赵勇 薛海峰 强泽
陕西长青能源化工有限公司 陕西宝鸡 721400
摘要：新世纪来，我国的煤化工行业发展获得了突飞猛进的发展，为人们的生产生活带来了极大的便利，但是由此带来的环境污染问题也越来越严重。尤其是工厂尾气排放出的酸性气体，其中含有大量的二氧化硫，对生活环境的污染非常严重。随着国家环保标准的提高，我公司对以前的克劳斯硫回收工艺尾气进行了氨法脱硫二次处理，从而让排放量达到国家新的标准。
关键词：硫回收 氨法脱硫 氨逃逸 硫酸铵
引言
我公司采用湿式氨法烟气脱硫工艺，经过技术论证与改进，将硫回收车间的含硫尾气送入脱硫都吸收塔中，与来自动力工段的的液氨进行反应，吸收其中的 SO2 ，最终转化为硫酸铵。硫回收的尾气不直接通过烟囱排放，减少了环境污染，氨法脱硫的特点是高效吸收、耗能低、反应速率快、吸收剂利用率高、脱硫效率高，排放指标能够小于50mg/M3, 而且二氧化硫的可资源化，将污染物二氧化硫回收转化为化肥，带来了很高的附加值。对生产过程中出现的氨逃逸、气溶胶的形成、二次污染、设备腐蚀等问题进行了分析并采取了相应的措施。
1 氨法脱硫的原理和工艺
1 .1 氨法烟气脱硫的原理
氨法脱硫技术以水溶液中的NH3 和SO 2 反应为基础，在烟气脱硫塔的吸收段将锅炉烟气中的SO 2 吸收，得到脱硫中间产品亚硫酸铵或亚硫酸氢铵的水溶液，在脱硫系统的循环槽，通入压缩空气进行亚硫酸铵的氧化反应，将亚硫酸铵直接氧化成硫酸铵液。在脱硫塔的浓缩段，利用高温烟气的热量将硫酸铵溶液浓缩，得到含有一定固含量的硫酸铵浆液，送往动力装置工序，得到硫酸铵产品。整套工艺投资省、 能耗低、无污染。反应方程式如下:
SO2 + NH3 + H2O = NH 4 HSO3 (1)
SO2 +2NH 3 + H2O = (NH4)2SO3 (2)
SO2+(NH4 )2SO3+ H 2 O = 2NH4HSO3 (3)
NH3 + NH4HSO3 = (NH4)2SO3 (4)
2(NH4)2SO3 + O2= (NH4)2SO4 (5)
1 .2 氨法烟气脱硫工艺流程
硫回收的克劳斯尾气进入脱硫塔浓缩装置，烟气经过脱硫处理后会排入烟囱，氨法脱硫一旦出现意外情况，可以直接将克劳斯烟气通过旁路排入烟囱。
脱硫系统主要分为两部分： 第一部分是脱硫塔； 第二部分是循环槽。 脱硫塔又可以细分成浓缩阶段、 吸收阶段和除雾阶段。 烟气自下往上排放， 而吸收液从上往下排放，两者发生交汇融合，发生物理反应和化学反应， 能够有效去除烟气中的二氧化硫， 进而生成亚硫酸铵和亚硫酸氢氨，经过脱硫处理的烟气会经过除雾器，进而除去烟气中的液滴， 最后排入烟囱。
2 氨法脱硫存在的问题分析
氨法在烟气脱硫过程中存在很多优势，但是也存在很多问题和不足，具体内容如下所示：
2.1 加氨量不稳定问题
众所周知，液氨的挥发性非常强，在夏天气温高时，液氨在管道内会气化，从而在管道内形成气液混合，使氨法脱硫的加氨量及其不稳定，还有就是液氨储罐的压力不够，从而导致系统加的液氨量不够，造成二氧化硫排放指标超标。而且由于流量的不稳定，使系统的PH波动比较大，系统的加氨量远远超出理论量，造成液氨的浪费。
2.2 氨逃逸问题
脱硫浆液温度比较高，会大大增加脱硫塔内氨的挥发效果，还有硫回收工段工艺波动时，进入脱硫塔的二氧化硫浓度增大，为了提高酸性气体的脱硫效果，从而提高加氨量，导致氨过量，尾气中氨逃。由此可以看出，氨逃逸主要是由于液氨、脱硫系统温度高造成的。
2.3 烟囱拖尾问题
氨法脱硫后烟气拖尾严重，拖尾是因为在酸性气体氨法脱硫过程中很容易出现气溶胶现象，在吸收过程中液态和固态小分子悬浮在空气中，从而形成胶体分散体系。气溶胶主要是液氨气化成氨气，氨气分子与二氧化硫分子发生气相反应，最终形成亚硫酸氢氨和硫酸铵并悬浮到空气中。随烟道气飘出。
