氨法脫硫蒸發(fā)結(jié)晶與飽和結(jié)晶的綜合比較

氨法脫硫蒸發(fā)結(jié)晶與飽和結(jié)晶的綜合比較目前，國內(nèi)氨法脫硫工藝針對副產(chǎn)物硫酸銨結(jié)晶方式的不同，可分為塔內(nèi)飽和結(jié)晶工藝和塔外蒸發(fā)結(jié)晶工藝。塔外蒸發(fā)結(jié)晶:采用該工藝的項目主要有：天津堿廠、河南亞能電力、云南解化集團(tuán)、呼倫貝爾金新化工、山東濰坊鋼鐵等。塔外蒸發(fā)結(jié)晶工藝具有脫硫系統(tǒng)更可靠、硫銨結(jié)晶外觀好等優(yōu)點，但其投資大、能耗高、運行不經(jīng)濟(jì)。塔內(nèi)飽和結(jié)晶:該工藝有效減少了系統(tǒng)的能耗，降低了裝置的運行成本。采用該工藝的項目主要有：揚子石化、湖北化肥、重慶中梁山、云南解化三期、山東明水、魯西化工、華魯恒升、山東眾泰、四川瀘天化、廣西田東、重慶龍橋、寧波久豐等。上述裝置都取得了長周期的穩(wěn)定運行，各項運行指標(biāo)也達(dá)到了國際先進(jìn)水平。該工藝還具有較高的靈活性——吸收系統(tǒng)既可實現(xiàn)塔內(nèi)結(jié)晶，也可滿足塔外蒸發(fā)結(jié)晶的要求，只需在硫銨制備系統(tǒng)配置相應(yīng)的蒸發(fā)裝置即可?？筛鶕?jù)蒸汽供應(yīng)情況，靈活調(diào)節(jié)。上述兩種工藝的主要特點如下：A、塔外蒸發(fā)結(jié)晶工藝的特點1）脫硫工序可靠性增加。脫硫循環(huán)系統(tǒng)無結(jié)晶，脫硫塔及吸收液循環(huán)系統(tǒng)的磨損減小，提高了脫硫部分的可靠性。2）硫銨產(chǎn)品外觀較好蒸發(fā)結(jié)晶的產(chǎn)品粒徑達(dá)0.2mm左右，比飽和結(jié)晶顆粒（0.05-0.15mm）大,產(chǎn)品顆粒感較強，外觀好。B、塔內(nèi)飽和結(jié)晶工藝的特點1）蒸汽、電、循環(huán)水耗量降低塔內(nèi)飽和結(jié)晶工藝?yán)脽煔獾臒崃窟M(jìn)行濃縮結(jié)晶，不需消耗額外的蒸汽，每噸產(chǎn)品比蒸發(fā)結(jié)晶工藝可節(jié)省蒸汽1.1t/t（硫銨溶液按40%計）。蒸發(fā)結(jié)晶工藝多一套蒸發(fā)設(shè)備，整個系統(tǒng)的電耗和循環(huán)水耗量都有所增加。2）操作溫度低塔內(nèi)飽和結(jié)晶工藝，硫銨系統(tǒng)的操作溫度50?60°C，蒸發(fā)結(jié)晶工藝的操作溫度為100?130C。操作溫度低可降低物料對系統(tǒng)的腐蝕降低。氨法脫硫副產(chǎn)的硫銨溶液溫度越高腐蝕力越強，如蒸發(fā)結(jié)晶的換熱管就是最容易損壞的部位。3）投資省塔內(nèi)飽和結(jié)晶工藝較塔外蒸發(fā)結(jié)晶工藝省去了蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，投資相對節(jié)省。4）系統(tǒng)總體更可靠塔內(nèi)飽和結(jié)晶工藝流程短，設(shè)備少故障點少，系統(tǒng)可靠性提高，運行維護(hù)相對簡單。5）操作更方便一方面蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)存在結(jié)垢的問題，須定期進(jìn)行全系統(tǒng)清洗；另一方面蒸發(fā)系統(tǒng)影響因素較多，控制調(diào)節(jié)要求嚴(yán)格，對操作人員要求高。6）運行成本低塔內(nèi)飽和結(jié)晶工藝的水、電、汽消耗相對較少，檢修維護(hù)量也較小，因此總體的運行成本較低。氨法脫硫技術(shù)作為新興的脫硫技術(shù)，逐步得到了廣泛的應(yīng)用。氨法脫硫的副產(chǎn)品是硫酸銨，作為含氮含硫的肥料，具有廣闊的市場需求。這也是氨法脫硫技術(shù)得到推廣應(yīng)用的重要優(yōu)勢。如何將回收的硫酸銨溶液進(jìn)行濃縮結(jié)晶是氨法脫硫技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。