程士伟
日照钢铁控股集团有限公司 山东日照 276806
摘要：近年来，随着合成氨产量的不断增多，氨法烟气脱硫技术快速发展并在国内外得到普遍关注。相比石灰石－石膏法脱硫，氨法脱硫具有装置阻力小、脱硫效率高、脱硫产物资源化、无二次污染等优点。但目前国内氨法脱硫技术尚不成熟，较高的氨成本，脱硫过程中氨的逃逸，吸收液利用率不高等阻碍了氨法脱硫的发展与应用。
关键词：脱硫；脱硝；压降；控制
引言
近年来，许多氨法脱硫系统将预洗涤塔和吸收塔合二为一，出现了氨法双循环脱硫单塔，其特点是：①所包括的两个循环系统分别对硫氨浆液进行浓缩和对ＳＯ２吸收；②在塔底实行强制氧化省去了后续氧化塔，因而降低了塔的阻力并减少了设备占地面积。
1概述
湿式氨法除尘脱硝脱硫装置，包括烟气脱硝单元、除尘脱硫单元、脱硫废水处理单元和硫铵制备单元。烟气脱硝单元采用选择性非催化还原反应和选择性催化还原反应组合技术；烟气除尘脱硫单元采用湿式氨法湍冲除尘脱硫技术。氨法脱硫技术不产生固体废弃物，同时又回收了硫资源。其副产品是硫酸铵，而硫酸铵是我国市场容量较大的的化肥。因此，氨法脱硫不仅能够产生经济效益，而且没有固体废物的产生，同时又可以实现工业化的工艺。然而，在装置实际运行中，出现了一系列问题，装置压降容易升高的问题就是其中之一。降低脱硫脱硝装置压降至合理区间，有利于节能减排，有利于装置长周期运行，有利于降低污染物排放，进而提高社会效益。
2实验工艺流程
氨法脱硫工艺对SO2的吸收主要是依靠(NH4)2SO3生成NH4HSO3的反应，注入氨的目的是为了将NH4HSO3还原成(NH4)2SO3，继续保持对SO2的吸收能力。如果直接采用氨吸收SO2，产物为不稳定的NH4HSO3，易发生分解造成出口烟气中携带大量逃逸氨。因此，实验采用亚硫酸铵作为吸收剂。空气与SO2气体经模拟气体混合缓冲器混合后进入喷淋塔底部(塔高1.3m，内径为210mm)，与顶部喷出的吸收液逆向接触，剩余气体经动态除雾器除雾后从塔顶排出。吸收液吸收SO2气体后，从塔底流入吸收液缓冲槽循环利用。
3措施
3.1吸收塔pH值
吸收塔pH值高，使得浓缩段的脱硫效率上升，产生了大量的亚硫酸铵。如果不能及时将亚硫酸铵氧化成硫酸铵，则会生成大量细颗粒的亚硫酸铵结晶。这种浆液呈悬浮状，黏度增加，会造成在离心机中布料不均匀，离心机运行时振动大，脱水困难等问题。高浓度硫酸铵溶液的pH值约5.5。正常运行时，吸收塔浓缩段会吸收小部分SO2，使得吸收塔的pH值降低至2～3。
正常运行时，吸收塔浓缩段会吸收小部分SO2，使得吸收塔溶液的pH值降低、呈酸性。吸收塔浓缩段浆液的温度取60℃，通过计算可知，浓缩段浆液中溶解的SO2的摩尔分数xi=3.82×10－5，H2SO3的总浓度c=0.002123mol/L，［H+］=0.005644mol/L，即pH=2.25。
可见，正常运行时，理论上吸收塔的pH值可以控制在2～3。在运行过程中，如果集液器溢流和漏液、进入浓缩段硫铵副线中含有较多的氨或者SCＲ过量的逃逸氨进入脱硫系统，则吸收塔的pH值会升高，严重时会超过5。
