1前言

氨法脫硫技術(shù)是近年來新興的脫硫技術(shù)，廣泛應(yīng)用。氨法脫硫的副產(chǎn)品是硫酸銨，作為含氮含硫的肥料，具有廣闊的市場(chǎng)需求，這也是氨法脫硫技術(shù)普及應(yīng)用的重要優(yōu)勢(shì)，如何使回收的硫酸銨溶液濃縮結(jié)晶是氨法脫硫技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。

柳鋼燒結(jié)廠燒結(jié)和球團(tuán)生產(chǎn)線均采用氨法脫硫技術(shù)，由煙氣脫硫和母液回收兩部分組織，其中母液回收系統(tǒng)由蒸發(fā)器、結(jié)晶器、離心機(jī)、干燥系統(tǒng)組成。濃度為35%的硫酸銨溶液首先通過列管換熱器預(yù)熱進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，濃度達(dá)到48%左右溶液進(jìn)入晶體濃縮晶體，晶體通過離心機(jī)實(shí)現(xiàn)固體與液體的分離，獲得有價(jià)值的化肥硫酸銨成品，在生產(chǎn)過程中，晶體生成不穩(wěn)定，晶體大小不穩(wěn)定，結(jié)合晶體原理及其工藝特點(diǎn)，探討影響晶體的因素，找到合理的控制參數(shù)。

2影響因素分析

2.1斷裂雜質(zhì)對(duì)結(jié)晶的影響

(1)目前柳鋼燒結(jié)廠氨脫硫采用廢棄形式，以焦回收的氨水為吸收劑，脫離煙氣中的SO2，氨法硫采用焦化廠焦回收的廢氨水(濃度≤10%)，氨水中含有大量雜質(zhì)，煙氣與含氨水的吸收液反應(yīng)，溶液中含有鈣、鎂、鐵、鉛等離子，這些離子吸附在硫酸晶體的表面，復(fù)蓋了結(jié)晶表面的活性區(qū)域，使結(jié)晶生長(zhǎng)緩慢，尤其對(duì)硫酸的生長(zhǎng)影響最大。

(2)燒結(jié)系統(tǒng)技術(shù)涉及大量粉塵，主吸引系統(tǒng)的大量煙塵與煙一起進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，煙塵中含有鈣、鐵、鎂等金屬要素，這種金屬離子容易與脫硫溶液中和的SO4^2-離子結(jié)合硫酸鹽沉淀，這些雜質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)對(duì)結(jié)晶過程有很大影響。

(3)硫酸銨溶液的雜質(zhì)在一定時(shí)間內(nèi)大量積累了結(jié)晶器內(nèi)的晶體體積，但離心機(jī)無法分離細(xì)小的晶體粒子，結(jié)晶器內(nèi)的溶液飽和度提高，溶液粘度增大，對(duì)生產(chǎn)過程的影響主要表現(xiàn)在結(jié)晶器內(nèi)的溶液費(fèi)用過大難以控制，生產(chǎn)廢水難以增加脫硫消耗，晶體細(xì)小無法分離。

2.2pH值對(duì)結(jié)晶的影響

溶液PH值對(duì)結(jié)晶的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是對(duì)結(jié)晶形狀的影響，二是破壞結(jié)晶的正常生長(zhǎng)條件。在一定條件下，隨著溶液pH值的提高，溶液的介穩(wěn)區(qū)減少，硫酸銨晶狀由多面體粒子變成細(xì)長(zhǎng)的六角柱狀，甚至針狀。同時(shí)，母液粘度增大，硫酸銨分子擴(kuò)散阻力增大，阻礙晶體正常生長(zhǎng)。當(dāng)pH值為5-6時(shí)，硫酸銨晶體可生長(zhǎng)為較大的圓形晶體。溶液的PH值突然下降時(shí)，溶液中的細(xì)晶體消失，破壞了晶體的正常生長(zhǎng)條件。在現(xiàn)有工藝設(shè)計(jì)中，沒有檢測(cè)到進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)硫酸銨溶液pH值，只檢測(cè)到溶液的比重和顏色，不利于調(diào)整工藝參數(shù)。

2.3蒸發(fā)溫度和真空度對(duì)結(jié)晶的影響

蒸發(fā)器采用減壓降溫蒸發(fā)形式，濃縮高溫的溶液從升膜蒸發(fā)器進(jìn)入高真空度的結(jié)晶器繼續(xù)濃縮蒸發(fā)，在高真空度下降低溶液沸點(diǎn)溫度，增加溶液的飽和度在實(shí)際生產(chǎn)過程中，結(jié)晶器和升膜蒸發(fā)器的真空度難以控制穩(wěn)定，真空度不穩(wěn)定的溶液溫度變化大，影響正常生產(chǎn)，一方面管道、泵葉輪容易堵塞，另一方面粒子的碰撞，二次成核量增大，晶體增長(zhǎng)速度慢，晶體粒子減小，不利于大粒子晶體的形成。

