氨法脫硫的硫酸銨結晶影響因素探究

郭東岳

華聚能源東灘礦電廠，山東鄒城 273512

氨法脫硫技術作為新興的脫硫技術，逐步得到了廣泛的應用。氨法脫硫的副產品是硫酸銨，作為含氮含硫的肥料，具有廣闊的市場需求。這也是氨法脫硫技術得到推廣應用的重要優勢。如何將回收的硫酸銨溶液進行濃縮結晶是氨法脫硫技術的重要環節。

1 概述

東灘礦電廠以煤泥為燃料，是集發電、供熱為一體的資源綜合利用電廠。該電廠采用氨法脫硫技術，由脫硫和回收兩部分組織。其中，回收系統由三效蒸發器、離心機、干燥機組成。35%的硫酸銨溶液首先進入三效蒸發器進行濃縮，當濃度達到40%左右，溶液中有晶體產生并且晶體足夠大時，由離心機實現固體與液體的分離，從而實現硫酸銨的回收。在生產過程中，經常出現晶體生成不穩定、晶體大小不穩定。結合結晶原理和其工藝特點，影響其結晶的因素主要由以下幾點。

2 影響因素分析

2.1 雜質的對結晶的影響

由于氨法脫硫采用≤10%廢氨水，氨水中含有大量的未知的陰陽離子。氨水經過與煙氣反應，與系統設備接觸后，可能會帶有鐵、鋁、銅、鉛、砷、氯等離子。這些離子吸附在硫酸銨晶體的表面，遮蓋了結晶表面的活性區域，使晶體生長緩慢。金屬離子對硫酸銨晶體的生長有較大的影響，尤其是鐵離子影響最大。硫酸銨溶液的雜質還可導致一定的時間內三效蒸發器內晶體體積大量積累，而離心機無法對細小的晶體顆粒進行分類，造成溶液的過飽和度升高。在運行過程中，主要表現在三效蒸發器內細小晶體大量堆積，液位不停地升高，晶體卻無法分離。

2.2 pH值對結晶的影響

溶液PH值對結晶的影響主要表現在兩個方面：一是對結晶形狀的影響，二是破壞結晶的正常生長條件。在一定條件下，隨著溶液pH值的升高，溶液的介穩區減小，硫酸銨晶形由多面體顆粒變成細長的六角棱柱形，甚至針形。同時，母液黏度增大，硫酸銨分子擴散阻力增加，阻礙晶體的正常生長。當pH值為5-6時，硫酸銨晶體可生長為較大的圓形晶體。當溶液的PH值突然降低時，溶液中的細小晶體出現消失的現象，破壞了晶體正常的生長條件。

2.3 蒸發溫度和真空度對結晶的影響

三效蒸發器采用強制逆循環蒸發器，當溫度越高，真空度越大時，蒸發器的蒸發量越大，可使得溶液過飽和度增加，從而成核速率增加，同時，加快增長晶體，有利于較大顆粒的形成。溶液中過早的出現的大顆粒的晶體，一方面，容易造成管道、泵葉輪堵塞，另一方面，顆粒的碰撞，使二次成核量增大，晶體增長速率減慢，晶體顆粒減小，不利于較大顆粒晶體形成。較低的溫度和真空度，蒸發量較少，溶液過飽和度增加的慢，生產效率低。

3 控制措施

首先要控制氨水質量，防止氨水中含有大量的雜質影響硫酸銨溶液的回收。同時，做好系統內設備的內襯防腐。由于脫硫系統中的溶液有較強的腐蝕性，與管道設備接觸后，可攜帶大量的金屬離子。可采用襯塑管道或玻璃鋼材質管道，避免溶液與金屬材質接觸。

在原有的工藝設計中，沒有對硫酸銨溶液pH值的檢測，僅僅有對溶液濃度的檢測。對合格的硫酸銨溶液增加pH值檢測。必要時，通過調節濃縮周期，控制硫酸銨pH值。

合理控制溫度和真空度。在三效蒸發器運行時，真空度一般較為穩定，主要控制溫度，避免溫度過高或過低。理論上，硫酸銨最佳的結晶溫度為70℃左右。通過調節蒸汽閥，將二效分離器的溫度控制在70℃。由于溶液中含有的亞硫酸銨分解或跑料的影響，造成三效蒸發器真空度降低。可通過升高溫度，還獲得蒸發量，提高系統內溶液的過飽和度，但形成的晶體顆粒較小。

4 結論

在實際生產過程中，影響硫酸銨結晶因素不是單一的，可能是一種或幾種因素在共同影響。甚至，工藝或人為操作都會影響硫酸銨的結晶。

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