氨法脱硫装置生产过程中存在的问题与解决方案

氨法脱硫装置生产过程中存在的问题与解决方案

朱晓莹

内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司，内蒙古 赤峰市 024000

摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，保证烟气产品的质量安全，则成为了一项重要的任务。气体脱硫装置作为烟气生产过程中关键的环节，其性能和操作管理直接影响烟气产品的质量。本文首先分析氨法脱硫装置存在的问题，其次探讨采用氨法脱硫工艺的优势，最后就氨法脱硫装置生产过程中存在问题及解决方案进行研究，极大地改善了脱硫装置的运行状态。

关键词：氨法脱硫；硫酸铵；氧化率；氨逃逸；脱硫塔

引言

烟气脱硫是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法，是控制酸雨和二氧化硫污染最为有效和主要的技术手段。其基本原理都是以一种碱性物质作为ＳＯ2的吸收剂，即脱硫剂。吸收剂的性能从根本上决定了ＳＯ2吸收操作的效率及运行成本，因而对吸收剂的性能有一定的要求。一般情况下，吸收剂按吸收能力、化学吸收性能、不腐蚀或腐蚀性小、来源及便于处理及操作，不产生二次污染为原则进行选择。

1硫酸铵结晶原理

硫酸铵结晶是通过吸收氨水和二氧化硫形成亚硫酸铵溶液；亚硫酸铵溶液通过氧化形成低浓度的硫酸铵溶液；低浓度的硫酸铵溶液再经过高温蒸发出大量的水，形成过饱和溶液；过饱和溶液达到一定饱和度析出固体晶核；晶核经过不断的热运动和周围的晶体发生碰撞、摩擦组合形成较大的晶体。

2采用氨法脱硫工艺的优势

目前国内有合成氨生产或纯碱产品的生产厂家，因生产过程中有低浓度氨水产生，原料易得且具备成本优势，与钙法脱硫相比，我公司热电锅炉烟气采用氨法脱硫工艺具有以下优势：1）原料易得且成本较低：公司合成氨、联碱生产工序（如铜洗再生气回收、氨贮槽驰放气回收、联碱综合回收塔洗涤液等）有回收稀氨水产生，可提浓后送锅炉烟气脱硫工序使用，原料成本相对较低。2）运行成本较低：一方面，其本身反应活性好，配置循环液液气比较低；另一方面硫铵溶液浓缩能源来自较高温度烟气提供，无需外部另行增加热源，从而达到节能效果。3）回收硫酸副产品，无新增污染物排放：在整个脱硫和浓缩过程中，利用高温烟气含有的余热，蒸发脱硫液中的水分，不产生新的废水。同时副产品硫酸铵可回收一部分运行成本，实现资源的综合利用。4）运行简单，操作弹性较大：整个吸收过程中不会产生结垢堵塞，且可通过调节pH值、液气比等控制出口超低排放指标，操作弹性较大。

3氨法脱硫装置生产过程中存在问题及解决方案

3.1杂质影响硫酸铵结晶

硫铵溶液中出现黄色物质，经检测是上游工段将S单质等杂质带入了氨法脱硫系统。采取的措施有：将硫回收尾气燃烧炉膛温度提高至600℃～650℃，同时加大尾气焚烧系统的过氧量，杜绝因燃烧不充分而将单质S带入氨法脱硫系统。

3.2脱硫吸收液

pH值梯度控制脱硫吸收泵进口从循环氧化槽分层取出，中下部加氨器出口pH较高的循环液进入吸收层中下段，底部pH较低的循环液进入吸收层上段，通过吸收液pH梯度控制在满足脱除效率前提下，降低脱硫循环液中气氨分压，从而从源头上降低氨逃逸。实际运行参数表明，因脱硫吸收液pH值控制较低且呈梯度控制，循环洗涤液运行pH值相对较低，循环水洗涤段吸收的主要为携湿烟气液滴中亚盐成分，氨含量较小，否则会造成洗涤液pH值升高。

