氨法脫硫硫酸銨晶體影響因素探究

摘要：當前，我國經濟社會在發展完善過程中，其對周圍的環境也造成了一定影響，因此，政府部門和國民的環保意識都在不斷提升，這就需要相關工業單位積極進行鍋爐設備改造，優化脫硫系統，最終降低對環境的污染。基于此，文章就氨法脫硫概述、硫酸銨結晶的原理以及氨法脫硫硫酸銨晶體影響因素和優化措施進行了分析。

關鍵詞：氨法脫硫;硫酸銨晶體;影響因素

1引言

氨法脫硫硫酸銨結晶是當前比較常用的脫硫結晶技術，在實際的應用過程中，主要是利用脫硫系統中的硫酸銨溶液，進行濃縮結晶，最終將脫硫系統結晶中的硫酸銨進行有效的分離。這個過程中，結晶效果的影響因素也較多，需要技術人員加強控制[1]。

2氨法脫硫的概述

氨法脫硫是新時期下的一種高效、且消耗能量較低的一種濕法脫硫方式，在實際操作過程中，整個脫硫的過程是氣液相反應，在反應速率上較快，其吸收利用率也相對較高，根據相關資料顯示，其在多次應用中，脫硫效率都可以達到95到 99%。

另外，氨法脫硫之所以應用較為廣泛，還有一個原因是具有豐富的原料。其在實際的技術操作過程中，在形式上可以是液氨，也可以是氨水或者是碳銨。現階段，我國的火電廠每天排放的二氧化硫的量在1000萬噸左右，就算是都利用氨法脫硫方式操作，所需要的氨量也在500萬噸以內，因此，基本上不需要擔心用量問題。

除此之外，脫硫氨法在應用的時候還具有一個特點，其可以對SO2進行有效利用，將其制作是價值更高的產品，這也提高了氨法脫硫的應用價值。

3硫酸銨結晶的原理

硫酸銨結晶的原理是先形成較小的晶核，然后晶核會慢慢長大。通常情況下，以上這兩個過程都是同時進行的。第一，在保證其外部條件的基礎上，如果晶體的成長速度比晶核的形成速度要慢，那么所形成的結晶顆粒也會相應的變小;第二，如果晶體的成長速度比晶核的形成速度要快，結晶顆粒就相對較大。由此也可以得出，晶核形成速度和成長速度都會對結晶顆粒的大小造成影響。

硫酸銨的結晶過程主要如下：第一，在吸收反應的影響下，高溫煙氣會產生較多的熱量，在不斷的濃縮過程中，就會形成飽和溶液，在飽和溶液達到一定的飽和度以后，就會析出固相晶核;第二，晶核在不斷長大的時候，塔內漿液也會不斷的運動，在這個過程中，已經成形的晶體則會因為漿液運動出現剝落，重新回到晶核狀態，這個環節也被稱之為是在此成核階段;第三，晶核出現和晶體成長過程都是同步進行的，在過飽和溶液中，晶核的形成速度也較快，就會占用一定的溶質資源，這種情況下，晶體的成長速度也會越來越快。相反的，如果晶體的成長速度變快了，晶核的形成則會變慢。這些都體現了兩者之間的緊密聯系。

4氨法脫硫硫酸銨晶體影響因素

4.1? 金屬離子的影響

氨法脫硫硫酸銨晶體在實際形成的過程中，結晶效果會受到金屬離子的影響。第一，脫硫系統中一般都存在著較多的未知的陰陽離子，當吸收液和脫硫系統接觸以后，就會從中攜帶較多的Fe、Al、Cu、Pb、As、Cl等離子。這些金屬離子都會在硫酸銨晶體的表面進吸附，對結晶表面的活性區域造成一定的影響，進而阻礙晶體的成長;第二，硫酸銨晶體的成長過程本身受到金屬離子的影響都較大，特別是Fe離子。

相關專家學者在研究過程中發現，在漿液中只要存在較少的Fe離子，就會對硫酸銨晶體的成長速度造成較大的影響。另外，漿液中如果存在較多的金屬離子，還會影響固液的平衡性，最終出現大量的針狀晶核，使用離心機也無法對這些細小的晶體顆粒進行有效的分離【2】。

4.2? pH值方面的影響

在既有條件下，脫硫系統溶液中的pH值會不斷升高，這個時候，溶液的介穩區會不斷的減少，甚至在有些情況下會直接穿過介穩區，硫酸銨晶體會形成細長的六角棱柱形，或者是針形。另外，pH升高，還會增大溶液的粘性，影響硫酸銨分子的擴散，最終影響晶體的順利生長。

