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氨法脫硫系統(tǒng)影響硫酸銨產品質量因素及處理

文檔作者：陳杏榮吳小娟文檔來源：江蘇華昌化工股份有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年04月20日
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6 小氮肥第4l卷第12期2013年12月氨法脫硫系統(tǒng)影響硫酸銨產品質量因素及處理陳杏榮吳小娟(江蘇華昌化工股份有限公司 江蘇張家港215600)江蘇華昌化工股份有限公司熱電分廠現共有5臺循環(huán)流化床鍋爐(2×130 t／h+3×75 t／h)。2012年，以“五爐一塔”的結構形式新增1套煙氣氨法脫硫系統(tǒng)。該系統(tǒng)投運后，脫硫指標達到設計要求，但連續(xù)運行時間相對較短，隨著運行時間推延，硫酸銨量、質呈下降趨勢，產品外觀變差，脫硫塔增濃段堵塞且漿液系統(tǒng)管道腐蝕現象加重。1 系統(tǒng)流程及反應原理煙氣脫硫系統(tǒng)流程見圖l?！?I煙囪 些墮叫而翮坪贏珥一氨水 絲墜匭贏麗扛坪兩蛀鲅 ———T一——丁1新增改造y——玉■垂圖1煙氣脫硫系統(tǒng)流程氨法脫硫是將氨水送人脫硫塔，使其與煙氣逆流接觸并與SO：發(fā)生反應。若氨水量較少時，發(fā)生反應S02+NH3+H20=NH4HS03；氨水過量時，發(fā)生反應S02+2NH3+H20=(NH。)2S03，而S02+H20+(NH。)2S03=2NH4HS03才是氨法脫控制在<120 mg／m3，減少了尾氣中H：s和s0：的排放量，各項工藝指標完全達到國家排放標準要求。(4)停運1套硫回收裝置后，催化劑使用量明顯減少，催化劑損耗明顯降低。4 優(yōu)化后效益(1)蒸汽消耗減少2．2 t／h，年減少蒸汽消耗17 600 t；按蒸汽價格120：Yv．／t計，則年節(jié)約蒸汽費用約210萬元。(2)年節(jié)約用電20萬kW·h，按電價0．53形(kW·h)計，則年節(jié)約電費約10萬元。硫實際需要的吸收反應。由于酸式鹽NH。HSO，對sO：不具備吸收能力，需補充氨水，才能使部分NH。HSO，轉變?yōu)?NH。)：SO，，以維持系統(tǒng)脫硫液的吸收能力，保證脫硫效率。在塔外氧化器內，(NH。)：SO，與經噴射器吸入的空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應生成(NH。)：SO。產物。2 影響硫酸銨產品質量的主要因素2．1灰塵灰塵從漿液中最終與硫酸銨一起被分離出來，含塵量直接影響硫酸銨品質和外觀。如脫硫塔入口漿液中含塵量超過氨法脫硫系統(tǒng)承受能力，過高的灰塵會阻礙晶體的正常生長，甚至使硫酸銨無法結晶，須對漿液進行洗滌。而沒有被洗滌下來的灰塵由濕煙氣攜帶至脫硫塔增濃段，經高溫濃縮形成嚴重結垢。2．2離子富集根據氨法脫硫系統(tǒng)的物料平衡，主要消耗氨水、工藝水和氧化空氣，為化工系統(tǒng)的綜合利用提供了可能。為此，現采用純堿系統(tǒng)低濃度廢氨水替代高濃度氨水，利用化工系統(tǒng)部分含氨氮廢水替代部分工藝水，實現了綜合利用。(3)催化劑裝填量25 m3，按5．7萬形m3、使用壽命3年計，年減少催化劑費用47．5萬元。(4)減少2名操作人員(每人2 000形月)，則年節(jié)約人工費用4．8萬元。(5)H2S和SO：的排放總量為0．840 0kg／h，比優(yōu)化前減少0．618 1 kg／h，則年H2S和S02排放總量減5-4 947 kg。低濃度酸性氣選擇氧化硫回收裝置經過優(yōu)化后，年可增收270萬余元，不僅帶來了顯著的經濟效益，而且?guī)砹孙@著的社會和環(huán)境效益。