煤化工中氨法脫硫技術(shù)的應(yīng)用研究

榮維然

（西山煤電新產(chǎn)業(yè)有限公司機(jī)電修造園區(qū)，山西 太原 030053）

0 引言

將氨法脫硫技術(shù)引入到煤化工中，一方面可以促進(jìn)脫硫效率的提升，另一方面還可以促使脫硫成本降低，從整體上提升煤化工的處理效果。受多種因素的影響，將氨法脫硫技術(shù)應(yīng)用到煤化工中還存在諸多問題，為此，一定要認(rèn)識到煤化工工程中應(yīng)用氨法脫硫技術(shù)應(yīng)用原理和優(yōu)勢[1-2]。

1 氨法脫硫技術(shù)原理

具體就是指以活性高、堿性強(qiáng)的氨水或液氨作為吸收劑，實(shí)現(xiàn)對煙氣中CO2的吸收，從而有效獲取中間產(chǎn)品亞硫酸（氫）銨，并轉(zhuǎn)化為硫酸銨化肥的濕法煙氣脫硫工藝，化學(xué)反應(yīng)公式如下：

作為一種良好的堿性吸收劑，氨的堿性強(qiáng)于鈣基吸收劑，具有吸收劑利用率高、反應(yīng)速度快特征，煤化工工程中氨吸收煙氣中的二氧化硫是氣-液或氣-氣反應(yīng)，這種反應(yīng)具有較高的脫硫效率，設(shè)備體積小，能耗低。在煤化工工程中脫硫副產(chǎn)品硫酸是常見的一種化肥材料，這種化肥材料副產(chǎn)品的銷售收入能夠進(jìn)一步讓煤炭化工企業(yè)的經(jīng)營成本得以降低，降氨脫硫技術(shù)合理有效地應(yīng)用到煤炭化工的行業(yè)中能夠有效處理煙氣當(dāng)中的二氧化硫，確保煤炭化工企業(yè)所排放的氣體污染量不會超過有關(guān)部門所規(guī)定的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[3]。

2 煤化工中氨法脫硫技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

氨法脫硫技術(shù)在煤化工領(lǐng)域的應(yīng)用，主要涉及將煤炭作為原料，通過化學(xué)反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為其他物態(tài)，如固體燃料、氣體和液體等。這一系列物理變化過程包括煤的液化、氣化、干餾等，同時(shí)還包括碳化鈣、焦油和乙炔等加工環(huán)節(jié)。

氨法脫硫技術(shù)具有獨(dú)特性和特殊性，其主要原理是將氨作為吸收劑，去除煤氣或煙氣中的H2S 和SO2。氨作為一種重要的堿性吸收劑材料，相比鈣基吸收劑具有較強(qiáng)的堿性。在煤化工工程中應(yīng)用氨法脫硫技術(shù)，可以基于沼氣反應(yīng)和氣氣反應(yīng)，及時(shí)有效地去除其中的H2S 和SO2成分，提高吸收劑用量，滿足或符合相關(guān)脫硫標(biāo)準(zhǔn)。此外，通過該技術(shù)獲得的副產(chǎn)品（NH4）2SO4，是化肥的主要原材料[4]。

3 氨法脫硫技術(shù)在煤化工的應(yīng)用

3.1 氨法脫硫技術(shù)在高硫煤中的應(yīng)用

眾所周知，在傳統(tǒng)化工工程中脫硫主要采用石膏法這種物理性的脫硫技術(shù)，換言之也就是基脫硫，這種物理性脫硫技術(shù)不管是在反應(yīng)程度還是速度方面，可行性都非常低，且在實(shí)施方面具有一定的不足之處，并且這種技術(shù)通過霧化、噴淋、打磨等一系列的加工工藝，雖然從表面上可以促使脫硫程度的提升，但是在很大程度上增加了投入成本和進(jìn)行脫硫工藝的后出現(xiàn)的廢氣，盡管不容易發(fā)生第二次反應(yīng)，但是容易造成第二次污染。在高硫煤中引入氨法脫硫技術(shù)，可以確保脫硫效率達(dá)到99%以上，與此同時(shí)，還可以將增多的二氧化硫變成氨肥。由于這種技術(shù)具有彈性操作特征和良好的適用范圍，其既可以運(yùn)用到高硫煤，還可以運(yùn)用到中低流煤的脫硫轉(zhuǎn)化方面，并取得良好的效果。

