煤化工中氨法脱硫技术的应用研究

2020-01-13惠晓鹏乔艳神木富油能源科技有限公司陕西神木719319

化工管理 2020年14期

惠晓鹏乔艳（神木富油能源科技有限公司，陕西神木719319）

0 引言

煤化工建设水平不断提升，与各种脱硫技术的性能拓展与效率提升等支持不无关系。尤其是氨法脱硫技术的应用，主要利用氨为吸收剂，采取电子束与脉冲电晕技术等原理，凭借高氨碱性与较快反应速度、遵循环保原则等技术特色，实现煤化工生产质量持续改进。但影响工作质量与效率的因素较多，技术人员应当不断提升自身的职业素养与业务能力水平，明确技术操作原理与实施要点，以切实发挥技术应用价值。

1 氨法脱硫技术应用范畴

1.1 综合治理化工区

煤化工生产中的化工废料种类多样，包括废氨水等，通常废氨水的浓度为15%～22%范围，适用于脱硫技术，同时会降低脱硫原料采购成本，对合理运用废氨水与解决二硫化碳排放问题有着积极意义。废氨水经过脱硫技术处理后，会反应成硫酸铵，可用于复合型肥料制作，带动了循环经济效益发展，推动煤化工行业逐步向高效环保生产政策号召靠拢。在化工区综合治理中应用该技术，有着节省资源与反应速度快等特色优势，也是其他脱硫技术不能比拟的。

1.2 高硫煤处理

石膏法是基于钙基脱硫原理的物理脱硫技术，在反应程度与速度等方面远不如氨法脱硫技术，可行性与实施强度并不理想。氨法脱硫技术有自主知识产权，可实现长期与全面推广，相比从国外引进的钙法不同，无需支付技术转让费与技术使用费，避免了资源浪费。除此之外，石膏法涉及雾化与喷淋等操作工艺，脱硫效果相对理想，但投入成本增加，处理后的废弃物不能实现再次运用，变废为宝能力还需进一步加强。在高硫煤中运用氨法脱硫技术，脱硫率高且会形成大量氨肥，不会形成二次污染，同时可充分利用废气材料。氨法脱硫技术的适用范围广，可适用于高硫煤与低硫煤脱硫处理，且弹性操作特征优势明显。氨回收法脱硫裝置运行，实际上也是生产硫酸铵的过程，每吸收1吨液氮，可脱除二氧化硫近2吨，可生产硫酸铵近4吨，烟气中每吨二氧化硫气体，实现了近400元的价值。运用价格低廉的高硫煤，可有效降低脱硫费用与燃料成本。除此之外，该工艺的活性高，液气比传统脱硫技术低，脱硫塔阻力通常在850Pa 左右。技术装置借助原锅炉引风机潜力，相比较于传统脱硫技术，系统阻力耗电降低50%，循环泵功耗降低超过70%。

1.3 化工废弃物

煤加工或转化操作中常会出现硝等有害污染物质，尤其钢铁等金属制品。亚铁离子与硝反应后会生成氮氧化物，严重污染空气，生成的废液会污染水源。采用该技术后的脱硝率与脱硫率提高，环保环境的同时，生成的氨肥可再次利用。氨对硝离子有吸收作用，亚硫铵可还原硝离子；对此，该技术应用能够实现既脱硫又脱硝的目的，如天津碱厂环保实测数据氮氧化物去除率超过20%。

1.4 烟气脱硫

氨法脱硫技术凭借科学技术操作原则与严谨工作流程，在烟气脱硫系统中的应用越发自如。操作应当明确系统规格，将挡板安放在烟气聚集部位，使烟气进入到脱硫塔内，利用塔内吸收结构与循环罐吸收液吸收烟气中二氧化硫成分，利用除雾器吸收逃逸氨气与脱除夹杂滴液，确保系统正常运行。该技术应用后能够直接吸收二氧化碳等成分，减少了环境污染，脱硫成效随之加强[1]。

