氨法脱硫硫酸铵晶体影响因素探究

摘要：当前，我国经济社会在发展完善过程中，其对周围的环境也造成了一定影响，因此，政府部门和国民的环保意识都在不断提升，这就需要相关工业单位积极进行锅炉设备改造，优化脱硫系统，最终降低对环境的污染。基于此，文章就氨法脱硫概述、硫酸铵结晶的原理以及氨法脱硫硫酸铵晶体影响因素和优化措施进行了分析。

关键词：氨法脱硫;硫酸铵晶体;影响因素

1引言

氨法脱硫硫酸铵结晶是当前比较常用的脱硫结晶技术，在实际的应用过程中，主要是利用脱硫系统中的硫酸铵溶液，进行浓缩结晶，最终将脱硫系统结晶中的硫酸铵进行有效的分离。这个过程中，结晶效果的影响因素也较多，需要技术人员加强控制[1]。

2氨法脱硫的概述

氨法脱硫是新时期下的一种高效、且消耗能量较低的一种湿法脱硫方式，在实际操作过程中，整个脱硫的过程是气液相反应，在反应速率上较快，其吸收利用率也相对较高，根据相关资料显示，其在多次应用中，脱硫效率都可以达到95到 99%。

另外，氨法脱硫之所以应用较为广泛，还有一个原因是具有丰富的原料。其在实际的技术操作过程中，在形式上可以是液氨，也可以是氨水或者是碳铵。现阶段，我国的火电厂每天排放的二氧化硫的量在1000万吨左右，就算是都利用氨法脱硫方式操作，所需要的氨量也在500万吨以内，因此，基本上不需要担心用量问题。

除此之外，脱硫氨法在应用的时候还具有一个特点，其可以对SO2进行有效利用，将其制作是价值更高的产品，这也提高了氨法脱硫的应用价值。

3硫酸铵结晶的原理

硫酸铵结晶的原理是先形成较小的晶核，然后晶核会慢慢长大。通常情况下，以上这两个过程都是同时进行的。第一，在保证其外部条件的基础上，如果晶体的成长速度比晶核的形成速度要慢，那么所形成的结晶颗粒也会相应的变小;第二，如果晶体的成长速度比晶核的形成速度要快，结晶颗粒就相对较大。由此也可以得出，晶核形成速度和成长速度都会对结晶颗粒的大小造成影响。

硫酸铵的结晶过程主要如下：第一，在吸收反应的影响下，高温烟气会产生较多的热量，在不断的浓缩过程中，就会形成饱和溶液，在饱和溶液达到一定的饱和度以后，就会析出固相晶核;第二，晶核在不断长大的时候，塔内浆液也会不断的运动，在这个过程中，已经成形的晶体则会因为浆液运动出现剥落，重新回到晶核状态，这个环节也被称之为是在此成核阶段;第三，晶核出现和晶体成长过程都是同步进行的，在过饱和溶液中，晶核的形成速度也较快，就会占用一定的溶质资源，这种情况下，晶体的成长速度也会越来越快。相反的，如果晶体的成长速度变快了，晶核的形成则会变慢。这些都体现了两者之间的紧密联系。

4氨法脱硫硫酸铵晶体影响因素

4.1  金属离子的影响

氨法脱硫硫酸铵晶体在实际形成的过程中，结晶效果会受到金属离子的影响。第一，脱硫系统中一般都存在着较多的未知的阴阳离子，当吸收液和脱硫系统接触以后，就会从中携带较多的Fe、Al、Cu、Pb、As、Cl等离子。这些金属离子都会在硫酸铵晶体的表面进吸附，对结晶表面的活性区域造成一定的影响，进而阻碍晶体的成长;第二，硫酸铵晶体的成长过程本身受到金属离子的影响都较大，特别是Fe离子。

相关专家学者在研究过程中发现，在浆液中只要存在较少的Fe离子，就会对硫酸铵晶体的成长速度造成较大的影响。另外，浆液中如果存在较多的金属离子，还会影响固液的平衡性，最终出现大量的针状晶核，使用离心机也无法对这些细小的晶体颗粒进行有效的分离【2】。

4.2  pH值方面的影响

在既有条件下，脱硫系统溶液中的pH值会不断升高，这个时候，溶液的介稳区会不断的减少，甚至在有些情况下会直接穿过介稳区，硫酸铵晶体会形成细长的六角棱柱形，或者是针形。另外，pH升高，还会增大溶液的粘性，影响硫酸铵分子的扩散，最终影响晶体的顺利生长。

