摘要：當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)在發(fā)展完善過(guò)程中，其對(duì)周?chē)沫h(huán)境也造成了一定影響，因此，政府部門(mén)和國(guó)民的環(huán)保意識(shí)都在不斷提升，這就需要相關(guān)工業(yè)單位積極進(jìn)行鍋爐設(shè)備改造，優(yōu)化脫硫系統(tǒng)，最終降低對(duì)環(huán)境的污染?；诖耍恼戮桶狈摿蚋攀?、硫酸銨結(jié)晶的原理以及氨法脫硫硫酸銨晶體影響因素和優(yōu)化措施進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：氨法脫硫;硫酸銨晶體;影響因素

1引言

氨法脫硫硫酸銨結(jié)晶是當(dāng)前比較常用的脫硫結(jié)晶技術(shù)，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，主要是利用脫硫系統(tǒng)中的硫酸銨溶液，進(jìn)行濃縮結(jié)晶，最終將脫硫系統(tǒng)結(jié)晶中的硫酸銨進(jìn)行有效的分離。這個(gè)過(guò)程中，結(jié)晶效果的影響因素也較多，需要技術(shù)人員加強(qiáng)控制[1]。

2氨法脫硫的概述

氨法脫硫是新時(shí)期下的一種高效、且消耗能量較低的一種濕法脫硫方式，在實(shí)際操作過(guò)程中，整個(gè)脫硫的過(guò)程是氣液相反應(yīng)，在反應(yīng)速率上較快，其吸收利用率也相對(duì)較高，根據(jù)相關(guān)資料顯示，其在多次應(yīng)用中，脫硫效率都可以達(dá)到95到 99%。

另外，氨法脫硫之所以應(yīng)用較為廣泛，還有一個(gè)原因是具有豐富的原料。其在實(shí)際的技術(shù)操作過(guò)程中，在形式上可以是液氨，也可以是氨水或者是碳銨。現(xiàn)階段，我國(guó)的火電廠每天排放的二氧化硫的量在1000萬(wàn)噸左右，就算是都利用氨法脫硫方式操作，所需要的氨量也在500萬(wàn)噸以?xún)?nèi)，因此，基本上不需要擔(dān)心用量問(wèn)題。

除此之外，脫硫氨法在應(yīng)用的時(shí)候還具有一個(gè)特點(diǎn)，其可以對(duì)SO2進(jìn)行有效利用，將其制作是價(jià)值更高的產(chǎn)品，這也提高了氨法脫硫的應(yīng)用價(jià)值。

3硫酸銨結(jié)晶的原理

硫酸銨結(jié)晶的原理是先形成較小的晶核，然后晶核會(huì)慢慢長(zhǎng)大。通常情況下，以上這兩個(gè)過(guò)程都是同時(shí)進(jìn)行的。第一，在保證其外部條件的基礎(chǔ)上，如果晶體的成長(zhǎng)速度比晶核的形成速度要慢，那么所形成的結(jié)晶顆粒也會(huì)相應(yīng)的變小;第二，如果晶體的成長(zhǎng)速度比晶核的形成速度要快，結(jié)晶顆粒就相對(duì)較大。由此也可以得出，晶核形成速度和成長(zhǎng)速度都會(huì)對(duì)結(jié)晶顆粒的大小造成影響。

硫酸銨的結(jié)晶過(guò)程主要如下：第一，在吸收反應(yīng)的影響下，高溫?zé)煔鈺?huì)產(chǎn)生較多的熱量，在不斷的濃縮過(guò)程中，就會(huì)形成飽和溶液，在飽和溶液達(dá)到一定的飽和度以后，就會(huì)析出固相晶核;第二，晶核在不斷長(zhǎng)大的時(shí)候，塔內(nèi)漿液也會(huì)不斷的運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中，已經(jīng)成形的晶體則會(huì)因?yàn)闈{液運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)剝落，重新回到晶核狀態(tài)，這個(gè)環(huán)節(jié)也被稱(chēng)之為是在此成核階段;第三，晶核出現(xiàn)和晶體成長(zhǎng)過(guò)程都是同步進(jìn)行的，在過(guò)飽和溶液中，晶核的形成速度也較快，就會(huì)占用一定的溶質(zhì)資源，這種情況下，晶體的成長(zhǎng)速度也會(huì)越來(lái)越快。相反的，如果晶體的成長(zhǎng)速度變快了，晶核的形成則會(huì)變慢。這些都體現(xiàn)了兩者之間的緊密聯(lián)系。