2 解决技术应用问题的对策

2.1 应用问题

烟气中粉尘数量较高时，会影响硫酸铵结晶与颗粒质量，尤其是在吸收或浓缩等环节，温度变化波动较大，稳定性下降后可促使粉尘聚集，随着粉尘数量增加，易出现喷嘴堵塞等现象。氨逃逸问题不能忽视，直接影响脱硫质量与处理成效。

2.2 解决对策

技术应用问题处理不能一蹴而就，应当本着因地制宜等原则采取针对性整改对策，进一步提升工作质量与效率，确保技术作用最大程度发挥。首先应当加强除尘系统优化，应用电配带类型设备，防止出现灰尘数量增多情况，确保硫酸铵结晶成效。其次在浓缩段等喷嘴位置安置温控调控装置，通过温度控制维持稳定性。并在喷嘴位置安置除尘装置，防止灰尘在此部位聚集而出现堵塞情况。最后氨逃逸现象普遍存在，与气液体短时间接触，吸收率降低，或是吸收液等因素影响有关，可采取膜气体吸收手段，延长气液接触时间，适当降低吸收液浓度，防止出现氨逃逸现象[2]。

3 氨法脱硫工程设计要点

氨法脱硫与传统脱硫技术不同，包括石灰石-石膏脱硫技术等，目前氨法脱硫工程通常采用EP 或EPC 等工艺。氨属于危险化学品，有挥发性等特性，硫酸铵溶液等脱硫产物的危险性不容忽视，包括强腐蚀性等，在工程设计中应当加强注意。

3.1 氨区设计

液氨是有毒气体，氨水有腐蚀性特性。随着国内外液氨爆炸与泄露等事故频繁发生，国家对液氨储存与使用等做出了明确规定。使用氨法脱硫技术时，通常利用加压储存方式存储少量的液氨，以防止安全事故发生。除此之外，对液氨罐数量与事故喷淋等方面的设计，应当严格遵循地方管理要求与设计规范。

3.2 气溶胶控制

在氨法脱硫工程运行过程中，易出现烟气拖尾等不良情况，烟气中的粉尘含量增大，且粉尘中含有硫酸铵等物质。受氨挥发性能影响，易出现氨逃逸与气溶胶现象，造成环境污染的同时，会增加脱硫运行成本。尤其是厂区周围空气中的硫酸铵等物质含量相对较高，不仅会腐蚀地面设施，也会对人体健康造成影响；对此，应当加强注意。气溶胶问题处理成为了脱硫技术优化的研究热点，使得电除雾器在国内氨法脱硫工程中的应用尚未普及，仍处于摸索性前进阶段，主要利用脱硫塔等系统优化控制气溶胶，还需本着引进来和走出去的原则，灵活运用电除雾器等先进技术，以此实现气溶胶有效控制[3]。

3.3 防腐

氨法脱硫工程设备部件的腐蚀问题不能忽视，腐蚀原因在于气溶胶腐蚀设施外表与系统材质防腐性能差、工艺操作不规范等因素影响有关。应当加强气溶胶控制，促使系统稳定运行。同时应当合理选材，优化材料的防腐性能[4]。合理选择工艺技术，明确技术操作要点，规范合理展开操作，有效规避腐蚀问题。可采用国外重防腐技术与可靠材料，提升装置可靠性。脱硫产物与脱硫剂属于易溶性物质，装置内脱硫液不会出现积垢与磨损情况，更利于实现自动化控制，操作控制简易性随之加强。

3.4 控制进料杂质

氨法脱硫在封闭系统中进行，尚未设置废水排放通道，氨水与烟气等进料中，通常含有烟尘与氯离子等杂质，需依靠副产硫铵与烟气带出，确保系统稳定运行。杂质积累浓度越高，会降低硫铵品质，甚至出现不结晶现象。同时杂质也会对系统部件产生磨损性破坏，从而降低系统运行年限。氨法脱硫装置系统尚未成熟，除尘装置运行障碍，会增加脱硫塔内的烟气尘含量，直接降低硫铵品质。对此，应当加强各物质进入氨法脱硫系统的品质要求，更不能将脱硫塔视为废物处理系统，以实现系统性能与技术优势最大程度发挥。