頂部的離心霧化器內，在高速離心力的作用下被霧化成細小的霧滴群，并于高溫熱風以并流的方式進行充分的傳熱、傳質，水份迅速蒸發，在數秒時間內即被干燥成固態粉體，干燥后的成品粉體物料經旋風分離器回收，去全自動包裝機包裝成副產品硫銨，含濕尾氣經由引風機送入尾氣洗滌塔。

4.2.3蒸發結晶技術

定期將濃縮段漿液引入打入蒸發釜[7]，通過蒸發得到干料，輸送至包裝碼垛系統形成副產硫酸銨，效果等同于漿液外運。

4.2.4工藝水采用除鹽水

從我廠近幾年氨法脫硫的運行統計情況看，氨法脫硫塔濃縮段氯離子、氟離子等含量等嚴重超標，PH值等工藝參數偏低，導致涉氨設備腐蝕嚴重。近幾年經過不斷技術攻關，材料優化，取得了一定成績;但部分材質如離心機板網已升級到最高的2507雙相鋼，已無上升空間。

為了降低氯離子的富集，從來源上考慮，將含有氯離子的工藝水改成較為純凈的化學除鹽水，可從源頭上緩解氯離子富集的問題，減少裝置中氯離子的含量，延長設備的使用壽命，降低檢維修成本。

4.3離心機的分離效果

離心機是硫酸銨后處理系統最為重要的設備，負擔著將含固硫酸銨漿液分離出固體硫酸銨，送入后續系統干燥包裝的任務。

適于分離硫酸銨溶液的離心機，要求供料濃度及流量穩定，懸浮液溫度不超過80℃，典型例子是其固相平均粒度由0.1m～5mm的晶狀產物和長度可達30mm的纖維狀物料。

特別值得強調的時懸浮液中被分離的固相顆粒的大小、母液的粘滯度、懸浮液中的固相濃度和進料的均勻性，這些參數對機器的產量、過濾中跑料量的大小、產品的含濕量及純度都有重要的影響。

4.3.1板網間隙

通過多年的摸索實踐發現，板網間隙對出料料有重大影響，現在普遍的看法是，對于江南氨法脫硫料粒小，氯離子含量高的工況，板網間隙在0.15mm較為合適。

4.3.2推料頻次

液壓推料機構所控制的前后往復運動一次為一個推料單元。推料時若推料盤及不到濾渣層，表面濾渣層太薄，將會因整個轉鼓內濾渣層厚薄不均而引起機器振動。此時應加大進料量或提高進料濃度;進料量過大，部分來不及脫水的懸浮液將會沖走濾渣層，發生溢流，也會造成機器的振動，這時就應減少進料量。

對于含細微粒子難以過濾的懸浮液（如江南氨法的脫硫漿液），可降低推料次數，讓濾渣在機內停留時間增長，降低濾渣含濕量;反之對于含粗晶粒、易于過濾的懸浮液，在保證濾渣含濕量的前提下提高推料次數已獲得較高產量。實踐中發現，推料頻次在每分鐘50下左右較為穩定。

4.3.3板網材質

為適應江南氨法脫硫漿液結晶粒度小，氯離子含量高的工況，今年在我廠領導與有關部門的指導與組織下，進行了大量的技術攻關，其中板網材質是重要的攻關項目。現離心機板網材質已升級為耐點腐蝕、晶間腐蝕和應力腐蝕能力最強的SAF2507雙相不銹鋼[8]，表面硬化處理，在材質方面已經達到了最高標準。

然后在相同材質下，各套板網的產能依舊有較大區別，通過觀察近期六套板網的產能情況，發現板網的加工工藝起了決定性的作用。

上表可見，在板網材質不變，氯離子含量基本一致的工況下，不同廠家加工的板網在產量上存在巨大差距。出料量最高的板網在間隙0.4-0.5mm、一級板網有塌陷的情況下出料正常且不需要職工現場輔助沖洗，而出料量最低的一副僅出料640噸即無法正常使用，必須更換。

由此可見，在選擇加工廠家方便必須慎重，謹慎選型。

4.4 pH值對結晶的影響

通過及時進行漿液外排，控制塔內氯離子濃度來實現對PH值的控制，同時，正在進行對濃縮段加氨的探索研究。

5.結語

后處理系統作為氨法脫硫裝置的重要組成環節，擔負著出料降低塔內密度的重要職責，后處理系統的穩定運行，關乎著整個氨法脫硫裝置能否平穩安全實現達標減排的任務。

而在實際生產中，在實際生產過程中，影響硫酸銨結晶因素不是單一的，可能是一種或幾種因素在共同影響。甚至，工藝或人為操作都會影響硫酸銨的結晶出料，對后處理系統產生意想不到的影響。本文從自身經驗出發，淺顯探討了影響后處理系統運行的幾個方面的原因，在今后的工作中，還應繼續深入研究探討。

參考文獻

[1] 馮國，蒲日軍.淺析氨法脫硫工藝[J].內蒙古科技與經濟，2009（S1）.

[2] 孫海波，劉新亞.氨法在烏石化化肥廠燃煤鍋爐脫硫裝置上的應用[J].科技創新導報，2010（9）.

[3] 次會玲，李達志，蓋麗芳.煙道氣氨法脫硫及其在氮肥企業的應用[J].河北化工，2009（8）.

[4] 張莉莉.鍋爐煙氣氨法脫硫技術的應用[J].城市公用事業，2005（4）.

[5] 金晶.火電廠煙氣脫硫工藝的選擇[J].電力環境保護，2001（1）.

[6] 陳智廣.太原第一熱電廠11號300MW機組煙氣脫硫工程介紹[J].科技情報開發與經濟，2008（8）.

[7] EEK R A，HOOGENBOEZEM A J，BOSGRA O H.Design issues related to the control of continuous crystallizers.Computers&Chemical Engineering，1996.

[8] Rauls M，Bartosch K，Kind M，et al.The influence of impurities on crystallization kinetics：a case study on ammonium sulfate.Journal of Crystal Growth，2000.