4.3  系统物料平衡性方面的影响

脱硫系统的物料平衡性在很大程度上也影响着硫酸铵的结晶过程。在蒸发浓缩的过程中，溶液的过饱和度也在不断的增加，这个时候，成核的速度就会越快，而溶液中的（NH4）2S04则很难在有限的晶体表面上完成生长过程，但是，溶液中的新的晶核却在不断的增加，最终导致晶体过小，影响结晶效果。

4.4  氧化率方面的影响

脱硫系统在实际运行的过程中，氧化风量有待增加，或者是溶液的密度较高，那么其氧化率就会降低，在一定程度上也对硫酸铵的结晶过程造成影响。

硫酸铵的结晶过程的化学反应式如下：

SO2+2NH3+H2O=（NH4）2SO3

2（NH4）2SO3+O2=2（NH4）2SO4

从以上方程式可以看出，当氧化效果不佳时，脱硫系统溶液中的主要成分为亚硫酸铵，硫酸铵晶体则较难形成。

4.5  蒸发温度和真空度方面的影响

如果温度升高，真空度较大，那么蒸发器的蒸发量也会较大，这个时候，溶液的饱和度就会增加，进而影响成核的速度。另外，如果增加晶体的成长速度，虽然可以形成较大的晶体，但是，也容易出现晶体之间的碰撞，或者是管道堵塞的情况。出现以上这些情况以后，生产效率就会降低。

4.6  杂质和污油方面的影响

硫酸铵溶液中如果存在杂质或者是污油，也会影响硫酸铵晶体的形成。相关专家学者在不断分析和总结过程中得出，硫酸铵溶液中出现杂质和污油的原因是：锅炉点火方式、氨水的质量或者是用水的质量。

第一，在锅炉设备的运行过程中，通常烟气中都会含有较少量的烟尘。在烟气除尘设备出现故障的时候，或者是除尘器旁路不够严密的时候，再或者是所使用的氨水中含有较多的有机物酚、硫化氢以及油等成分，这些烟尘和污油等物质都会进入到脱硫系统中，对硫酸铵晶体的形成造成影响，使其结晶较小，甚至是不会结晶;第二，所使用的硫酸铵溶液在完全没有灰分、或者是含量较少的时候，硫酸铵溶液也不会出现结晶;第三，溶液过饱和，成核过程出现爆发式的增长情况，造成晶体较小，较杂，难以利用离心机进行分离。

5氨法脱硫硫酸铵结晶的优化措施

5.1  控制雜质和金属离子的含量

相关单位在进行氨法脱硫硫酸铵结晶操作的时候，要想保证结晶效果，首先需要做的就是对杂质以及金属离子的含量进行有效的控制。具体措施如下：第一，在烟气排放上，工作人员需要进行严格的控制，在这个过程中，需要对烟气中的杂质进行一定的处理，降低杂质含量，避免其在溶液中进行凝结，以此来提升硫酸铵晶体的活跃度，促使硫酸铵可以顺利结晶;第二，工作人员需要加强内部容器和管道系统的防腐工作，降低金属接触面的活跃度，从而溶液中的金属离子的含量，保证晶体可以有足够的成长空间;第三，在进行锅炉停车检修的时候，工作人员需要对电场进行检查，对损坏的除尘器布袋需要及时更换。另外，工作人员还需要进行除尘器荧光粉试验，对于经试验验证的漏风的地方进行封堵。

5.2  对酸碱度进行控制

相关单位还需要对溶液中的酸碱度进行控制，目前比较常用的控制方法主要是在进行脱硫工作的时候，需要增加氨气的量，按照浓缩液具体的酸碱度要求对整个系统的酸碱度进行控制，促使硫酸铵晶体顺利形成【3】。

6结束语

影响氨法脱硫硫酸铵晶体形成的因素一般较多，因此，相关单位在实际的氨法脱硫过程中，需要对各种影响因素进行控制，以此来保证晶体形成的质量，最终满足相关的硫酸铵晶体的质量要求。

参考文献：

[1]   许士强.氨法脱硫的硫酸铵结晶影响因素及解决措施[J].云南化工，2018，045（005）：87-88.

[2]   赵金和.氨法脱硫制备硫酸铵工艺应用与市场展望[J].化工设计通讯，2018，044（012）：2，4.

[3]   秦万东，李丽.烟气中含氧量对氨法烟气脱硫系统氧化效果的影响[J].武汉工程大学学报，2018，40（05）：511-513.

作者简介：

祁光飞（1989-）男，汉族，甘肃省武威市，本科，助理工程师，研究方向为电厂锅炉集控运行。