(收稿日期2012—08．30)萬方數據但由于氨法脫硫是一個較高循環(huán)倍數的增濃過程，上述外來溶液以及反應過程中產生的雜質離子(如C1一)富集濃度越來越高，高濃度Cl一對設備等材質提出了更高的要求。漿液中不同時段離子質量濃度見表l。表l 漿液中不同時段離子質量濃度從表1可以看出，漿液中C1一濃度逐漸上升，超過了系統(tǒng)設備防腐設計允許值(40 g／L)。2．3氧化效果氧化反應是對脫硫混合鹽溶液(NH。)：SO，一NH。HSO，一(NH。)：SO。處理，將四價硫氧化生成六價硫(SO；一一soi一)而形成硫酸銨的過程，此過程主要在塔外氧化器內通過噴射器射人空氣中的氧氣與脫硫溶液接觸反應。參考電力行業(yè)濕法煙氣脫硫工藝檢測技術規(guī)范中關于脫硫副產物氧化率計算方法，經分析計算，漿液中SO；一含量升高，系統(tǒng)氧化率呈下降趨勢。通過對系統(tǒng)跟蹤檢查發(fā)現：因隨脫硫溶液密度逐漸增大和電容式料位計取樣管因沉淀灰逐漸積累而被堵塞，DCS顯示的氧化器液位比實際液位高得多。虛假高液位的形成使得噴射器出口高于實際氧化器液位，使射入的空氣僅在噴射器本體內形成短流程、高流速的接觸，而混合氣液中的氧氣在噴射器出口的空間中部分析出，氣液混合接觸時間短，傳質氧化性能變差，造成脫硫液氧化不徹底、氧化率降低。由于增濃段的漿液主要由氧化器內氧化后的脫硫液來補充，氧化反應不充分時，漿液中較多亞硫酸鹽的存在使?jié){液組分發(fā)生變化，即表1中所檢測的SO；一濃度逐步增大并偏高的原因。漿液中亞硫酸離子濃度過高時，漿液酸性增大，也對硫酸銨的結晶造成影響。3 控制措施3．1含塵量控制應避免依賴氨法脫硫系統(tǒng)降低煙塵排放指標7控制的消極做法，提高鍋爐煙氣除塵效率的根本措施是使鍋爐除塵器出口煙塵達標排放。在漿液中都有一定量的煙塵存在，降低漿液含塵濃度才是提高硫酸銨量、質的有力手段，可考慮在漿液系統(tǒng)增加除塵過濾設施。3．2雜質離子消除相對硫酸鹽對設備腐蝕而言，高濃度的cl一對不銹鋼材質影響更大。當Cl一含量超過設備防腐允許值時，可采取外銷硫酸銨溶液或抽取部分漿液噴霧干燥等方法控制Cl一含量的平衡，同時也降低了溶液中重金屬和游離酸的含量。結合江蘇華昌化工股份有限公司化工產品結構，定期置換漿液，將置換出的漿液運至復合肥工段使用；同時，將部分出料管改用超高分子復合管，極大減輕了管道腐蝕，延長了運行周期。3．3操作優(yōu)化影響脫硫系統(tǒng)氧化率的主要因素有亞硫酸銨濃度、pH、溫度、空氣流量和流速等，其中滿足空氣分布均勻、與脫硫溶液充分接觸、實現強制混合反應是運行操作控制的關鍵。針對氧化器內液位測量偏差的原因，在采用電容式料位計測量時，按溶液濃度變化進行跟蹤反饋校正，以提高測量精度；在電容式料位計取樣接口處增設水沖洗接口，定期沖洗。通過控制氧化器運行液位、提高噴射器工作性能等優(yōu)化操作，經測定，漿液系統(tǒng)的氧化率提高至95％以上。3．4工藝改進針對漿液中存在亞硫酸根離子的影響，對工藝流程進行了適當改進，即在離心機分離的清液回流管線上增設1路去氧化器一級氧化系統(tǒng)的管線，適當調整回流分配，實現對漿液再氧化(圖1中虛線所示)。改造后，漿液中亞硫酸根離子濃度大大降低，提高了硫酸銨的結晶濃度，并且降低了漿液中亞硫酸銨鹽在增濃段受煙氣高溫分解的可能性，抑制了氣溶膠的生成，提高了脫硫效率。4 結語因氨法脫硫工藝流程的差異，影響系統(tǒng)硫酸銨產品數量和質量的因素不同，對本系統(tǒng)影響因素作分析處理后，硫酸銨優(yōu)等品率提高至43．6％。(收稿日期2013—04—12)萬

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