1前言

氨法脫硫技術是近年來新興的脫硫技術，廣泛應用。氨法脫硫的副產品是硫酸銨，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普及應用的重要優勢，如何使回收的硫酸銨溶液濃縮結晶是氨法脫硫技術的重要環節。

柳鋼燒結廠燒結和球團生產線均采用氨法脫硫技術，由煙氣脫硫和母液回收兩部分組織，其中母液回收系統由蒸發器、結晶器、離心機、干燥系統組成。濃度為35%的硫酸銨溶液首先通過列管換熱器預熱進入蒸發器進行蒸發濃縮，濃度達到48%左右溶液進入晶體濃縮晶體，晶體通過離心機實現固體與液體的分離，獲得有價值的化肥硫酸銨成品，在生產過程中，晶體生成不穩定，晶體大小不穩定，結合晶體原理及其工藝特點，探討影響晶體的因素，找到合理的控制參數。

2影響因素分析

2.1斷裂雜質對結晶的影響

(1)目前柳鋼燒結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，煙氣與含氨水的吸收液反應，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，復蓋了結晶表面的活性區域，使結晶生長緩慢，尤其對硫酸的生長影響最大。

(2)燒結系統技術涉及大量粉塵，主吸引系統的大量煙塵與煙一起進入脫硫系統，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-離子結合硫酸鹽沉淀，這些雜質進入蒸發結晶系統對結晶過程有很大影響。

(3)硫酸銨溶液的雜質在一定時間內大量積累了結晶器內的晶體體積，但離心機無法分離細小的晶體粒子，結晶器內的溶液飽和度提高，溶液粘度增大，對生產過程的影響主要表現在結晶器內的溶液費用過大難以控制，生產廢水難以增加脫硫消耗，晶體細小無法分離。

2.2pH值對結晶的影響

溶液PH值對結晶的影響主要表現在兩個方面:一是對結晶形狀的影響，二是破壞結晶的正常生長條件。在一定條件下，隨著溶液pH值的提高，溶液的介穩區減少，硫酸銨晶狀由多面體粒子變成細長的六角柱狀，甚至針狀。同時，母液粘度增大，硫酸銨分子擴散阻力增大，阻礙晶體正常生長。當pH值為5-6時，硫酸銨晶體可生長為較大的圓形晶體。溶液的PH值突然下降時，溶液中的細晶體消失，破壞了晶體的正常生長條件。在現有工藝設計中，沒有檢測到進入蒸發結晶系統硫酸銨溶液pH值，只檢測到溶液的比重和顏色，不利于調整工藝參數。

2.3蒸發溫度和真空度對結晶的影響

蒸發器采用減壓降溫蒸發形式，濃縮高溫的溶液從升膜蒸發器進入高真空度的結晶器繼續濃縮蒸發，在高真空度下降低溶液沸點溫度，增加溶液的飽和度在實際生產過程中，結晶器和升膜蒸發器的真空度難以控制穩定，真空度不穩定的溶液溫度變化大，影響正常生產，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，晶體增長速度慢，晶體粒子減小，不利于大粒子晶體的形成。

2.4結晶器溶液比重的影響

結晶器溶液長期循環生產，溶液中細小的晶體含量較多，溶液粘度和比重不斷上升，溶液比重甚至達到1.30g/cm3以上，結晶器沸騰特別激烈，生產控制參數難以控制，晶體細小的硫漿進入供給槽難以沉淀或粘在供給槽內難以順利進入離心機，結晶器內的比重越來越高，溶液沸騰量極難控制，高濃度的溶液隨著冷凝水進入脫硫補水系統，影響脫硫運行正常脫硫，從而影響到產生不良好的脫硫，從而影響到產生正常的脫硫。

2.5控制措施

2.5.1壓力控制蒸發結晶系統中母液雜質含量

(1)控制氨水質量，煉焦后回收脫硫氨水進行質量分析檢查，其中磷酸鹽含量嚴格控制，氨水回收罐在脫硫系統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)嚴格監測脫硫入口煙塵濃度，燒結系統機頭電除塵系統必須正常運行，粉塵粒子深度在30mg/m3以下，盡量減少洗煙后溶液的含灰量，脫硫溶液進入蒸發系統前必須通過中間罐充分沉淀，取上層清液蒸發結晶。

(3)結晶器內長期循環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中循環使用，不僅可以為脫硫補充液位，還可以將不穩定的亞硫酸鹽氧化為穩定的硫酸鹽，硫酸鹽雜質可以在脫硫塔和中間緩沖罐、母液罐等容器內沉淀，有效降低母液中的雜質含量。

2.5.2控制結晶循環器內硫酸銨漿液pH值

正常生產時，每2小時檢測一次漿液pH值，pH值低于5時，可考慮在母液罐內加入氨水進行調整的pH值大于7時，結晶器漿液的排出部分在事故池中加入水后，在脫硫系統的補水循環使用中降低pH值

2.5.3合理控制結晶器的生產溫度和真空度

結晶器內溶液溫度的控制主要通過控制升膜蒸發器和結晶器的真空度來實現，加上加熱蒸汽的合理控制，理論上硫酸銨的最佳結晶溫度為70℃左右，在實際生產過程中考慮到南方氣溫的影響，循環水冷卻系統的降溫成本和節約能源(夏天高溫天氣時，一臺冷卻系統對循環冷卻水的降溫能力大量為10℃左右，水溫從50℃下降到40℃左右，冷卻水系統的水溫度超過40℃時，對結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，定期測量含有晶體漿液的比重，特別是長時間生產時應注意，正常情況下的比重變化不大，其他條件變化不大時溶液比重上升時，生產穩定會受到影響，比重超過1.27g/cm3時，應考慮在晶體內加入水稀釋降低溶液比重，完全消除細晶體后，濃縮晶體，得到理想的晶體

3結論

在實際生產過程中，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，我們主要控制進入晶體系統溶液的雜質含量，盡量保證溶液無視雜物，將溶液pH值控制在5-6的范圍內，晶體系統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