3 氨法脱硫的优化措施
3.1加氨量的处理措施
液氨气化是加氨量最重要的影响因素，最后通过技术改造，在液氨进脱硫前对也按管线增加制冷机制冷，对液氨经行冷却，从而保证了液氨的稳定性。在制冷机投用后加氨流量就很稳定，基本可以根据硫回收烟气中SO2含量来精准的调节系统加氨量，在投用后每12小时大概比以前加氨量要减少20Kg , 而且系统的PH也稳定了，进一步保证了SO2外排指标合格率。
3.2 氨逃逸的处理措施
3.2.1控制脱硫系统的温度，要留意二级循环泵的出口压力，压力太高可能就是喷头堵塞，造成浆液喷淋不均匀，导致吸收塔温度过高。还有就是吸收塔浓缩的的浆液密度，如表所示温度会随着密度的增大而上升，所以要控制浓缩段的密度，不能太高。
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3.2.2对空速进行控制。烟气脱硫是典型的化学吸收过程气相中的 SO 2 进入液相，与液相中的(NH 4)2 SO 3反应，生成NH4 HSO 3，气相中SO 2和NH 3 的浓度决定了液相中的平衡浓度。对气膜吸收关系进行分析，烟气气速对吸收传质有一定影响，而气速与脱硫塔直径密切相关，反应段气速宜控制在3m/s 以下，减小气体带液形成的氨逃逸。所以在保持入口烟气温度的条件下，应该尽量的减少降温空气量。
3.2.3选用高效除雾器，增加除雾器层数和喷淋等
方法来有效控制氨逃逸。
3.2.4控制液氨的用量，在保证脱硫率的情况下，尽量降低液氨用量。
3.2.5保持良好的塔外循环槽氧化，保证罗茨氧化风机出口风压，提高氧化率，减少未被氧化的亚硫酸铵与氨在烟囱的排出，避免逃逸到大气形成二次污染。
3.3烟气拖尾的处理措施
3.3.1 pH的影响，在平时的操作和现场拖尾的对比来看，脱硫液pH值对氨法脱硫过程气溶胶生成量的影响是最大的。由此可见，脱硫净烟气中气溶胶浓度随脱硫液（循环槽）pH值升高而增大，特别是当一级循环泵A的pH值高于6.5时尤为显著，如脱硫液 pH值由提6.5高至7.0时，脱硫烟囱拖尾就很严重，这是由于脱硫液（循环槽）pH值较高时，脱硫液中挥发逸出的氨气量增加，相应地气态NH3与烟气中SO2反应生成的(NH4)2SO3、NH4HSO3、(NH4)2SO4等气溶胶微粒数量增多。因此，在实际氨法脱硫中，在不影响脱硫效率的前提下，应尽可能控制较低的脱硫液pH值以抑制气溶胶生成和排放，但是pH太低脱硫效率又会降低，经过长时间的尝试，从脱硫效率和氨逃逸两方面综合考虑，吸收液 pH 值选择在 6.2 ～ 6.5之间较为合适。
3.3.2 在脱硫塔最上面的除雾层的喷头选择高效合理的喷淋技术，消除气溶胶“拖尾”现象，经过一段时间的运行，除雾层和喷淋层的喷头会不同程度的结构，所以我们根据塔内每一段的压力合理设置冲洗程控，和塔顶的手动冲洗时间，有效的提高了出喷淋除雾效率，很好的控制了烟囱尾气拖尾现象。
4 结语
氨法脱硫的对于二氧化硫吸收效率相对较高，特别是对于锅炉出口高浓度二氧化硫，吸收效率可以达到99%以上， 所以对于超洁净排放要求下的二氧化硫很容易达到排放标准。针对传统氨法脱硫存在的问题，对系统造成结晶、堵塞、烟气拖尾、氨逃逸等问题的发生机理进行了分析，找出了应对方法，通过对系统中的吸收、氧化、浓缩、水冲洗、除雾等各个环节进行调整后，不仅可以有效提高酸性气体氨法脱硫的效果，让脱硫尾气指标基本可以控制在20mg/M3 ，远低于国家环保要求。还能避免对环境造成太大的污染，为酸性气体脱硫工作的发展提供了重要的理论指导。
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作者简介：赵勇（1989年），男，陕西宝鸡人，汉族，助理工程师，大专。