為徹底解決二氧化硫排空污染大氣的問題，日前，河北金萬泰化肥有限公司采用氨法脫硫新工藝，使煙氣中二氧化硫與氨水反應(yīng)，脫硫率大于95%，將二氧化硫的排放降到最低程度。宜昌分公司原有2臺240噸/小時高壓煤粉鍋爐，隨著企業(yè)生產(chǎn)工藝的轉(zhuǎn)化，去年又投資新建了1臺220噸/小時高壓煤粉鍋爐，3臺高壓煤粉鍋爐一年的二氧化硫排放量達(dá)到1萬噸。按照建設(shè)環(huán)保企業(yè)的要求，該公司要將其二氧化硫的年排放總量削減到1950噸以內(nèi)。該公司在進(jìn)行廣泛調(diào)查論證的基礎(chǔ)上，選擇了氨法脫硫工藝。氨法脫硫是目前比較先進(jìn)的工藝，采用氨水作為脫硫吸收劑，使煙氣中二氧化硫與氨水反應(yīng)，脫硫率大于95%，煙氣排放的二氧化硫不超過200毫克/每標(biāo)準(zhǔn)立方米，而且無廢渣，不產(chǎn)生新的污染源。宜昌分公司采用本企業(yè)廢氨水作為脫硫吸收劑，使煙氣中二氧化硫與氨水反應(yīng)，實現(xiàn)脫硫并在氧化反應(yīng)中生成化學(xué)肥料硫酸銨。這套裝置上馬后，既治理了煙氣中的二氧化硫，減輕了大氣污染，又將廢氨水變廢為寶。1影響因素分析2.1雜質(zhì)的對結(jié)晶的影響由于氨法脫硫采用W10%廢氨水，氨水中含有大量的未知的陰陽離子。氨水經(jīng)過與煙氣反應(yīng)，與系統(tǒng)設(shè)備接觸后，可能會帶有鐵、鋁、銅、鉛、砷、氯等離子。這些離子吸附在硫酸銨晶體的表面，遮蓋了結(jié)晶表面的活性區(qū)域，使晶體生長緩慢。金屬離子對硫酸銨晶體的生長有較大的影響，尤其是鐵離子影響最大。硫酸銨溶液的雜質(zhì)還可導(dǎo)致一定的時間內(nèi)三效蒸發(fā)器內(nèi)晶體體積大量積累，而離心機(jī)無法對細(xì)小的晶體顆粒進(jìn)行分類，造成溶液的過飽和度升高。在運行過程中，主要表現(xiàn)在三效蒸發(fā)器內(nèi)細(xì)小晶體大量堆積，液位不停地升高，晶體卻無法分離。2.2pH值對結(jié)晶的影響溶液PH值對結(jié)晶的影響主要表現(xiàn)在兩個方面：一是對結(jié)晶形狀的影響，二是破壞結(jié)晶的正常生長條件。在一定條件下，隨著溶液pH值的升高，溶液的介穩(wěn)區(qū)減小，硫酸銨晶形由多面體顆粒變成細(xì)長的六角棱柱形，甚至針形。同時，母液黏度增大，硫酸銨分子擴(kuò)散阻力增加，阻礙晶體的正常生長。當(dāng)pH值為5-6時，硫酸銨晶體可生長為較大的圓形晶體。當(dāng)溶液的PH值突然降低時，溶液中的細(xì)小晶體出現(xiàn)消失的現(xiàn)象，破壞了晶體正常的生長條件。2.3蒸發(fā)溫度和真空度對結(jié)晶的影響三效蒸發(fā)器采用強制逆循環(huán)蒸發(fā)器，當(dāng)溫度越高，真空度越大時，蒸發(fā)器的蒸發(fā)量越大，可使得溶液過飽和度增加，從而成核速率增加，同時，加快增長晶體，有利于較大顆粒的形成。溶液中過早的出現(xiàn)的大顆粒的晶體，一方面，容易造成管道、泵葉輪堵塞，另一方面，顆粒的碰撞，使二次成核量增大，晶體增長速率減慢，晶體顆粒減小，不利于較大顆粒晶體形成。較低的溫度和真空度，蒸發(fā)量較少，溶液過飽和度增加的慢，生產(chǎn)效率低。3控制措施首先要控制氨水質(zhì)量，防止氨水中含有大量的雜質(zhì)影響硫酸銨溶液的回收。同時，做好系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的內(nèi)襯防腐。由于脫硫系統(tǒng)中的溶液有較強的腐蝕性，與管道設(shè)備接觸后，可攜帶大量的金屬離子?？刹捎靡r塑管道或玻璃鋼材質(zhì)管道，避免溶液與金屬材質(zhì)接觸。在原有的工藝設(shè)計中，沒有對硫酸銨溶液pH值的檢測，僅僅有對溶液濃度的檢測。對合格的硫酸銨溶液增加pH值檢測。必要時，通過調(diào)節(jié)濃縮周期，控制硫酸銨pH值。合理控制溫度和真空度。在三效蒸發(fā)器運行時，真空度一般較為穩(wěn)定，主要控制溫度，避免溫度過高或過低。理論上，硫酸銨最佳的結(jié)晶溫度為70°C左右。通過調(diào)節(jié)蒸汽閥，將二效分離器的溫度控制在70C。由于溶液中含有