4.3? 系統物料平衡性方面的影響

脫硫系統的物料平衡性在很大程度上也影響著硫酸銨的結晶過程。在蒸發濃縮的過程中，溶液的過飽和度也在不斷的增加，這個時候，成核的速度就會越快，而溶液中的（NH4）2S04則很難在有限的晶體表面上完成生長過程，但是，溶液中的新的晶核卻在不斷的增加，最終導致晶體過小，影響結晶效果。

4.4? 氧化率方面的影響

脫硫系統在實際運行的過程中，氧化風量有待增加，或者是溶液的密度較高，那么其氧化率就會降低，在一定程度上也對硫酸銨的結晶過程造成影響。

硫酸銨的結晶過程的化學反應式如下：

SO2+2NH3+H2O=（NH4）2SO3

2（NH4）2SO3+O2=2（NH4）2SO4

從以上方程式可以看出，當氧化效果不佳時，脫硫系統溶液中的主要成分為亞硫酸銨，硫酸銨晶體則較難形成。

4.5? 蒸發溫度和真空度方面的影響

如果溫度升高，真空度較大，那么蒸發器的蒸發量也會較大，這個時候，溶液的飽和度就會增加，進而影響成核的速度。另外，如果增加晶體的成長速度，雖然可以形成較大的晶體，但是，也容易出現晶體之間的碰撞，或者是管道堵塞的情況。出現以上這些情況以后，生產效率就會降低。

4.6? 雜質和污油方面的影響

硫酸銨溶液中如果存在雜質或者是污油，也會影響硫酸銨晶體的形成。相關專家學者在不斷分析和總結過程中得出，硫酸銨溶液中出現雜質和污油的原因是：鍋爐點火方式、氨水的質量或者是用水的質量。

第一，在鍋爐設備的運行過程中，通常煙氣中都會含有較少量的煙塵。在煙氣除塵設備出現故障的時候，或者是除塵器旁路不夠嚴密的時候，再或者是所使用的氨水中含有較多的有機物酚、硫化氫以及油等成分，這些煙塵和污油等物質都會進入到脫硫系統中，對硫酸銨晶體的形成造成影響，使其結晶較小，甚至是不會結晶;第二，所使用的硫酸銨溶液在完全沒有灰分、或者是含量較少的時候，硫酸銨溶液也不會出現結晶;第三，溶液過飽和，成核過程出現爆發式的增長情況，造成晶體較小，較雜，難以利用離心機進行分離。

5氨法脫硫硫酸銨結晶的優化措施

5.1? 控制雜質和金屬離子的含量

相關單位在進行氨法脫硫硫酸銨結晶操作的時候，要想保證結晶效果，首先需要做的就是對雜質以及金屬離子的含量進行有效的控制。具體措施如下：第一，在煙氣排放上，工作人員需要進行嚴格的控制，在這個過程中，需要對煙氣中的雜質進行一定的處理，降低雜質含量，避免其在溶液中進行凝結，以此來提升硫酸銨晶體的活躍度，促使硫酸銨可以順利結晶;第二，工作人員需要加強內部容器和管道系統的防腐工作，降低金屬接觸面的活躍度，從而溶液中的金屬離子的含量，保證晶體可以有足夠的成長空間;第三，在進行鍋爐停車檢修的時候，工作人員需要對電場進行檢查，對損壞的除塵器布袋需要及時更換。另外，工作人員還需要進行除塵器熒光粉試驗，對于經試驗驗證的漏風的地方進行封堵。

5.2? 對酸堿度進行控制

相關單位還需要對溶液中的酸堿度進行控制，目前比較常用的控制方法主要是在進行脫硫工作的時候，需要增加氨氣的量，按照濃縮液具體的酸堿度要求對整個系統的酸堿度進行控制，促使硫酸銨晶體順利形成【3】。

6結束語

影響氨法脫硫硫酸銨晶體形成的因素一般較多，因此，相關單位在實際的氨法脫硫過程中，需要對各種影響因素進行控制，以此來保證晶體形成的質量，最終滿足相關的硫酸銨晶體的質量要求。

參考文獻：

[1]?? 許士強.氨法脫硫的硫酸銨結晶影響因素及解決措施[J].云南化工，2018，045（005）：87-88.

[2]?? 趙金和.氨法脫硫制備硫酸銨工藝應用與市場展望[J].化工設計通訊，2018，044（012）：2，4.

[3]?? 秦萬東，李麗.煙氣中含氧量對氨法煙氣脫硫系統氧化效果的影響[J].武漢工程大學學報，2018，40（05）：511-513.

作者簡介：

祁光飛（1989-）男，漢族，甘肅省武威市，本科，助理工程師，研究方向為電廠鍋爐集控運行。