4氨法脫硫硫酸銨晶體影響因素

4.1? 金屬離子的影響

氨法脫硫硫酸銨晶體在實(shí)際形成的過(guò)程中，結(jié)晶效果會(huì)受到金屬離子的影響。第一，脫硫系統(tǒng)中一般都存在著較多的未知的陰陽(yáng)離子，當(dāng)吸收液和脫硫系統(tǒng)接觸以后，就會(huì)從中攜帶較多的Fe、Al、Cu、Pb、As、Cl等離子。這些金屬離子都會(huì)在硫酸銨晶體的表面進(jìn)吸附，對(duì)結(jié)晶表面的活性區(qū)域造成一定的影響，進(jìn)而阻礙晶體的成長(zhǎng);第二，硫酸銨晶體的成長(zhǎng)過(guò)程本身受到金屬離子的影響都較大，特別是Fe離子。

相關(guān)專(zhuān)家學(xué)者在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在漿液中只要存在較少的Fe離子，就會(huì)對(duì)硫酸銨晶體的成長(zhǎng)速度造成較大的影響。另外，漿液中如果存在較多的金屬離子，還會(huì)影響固液的平衡性，最終出現(xiàn)大量的針狀晶核，使用離心機(jī)也無(wú)法對(duì)這些細(xì)小的晶體顆粒進(jìn)行有效的分離【2】。

4.2? pH值方面的影響

在既有條件下，脫硫系統(tǒng)溶液中的pH值會(huì)不斷升高，這個(gè)時(shí)候，溶液的介穩(wěn)區(qū)會(huì)不斷的減少，甚至在有些情況下會(huì)直接穿過(guò)介穩(wěn)區(qū)，硫酸銨晶體會(huì)形成細(xì)長(zhǎng)的六角棱柱形，或者是針形。另外，pH升高，還會(huì)增大溶液的粘性，影響硫酸銨分子的擴(kuò)散，最終影響晶體的順利生長(zhǎng)。

4.3? 系統(tǒng)物料平衡性方面的影響

脫硫系統(tǒng)的物料平衡性在很大程度上也影響著硫酸銨的結(jié)晶過(guò)程。在蒸發(fā)濃縮的過(guò)程中，溶液的過(guò)飽和度也在不斷的增加，這個(gè)時(shí)候，成核的速度就會(huì)越快，而溶液中的（NH4）2S04則很難在有限的晶體表面上完成生長(zhǎng)過(guò)程，但是，溶液中的新的晶核卻在不斷的增加，最終導(dǎo)致晶體過(guò)小，影響結(jié)晶效果。

4.4? 氧化率方面的影響

脫硫系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，氧化風(fēng)量有待增加，或者是溶液的密度較高，那么其氧化率就會(huì)降低，在一定程度上也對(duì)硫酸銨的結(jié)晶過(guò)程造成影響。

硫酸銨的結(jié)晶過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)式如下：

SO2+2NH3+H2O=（NH4）2SO3

2（NH4）2SO3+O2=2（NH4）2SO4

從以上方程式可以看出，當(dāng)氧化效果不佳時(shí)，脫硫系統(tǒng)溶液中的主要成分為亞硫酸銨，硫酸銨晶體則較難形成。

4.5? 蒸發(fā)溫度和真空度方面的影響

如果溫度升高，真空度較大，那么蒸發(fā)器的蒸發(fā)量也會(huì)較大，這個(gè)時(shí)候，溶液的飽和度就會(huì)增加，進(jìn)而影響成核的速度。另外，如果增加晶體的成長(zhǎng)速度，雖然可以形成較大的晶體，但是，也容易出現(xiàn)晶體之間的碰撞，或者是管道堵塞的情況。出現(xiàn)以上這些情況以后，生產(chǎn)效率就會(huì)降低。