2.4結(jié)晶器溶液比重的影響

結(jié)晶器溶液長(zhǎng)期循環(huán)生產(chǎn)，溶液中細(xì)小的晶體含量較多，溶液粘度和比重不斷上升，溶液比重甚至達(dá)到1.30g/cm3以上，結(jié)晶器沸騰特別激烈，生產(chǎn)控制參數(shù)難以控制，晶體細(xì)小的硫漿進(jìn)入供給槽難以沉淀或粘在供給槽內(nèi)難以順利進(jìn)入離心機(jī)，結(jié)晶器內(nèi)的比重越來越高，溶液沸騰量極難控制，高濃度的溶液隨著冷凝水進(jìn)入脫硫補(bǔ)水系統(tǒng)，影響脫硫運(yùn)行正常脫硫，從而影響到產(chǎn)生不良好的脫硫，從而影響到產(chǎn)生正常的脫硫。

2.5控制措施

2.5.1壓力控制蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中母液雜質(zhì)含量

(1)控制氨水質(zhì)量，煉焦后回收脫硫氨水進(jìn)行質(zhì)量分析檢查，其中磷酸鹽含量嚴(yán)格控制，氨水回收罐在脫硫系統(tǒng)輸送氨水前分析檢查合格后輸送，不合格的磷酸處理合格后再使用，氨水中含有大量磷酸溶液

(2)嚴(yán)格監(jiān)測(cè)脫硫入口煙塵濃度，燒結(jié)系統(tǒng)機(jī)頭電除塵系統(tǒng)必須正常運(yùn)行，粉塵粒子深度在30mg/m3以下，盡量減少洗煙后溶液的含灰量，脫硫溶液進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)前必須通過中間罐充分沉淀，取上層清液蒸發(fā)結(jié)晶。

(3)結(jié)晶器內(nèi)長(zhǎng)期循環(huán)的漿液定期排放到事故池中加入氨水混合，從事故溶液送到脫硫系統(tǒng)中循環(huán)使用，不僅可以為脫硫補(bǔ)充液位，還可以將不穩(wěn)定的亞硫酸鹽氧化為穩(wěn)定的硫酸鹽，硫酸鹽雜質(zhì)可以在脫硫塔和中間緩沖罐、母液罐等容器內(nèi)沉淀，有效降低母液中的雜質(zhì)含量。

2.5.2控制結(jié)晶循環(huán)器內(nèi)硫酸銨漿液pH值

正常生產(chǎn)時(shí)，每2小時(shí)檢測(cè)一次漿液pH值，pH值低于5時(shí)，可考慮在母液罐內(nèi)加入氨水進(jìn)行調(diào)整的pH值大于7時(shí)，結(jié)晶器漿液的排出部分在事故池中加入水后，在脫硫系統(tǒng)的補(bǔ)水循環(huán)使用中降低pH值

2.5.3合理控制結(jié)晶器的生產(chǎn)溫度和真空度

結(jié)晶器內(nèi)溶液溫度的控制主要通過控制升膜蒸發(fā)器和結(jié)晶器的真空度來實(shí)現(xiàn)，加上加熱蒸汽的合理控制，理論上硫酸銨的最佳結(jié)晶溫度為70℃左右，在實(shí)際生產(chǎn)過程中考慮到南方氣溫的影響，循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的降溫成本和節(jié)約能源(夏天高溫天氣時(shí)，一臺(tái)冷卻系統(tǒng)對(duì)循環(huán)冷卻水的降溫能力大量為10℃左右，水溫從50℃下降到40℃左右，冷卻水系統(tǒng)的水溫度超過40℃時(shí)，對(duì)結(jié)晶器的降溫有很大影響

2.5.4控制晶體中的溶液比重

晶體生成后，定期測(cè)量含有晶體漿液的比重，特別是長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)時(shí)應(yīng)注意，正常情況下的比重變化不大，其他條件變化不大時(shí)溶液比重上升時(shí)，生產(chǎn)穩(wěn)定會(huì)受到影響，比重超過1.27g/cm3時(shí)，應(yīng)考慮在晶體內(nèi)加入水稀釋降低溶液比重，完全消除細(xì)晶體后，濃縮晶體，得到理想的晶體

3結(jié)論

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，影響硫酸銨晶體的因素并不單一，可能是一種或幾種因素共同影響，我們主要控制進(jìn)入晶體系統(tǒng)溶液的雜質(zhì)含量，盡量保證溶液無視雜物，將溶液pH值控制在5-6的范圍內(nèi)，晶體系統(tǒng)溶液的真空度控制在-90度左右，晶體溫度控制在60℃左右，晶體溶液的比重低于1.27g/cm3