3.3脱硫系统调整措施及调节

正常生产下，使用生产水运行。在长周期的运行过程中，溶液中离子不断累积，通过硫酸铵结晶出料，也无法将多余的离子和COD携带出脱硫系统时。因离子浓度过高，会造成脱硫系统运行逐步恶化，最终导致无法正常出料。针对水质中各种离子以及COD浓度积累对脱硫系统运行影响。为了让系统恢复正常生产，某化工厂提出以下两种方案调整脱硫运行：1）通过调整水质，即使用化学水代替生产水，逐步置换系统水质，同时通过不断出料将系统内离子携带出系统，降低系统内各离子浓度，逐步恢复各项工艺指标，进而恢复正常运行。优点：不会产生外排溶液，不会产生二次污染，系统始终处于平衡状态，不影响硫铵产品出料，烟气出口指标容易控制。缺点：置换周期较长，无法立竿见影解决运行问题。建议在离子浓度较低时采用此方案。2）定期将浓缩液外排至事故池，同时补入新鲜水，快速降低系统内各离子浓度。优点：短时间可以解决运行问题。缺点：需要大量外排溶液，需要大量外排空间，可能会产生二次污染；置换后短时间内无法出料，需要重新结晶出料。建议在浓缩液比重高时采用此方案。

3.4外送烟气油渍观察不通过

气体脱硫装置烟气产品油渍观察不通过是一个令人担忧的问题，它给生产和环境带来了负面影响。在气体脱硫过程中，烟气产品出现油渍观察不通过的情况，这意味着产品中可能存在油污染物，从而降低了产品的质量。油渍观察不通过的原因可以是多方面的，其中包括原料污染、工艺问题和设备故障等。为了解决这一问题，需要采取一系列的措施，包括原料控制、工艺优化和设备维护与检修。通过这些办法，我们可以有效地提高烟气产品的质量，并确保生产过程对环境的影响最小化。产品烟气中可能出现残留物不合格情况，可能有以下几方面原因，同为脱硫系统中的中压气、烟气携带重组分，通过胺液系统进入烟气脱硫部分；上游操作变化，导致干气、中压气、烟气流量、温度等变化携带重组分；胺液降解及其与硫化氢反应产物、副产物被夹带；操作波动，携带胺液；脱硫醇部分碱液循环及水循环量不足；碱液夹带。通过净化烟气的组分分析，烟气原料中甲硫醇、硫醇硫、羰基硫都出现了不同程度的上涨，与烟气油渍观察不合格有一定的时间上的联系。外送烟气硫化氢、总硫均合格，但其中甲硫醇、甲硫醚、硫醇硫近两年含量均同比较高，烟气油渍为定性实验，不能排除偏高组分对油渍观察不合格的影响。结合上游烟气油渍观察结果来看，脱硫前油渍观察均“合格”，说明油渍观察主要是脱硫过程影响。于此同时，脱硫后烟气烟气油渍观察不合格在滤纸上留下的黄色油环经过脱硫醇后，油环颜色有所减弱。这说明烟气在脱硫过程中夹带了少量胺液或者胺液与其他组分反应后的副产物。烟气油渍观察不通过的主要原因是脱硫过程，脱硫剂长期使用会影响油渍观察，但2021年检修后，系统内胺液全部置换，烟气油渍观察仍然不通过，可以判定，烟气油渍观察还与117扩的操作有一定关系，个人认为与碱液浓度有一定关系，117扩碱液除有脱硫醇的作用，还有一定洗涤烟气中油类物质作用，当碱液浓度低时，碱液洗涤油类物质作用减弱，可能导致烟气油渍观察不合格；碱液被消耗后，纤维膜反应器中参与反应碱液没有反应、洗涤净化作用，形成的碱渣还有可能被烟气带出，可能导致烟气油渍观察不合格。

结语

综上所述，环保形势日益严峻，脱硫系统的稳定运行成为制约锅炉正常生产的决定因素之一。本文通过对脱硫系统溶液的各离子浓度进行分析，从原理、实践等方面，提出了具体的应对措施，并解决的一些实际运行问题。以期能有助于上述问题的解决，对脱硫技术的尽快成熟、完善和推广应用能有所帮助。

参考文献

［1］李红.氨法脱硫技术在神华煤化工工程中的应用［J］.煤炭加工与综合利用，2014（2）：59-62.

［2］贾海燕.影响氨法脱硫溶液结晶成硫酸铵产品的因素及对策[J].煤炭加工与综合利用，2017（12）：30-33，71.

［3］吴琼，高宇龙，刘柯澜.神华煤直接液化工艺中硫元素的转化[J].洁净煤技术，2016（6）：7.

[1] 赵方亮.日照钢铁2×180m 2 烧结烟气氨法脱硫存在问题及解决措

施［J］.中国高新技术企业，2016（27）：86-88.