氨法脱硫的硫铵结晶影响因素探究

崔云峰

摘 要：本文主要探究了氨法脱硫硫铵结晶的影响因素，并结合相关问题制定出了实际生产过程中氨法脱硫的方法策略，以提高脱硫效率，降低生产成本，从而减少影响硫铵结晶的影响因素。

关键词：氨法脱硫;硫铵;结晶;影响因素

氨法脱硫属于一种新兴的脱硫技术，其具有脱硫效率高、成本低、实现资源回收利用、环境效益好等优点，因此受到了众多化工企业的关注，并得到了广泛的应用。氨法脱硫的副产品是硫铵，其含有较高的氮和硫，可以作为肥料使用，有着极为宽广的市场，这也是氨法脱硫受青睐的原因之一。但是在应用该技术时如何将回收的硫铵溶液进行浓缩结晶，却是一大技术难题。下面，笔者将结合相关问题进行详细的分析论述。

1 案例概述分析

为了更好的对氨法脱硫的硫铵结晶问题进行探析，本文以一家大型煤化工企业为例，该厂燃煤锅炉为生产提供蒸汽。该锅炉烟气脱硫使用的是氨法脱硫技术，其主要包含有脱硫吸收和副产品回收两个部分。其中，回收系统主要由三效蒸发器、离心机、干燥机组成。30%的硫铵溶液首先进入到三效蒸发器进行浓缩，经过浓缩之后，当浓度达到40%左右时，溶液中就逐渐显现出了晶体，而在晶体足够大时则使用离心机将固体和液体分离，这样就能够实现硫铵的回收。但是在实际的生产过程中，结晶度往往并不是很好把控，晶体大小生成不够稳定，这些都对工艺操作提出了一定要求。

2 影响因素分析

2.1 杂质对结晶的影响

氨法脱硫所采用的是小于或等于10%的废氨水，废弃氨水中含有大量的杂质，而且氨水在与烟气发生反应之后，与系统设备接触还可能会附带有铁、铝、铜、铅、氯等离子。这些离子的吸附性比较强，可能会吸附在硫铵晶体的表面，这样晶体表面活性区域将会被遮盖，从而降低晶体生长速率。金属离子对于硫铵晶体的生长有着较大的影响，其中以铁离子对晶体的影响最为明显。这就导致一段时间内硫铵溶液在三效蒸发器内晶体大量积累，但是离心机却不能对细小的晶体颗粒进行分离，进而溶液的过饱和度升高。在设备运行期间，杂质对结晶的影响主要表现在三效蒸发器内部有大量细小晶体不断积累，液位不断升高，但是溶液粘稠成糊状，晶体难以有效的分离出来，只能外排。

2.2 pH值对结晶的影响

溶液pH值对于晶体结晶也有一定的影响，其主要表现在两个方面，一方面是会影响结晶的形状，另外一方面则是对结晶的正常生长环境条件产生影响。在一定条件之下，溶液中的pH值会不断升高，溶液的介稳区减小，这样很容易导致溶液的酸碱不平衡。硫铵晶体形状一般是由多面体颗粒演变成为细长的六角棱柱形或者是针形。同时随着母液的黏度增大，硫铵分子的扩散阻力将会随之增加，这种情况下晶体的正常生长速度将会受到影响。如pH值在5-6时，硫铵晶体可能会生长成体积较大的圆形晶体。如果pH值突然降低，则溶液中的细小晶体可能会突然消失，这些都属于晶体正常的生长条件被破坏的表现。

2.3 蒸发温度和真空度对结晶的影响

通常三效蒸发器所采用的都是强制逆循环蒸发器，这种蒸发器的温度越高，其真空度也就越大，温度的升高使得蒸发量增大，其可能会导致溶液的过饱和度增加，对成核速率造成影响，加快晶体的增长速度，这种情况下对大颗粒的形成实际上是极为有利的。但是晶体颗粒过大也会对结晶效果产生一定的影响，溶液中大颗粒警惕出现时间过早，可能会导致设备的管道堵塞，而且晶体在容器中还会相互碰撞，这样可能会使得二次成核量增大。但是如果容器的温度和真空度低，则会使得蒸发量下降，这种情况下溶液过饱和度增加速度变慢，晶体生成速率也会因此而下降，晶体颗粒减小，这样较大的晶体颗粒不容易形成。

3 氨法脱硫的硫铵结晶影响因素控制措施

如上文所述，在实际的生产过程中，影响硫铵结晶的因素可谓是多种多样。针对这些因素，笔者认为可以采取以下几种措施：

①控制好氨水的质量，防止氨水混有大量杂质。在氨水与烟气发生反应，进入到容器之前要保证其质量纯净，尽可能的清楚氨水中所含有的杂质。与此同时，容器设备还需做好防腐工作，脱硫系统中的溶液往往带有较强的腐蚀性，这些溶液在与管道设备接触后，可能会携带了大量的未知离子，这些离子容易腐蚀管道，所以这方面的工作也应当做好;同时做好除尘系统的日常维护保养工作，确保脱硫塔入口烟尘含量小于30mg/m3;另外脱硫塔围堰周边保持清洁，防止杂物通过回流液进入脱硫系统内;②脱硫塔浓缩段pH最好控制在3-4左右，加强对硫铵溶液的pH值检测，如果发現溶液的pH值不符合规定要求，则需要对其进行适当调整，控制好硫铵的pH值，降低其对结晶的影响;③合理的控制三效蒸发器温度和真空度。在三效蒸发器设备运行期间，其真空度一般处在相对比较稳定的状态，温度是影响结晶的关键所在。如上文所述温度过高或者是过低都会对结晶的大小、生成速度等产生影响。因此，笔者认为在正式脱硫之前，可以先进行试验，在试验中得出最佳的控制指标，并在今后的脱硫中建立明确的标准，保证结晶效果。

总之，在实际的氨法脱硫过程中，影响硫铵结晶的因素可谓是多种多样，如杂质、pH值变化、蒸发器温度及真空度等都有可能会对结晶造成影响，针对这些问题必须要注意规避，要加强控制，以保证晶体的质量。

参考文献：

[1]王忠良，万雅曼，齐鸣斋.硫铵结晶热力学与动力学的实验研究[J].石油化工技术与经济，2014（03）：11-14.