3.2 氨法脫硫技術(shù)在煙氣脫硫中的應(yīng)用

在對煙氣進(jìn)行脫硫處理的時(shí)候，為了更好地吸收煙氣中的二氧化硫，可以使用脫硫技術(shù)，在使用脫硫技術(shù)前，需進(jìn)一步明確處理工藝流程，另外還必須要準(zhǔn)許相關(guān)原則，最大限度地確保脫硫工藝的合理性和科學(xué)性，以便更好地順利有序地實(shí)現(xiàn)預(yù)期脫硫目標(biāo)，打下良好的基礎(chǔ)。因此，在進(jìn)行脫硫工藝之前，相關(guān)技術(shù)人員必須進(jìn)一步明確煙氣脫硫系統(tǒng)的操作流程。同時(shí)，必須配備相應(yīng)的設(shè)備或裝置。例如，技術(shù)人員可以在煙氣濃度較高的地方設(shè)置檔板，使煙氣可直接進(jìn)入二氧化硫吸收層，確保吸收液與煙氣之間具有良好的接觸。一旦煙氣有效融入二氧化硫，便可有效地被吸收到除霧裝置中。在除霧裝置中，吸收塔出口能夠及時(shí)去除煙氣中的液滴，預(yù)防氨氣的逃逸，保護(hù)自然環(huán)境[5]。

3.3 氨法脫硫技術(shù)在化工區(qū)綜合治理中的應(yīng)用

在煤化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，伴隨多種化工肥料的生成，其中包括廢氨水。經(jīng)檢測，廢氨水氨質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為15%～22%，可通過氨法脫硫技術(shù)進(jìn)行處理。此舉不僅節(jié)約資金，且有利于廢氨水的有效利用，通過脫硫技術(shù)將廢氨水轉(zhuǎn)化為（NH4）2SO4，實(shí)現(xiàn)（NH4）2SO4的變廢為寶。

4 氨法脫硫技術(shù)在煤化工中應(yīng)用的常見問題和舉措

4.1 常見問題

煤化工所排出的煙氣中，粉塵占據(jù)了極高的比例，而這種高濃度的煙塵易產(chǎn)生硫酸銨結(jié)晶造成不利影響。這是由于高濃度煙塵會產(chǎn)生聚沉反應(yīng)，而這種反應(yīng)會加劇結(jié)晶的形成，并使顆粒的質(zhì)量持續(xù)增大。長此以往，由于受后續(xù)吸收流程的影響，這類大顆粒結(jié)晶將造成噴嘴堵塞。依據(jù)其產(chǎn)生機(jī)理看，一方面是源于溫度的不斷變化，使粉塵的穩(wěn)定性下降；另一方面，則是存在氨逃逸現(xiàn)象，對脫硫工作開展產(chǎn)生了阻力[6]。

4.2 防控措施

針對氨法脫硫技術(shù)應(yīng)用中的問題，應(yīng)當(dāng)根據(jù)因地制宜原則，對相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)加以改進(jìn)，確保氨法脫硫技術(shù)應(yīng)用得到保證，提升煤化工技術(shù)處理的效果。首先，配套安裝電袋除塵器，降低粉塵濃度，保證硫酸銨結(jié)晶質(zhì)量。其次，加強(qiáng)噴嘴溫度控制，針對噴嘴吸收段、濃縮段等位置，采用有效的溫度控制設(shè)備，通過維持溫度的穩(wěn)定以發(fā)揮噴嘴功能，防止堵塞問題出現(xiàn)。最后，采用膜氣體吸收方式解決氨逃逸難題，以降低吸收液濃度，實(shí)現(xiàn)該問題的治理。

5 結(jié)語

將氨法脫硫技術(shù)應(yīng)用于煤化工工程，既可降低成本，又可減輕污染，改善大氣環(huán)境。因此，在實(shí)際運(yùn)用過程中，務(wù)必掌握氨法脫硫技術(shù)的應(yīng)用原理與優(yōu)勢，并深入分析使用過程中可能出現(xiàn)的問題，如亞硫酸鹽難以氧化、硫酸鹽結(jié)晶、氨氣揮發(fā)等現(xiàn)象。上述這些問題會嚴(yán)重影響脫硫效率和氨法脫硫成敗。所以在使用過程中，一定要根據(jù)化工企業(yè)的實(shí)際情況，采用投藥方式、控制結(jié)晶飽和度、提升反應(yīng)中的蒸發(fā)溫度等，另外還要合理有效地運(yùn)用氨法脫硫技術(shù)，進(jìn)一步降低投入成本，有效改善環(huán)境污染問題。