4.6? 雜質(zhì)和污油方面的影響

硫酸銨溶液中如果存在雜質(zhì)或者是污油，也會(huì)影響硫酸銨晶體的形成。相關(guān)專(zhuān)家學(xué)者在不斷分析和總結(jié)過(guò)程中得出，硫酸銨溶液中出現(xiàn)雜質(zhì)和污油的原因是：鍋爐點(diǎn)火方式、氨水的質(zhì)量或者是用水的質(zhì)量。

第一，在鍋爐設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，通常煙氣中都會(huì)含有較少量的煙塵。在煙氣除塵設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候，或者是除塵器旁路不夠嚴(yán)密的時(shí)候，再或者是所使用的氨水中含有較多的有機(jī)物酚、硫化氫以及油等成分，這些煙塵和污油等物質(zhì)都會(huì)進(jìn)入到脫硫系統(tǒng)中，對(duì)硫酸銨晶體的形成造成影響，使其結(jié)晶較小，甚至是不會(huì)結(jié)晶;第二，所使用的硫酸銨溶液在完全沒(méi)有灰分、或者是含量較少的時(shí)候，硫酸銨溶液也不會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶;第三，溶液過(guò)飽和，成核過(guò)程出現(xiàn)爆發(fā)式的增長(zhǎng)情況，造成晶體較小，較雜，難以利用離心機(jī)進(jìn)行分離。

5氨法脫硫硫酸銨結(jié)晶的優(yōu)化措施

5.1? 控制雜質(zhì)和金屬離子的含量

相關(guān)單位在進(jìn)行氨法脫硫硫酸銨結(jié)晶操作的時(shí)候，要想保證結(jié)晶效果，首先需要做的就是對(duì)雜質(zhì)以及金屬離子的含量進(jìn)行有效的控制。具體措施如下：第一，在煙氣排放上，工作人員需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，在這個(gè)過(guò)程中，需要對(duì)煙氣中的雜質(zhì)進(jìn)行一定的處理，降低雜質(zhì)含量，避免其在溶液中進(jìn)行凝結(jié)，以此來(lái)提升硫酸銨晶體的活躍度，促使硫酸銨可以順利結(jié)晶;第二，工作人員需要加強(qiáng)內(nèi)部容器和管道系統(tǒng)的防腐工作，降低金屬接觸面的活躍度，從而溶液中的金屬離子的含量，保證晶體可以有足夠的成長(zhǎng)空間;第三，在進(jìn)行鍋爐停車(chē)檢修的時(shí)候，工作人員需要對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行檢查，對(duì)損壞的除塵器布袋需要及時(shí)更換。另外，工作人員還需要進(jìn)行除塵器熒光粉試驗(yàn)，對(duì)于經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證的漏風(fēng)的地方進(jìn)行封堵。

5.2? 對(duì)酸堿度進(jìn)行控制

相關(guān)單位還需要對(duì)溶液中的酸堿度進(jìn)行控制，目前比較常用的控制方法主要是在進(jìn)行脫硫工作的時(shí)候，需要增加氨氣的量，按照濃縮液具體的酸堿度要求對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的酸堿度進(jìn)行控制，促使硫酸銨晶體順利形成【3】。

6結(jié)束語(yǔ)

影響氨法脫硫硫酸銨晶體形成的因素一般較多，因此，相關(guān)單位在實(shí)際的氨法脫硫過(guò)程中，需要對(duì)各種影響因素進(jìn)行控制，以此來(lái)保證晶體形成的質(zhì)量，最終滿(mǎn)足相關(guān)的硫酸銨晶體的質(zhì)量要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]?? 許士強(qiáng).氨法脫硫的硫酸銨結(jié)晶影響因素及解決措施[J].云南化工，2018，045（005）：87-88.

[2]?? 趙金和.氨法脫硫制備硫酸銨工藝應(yīng)用與市場(chǎng)展望[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2018，044（012）：2，4.

[3]?? 秦萬(wàn)東，李麗.煙氣中含氧量對(duì)氨法煙氣脫硫系統(tǒng)氧化效果的影響[J].武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2018，40（05）：511-513.

作者簡(jiǎn)介：

祁光飛（1989-）男，漢族，甘肅省武威市，本科，助理工程師，研究方向?yàn)殡姀S鍋爐集控運(yùn)行。