氨法脱硫的硫酸铵结晶影响因素探究
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作者: 郭东岳
摘 要 通过对影响氨法脱硫的硫酸铵结晶影响因素的分析，制定出在生产过程中应该采取的措施。
关键词 氨法脱硫；硫酸铵；结晶
中图分类号O6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）80-0102-01
氨法脱硫技术作为新兴的脱硫技术，逐步得到了广泛的应用。氨法脱硫的副产品是硫酸铵，作为含氮含硫的肥料，具有广阔的市场需求。这也是氨法脱硫技术得到推广应用的重要优势。如何将回收的硫酸铵溶液进行浓缩结晶是氨法脱硫技术的重要环节。
1 概述
东滩矿电厂以煤泥为燃料，是集发电、供热为一体的资源综合利用电厂。该电厂采用氨法脱硫技术，由脱硫和回收两部分组织。其中，回收系统由三效蒸发器、离心机、干燥机组成。35%的硫酸铵溶液首先进入三效蒸发器进行浓缩，当浓度达到40%左右，溶液中有晶体产生并且晶体足够大时，由离心机实现固体与液体的分离，从而实现硫酸铵的回收。在生产过程中，经常出现晶体生成不稳定、晶体大小不稳定。结合结晶原理和其工艺特点，影响其结晶的因素主要由以下几点。
2 影响因素分析
2.1杂质的对结晶的影响
由于氨法脱硫采用≤10%废氨水，氨水中含有大量的未知的阴阳离子。氨水经过与烟气反应，与系统设备接触后，可能会带有铁、铝、铜、铅、砷、氯等离子。这些离子吸附在硫酸铵晶体的表面，遮盖了结晶表面的活性区域，使晶体生长缓慢。金属离子对硫酸铵晶体的生长有较大的影响，尤其是铁离子影响最大。硫酸铵溶液的杂质还可导致一定的时间内三效蒸发器内晶体体积大量积累，而离心机无法对细小的晶体颗粒进行分类，造成溶液的过饱和度升高。在运行过程中，主要表现在三效蒸发器内细小晶体大量堆积，液位不停地升高，晶体却无法分离。
2.2 pH值对结晶的影响
溶液PH值对结晶的影响主要表现在两个方面：一是对结晶形状的影响，二是破坏结晶的正常生长条件。在一定条件下，随着溶液pH值的升高，溶液的介稳区减小，硫酸铵晶形由多面体颗粒变成细长的六角棱柱形，甚至针形。同时，母液黏度增大，硫酸铵分子扩散阻力增加，阻碍晶体的正常生长。当pH值为5-6时，硫酸铵晶体可生长为较大的圆形晶体。当溶液的PH值突然降低时，溶液中的细小晶体出现消失的现象，破坏了晶体正常的生长条件。
2.3蒸发温度和真空度对结晶的影响
三效蒸发器采用强制逆循环蒸发器，当温度越高，真空度越大时，蒸发器的蒸发量越大，可使得溶液过饱和度增加，从而成核速率增加，同时，加快增长晶体，有利于较大颗粒的形成。溶液中过早的出现的大颗粒的晶体，一方面，容易造成管道、泵叶轮堵塞，另一方面，颗粒的碰撞，使二次成核量增大，晶体增长速率减慢，晶体颗粒减小，不利于较大颗粒晶体形成。较低的温度和真空度，蒸发量较少，溶液过饱和度增加的慢，生产效率低。
3控制措施
首先要控制氨水质量，防止氨水中含有大量的杂质影响硫酸铵溶液的回收。同时，做好系统内设备的内衬防腐。由于脱硫系统中的溶液有较强的腐蚀性，与管道设备接触后，可携带大量的金属离子。可采用衬塑管道或玻璃钢材质管道，避免溶液与金属材质接触。
在原有的工艺设计中，没有对硫酸铵溶液pH值的检测，仅仅有对溶液浓度的检测。对合格的硫酸铵溶液增加pH值检测。必要时，通过调节浓缩周期，控制硫酸铵pH值。
合理控制温度和真空度。在三效蒸发器运行时，真空度一般较为稳定，主要控制温度，避免温度过高或过低。理论上，硫酸铵最佳的结晶温度为70℃左右。通过调节蒸汽阀，将二效分离器的温度控制在70℃。由于溶液中含有的亚硫酸铵分解或跑料的影响，造成三效蒸发器真空度降低。可通过升高温度，还获得蒸发量，提高系统内溶液的过饱和度，但形成的晶体颗粒较小。
4结论
在实际生产过程中，影响硫酸铵结晶因素不是单一的，可能是一种或几种因素在共同影响。甚至，工艺或人为操作都会影响硫酸铵的结晶。
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