控制吸收塔pH值的主要措施有:1)保证集液器不溢流和漏液。通过选择合适的集液器开孔面积、液体通流面积、集液器高度以及回管管径，集液盘采用316L材质，来保证集液器不溢流。2)加氨槽和氧化槽单独设置，吸收段实行分级吸收，保证二级吸收中氨完全反应。3)业主加强SCＲ加氨的控制，防止多余的氨量随原烟气进入脱硫系统。
3.2合理控制废水处理量
随着运行时间的延长，废水处理量会有所下降，主要是絮凝剂加注会导致一部分尘在管道中被捕获沉积，时间久了就形成泥垢堵塞流道，进而导致进料流量下降。随之出现的问题就是胀鼓上清液变浑浊，固体不溶物增多，废水处理效率降低。综合塔底浆液固含量升高，对尘的洗涤能力下降，尘被烟气带到后路，易堵塞节流附件，形成压降升高的现象。针对上述情况，车间制定对策，对废水流量进行监控，规定废水处理量不小于10t/h，不大于15t/h。为防止废水单元进料线堵塞，需对废水单元进料线进行定期冲洗，以保障进料流量稳定。2019年2月份以来综合塔底浆液总固含量呈总体下降趋势，从2月份的36.9万mg/L，降至10月份的25.7万mg/L。降低固含量有利于保护各喷淋喷头及引压管，有利于对烟尘的高效洗涤，降低压降升高的几率。
3.3氨水中存在酚等杂质
原有脱硫系统的脱硫剂采用的是酚回收车间产生的废氨水，废氨水中酚等杂质含量较高。查阅源头稀氨水某一时段的检测数据，氨水中总酚平均质量浓度为64.1mg/L，最大质量浓度118.3mg/L、最小质量浓度24.9mg/L。废氨水中的酚，尤其是其中的不挥发酚，在脱硫系统中累积到一定程度后会影响到硫铵的结晶，造成结晶颗粒小，严重时浆液呈絮状、无法结晶。建议业主对酚回收产生的废氨水进行脱酚提纯处理，使得用于脱硫的废氨水达到《氨水烟气脱硫工程通用技术规范》(HJ2001－2018)中对副产氨水的要求。
3.4合理控制硫铵外送量
氨法脱硫工艺存在氨气易挥发逃逸、硫酸铵气溶胶造成的二次污染问题。烟气中夹带的铵盐在经烟囱排出前，在塔内设备附件（如气体分布器、填料层等）上附着积聚会导致烟气流道变窄，烟气流动受阻，进而导致压降上升。通过试验发现，当脱硫塔底浆液盐浓度低于30%（质量分数）时，烟气拖尾现象减弱，整塔压降降低。2019年2月脱硫塔底浆液铵盐浓度在65%（质量分数）左右，9月有效控制在20%（质量分数）左右。经过调整后，硫酸铵浆液浓度维持在合理区间，气体分布器等节流附件运行正常，脱硫塔压降维持在1kPa左右，达到了降低压降的目的。
3.5脱硫加氨自动控制不稳
由于氨法脱硫化学反应较为迅速，工艺设计中浆液保有氨量少，控制调整较为困难，原技术商自动调整程序波动大，造成出口小时超标较多，2017年小时超标197次，极大的影响装置的达标稳定运行，且不符合日益严峻的小时达标控制要求，我厂成立专门攻关组，经过大量研讨试验论证，开发出一套基于模糊控制加多系数控制的氨法脱硫自动加氨程序，自动控制趋于稳定，脱硫小时超标数大幅下降，2019年六套装置小时超标数下降到15次，2020年上半年仅超标1次。
结语
（1）通过控制消泡器浆液固含量，使得消泡器压降能维持在0.5kPa左右运行。（2）通过提高废水处理质量，降低了浆液固含量，降低压降升高的几率。（3）通过控制硫酸铵浆液浓度在合理区间，确保脱硫塔压降维持在1kPa左右，达到了降低压降的目的。
参考文献
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