基于典型行业的氨法烟气脱硫中硫酸铵结晶研究进展

作者

张圆圆王文振许小静杨凤玲
单位

山西大学CO排与资源化利用教育部工程研究中心国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室山西柳林电力有限责任公司
摘要

氨法烟气脱硫工艺广泛用于煤化工、钢铁、火电、有色金属和造纸等行业，脱硫副产物硫酸铵的品质直接影响企业的运行稳定和经济效益。本研究通过对煤化工、钢铁、火电、有色金属行业烟气特点的对比分析，将影响氨法烟气脱硫中硫酸铵结晶的因素归为操作条件和杂质引入两大类，其中操作条件包括吸收氧化过程中的氧化条件（催化剂、盐浓度、温度、pH和空气流量）和硫酸铵结晶过程中的结晶条件（pH、温度、搅拌速度）,杂质引入分为有机杂质（油类和酚类等）和无机杂质(飞灰、Al3+、Fe3+和Cl-等),分析了操作条件和杂质引入对硫酸铵结晶的影响机制，如过渡金属催化体系对亚硫酸铵氧化速率的提高作用，高盐浓度通过增大液膜阻力、高温通过提高氧溶解能力，影响到亚硫酸铵氧化反应动力学；pH、温度、搅拌速度均会影响硫酸铵溶液的介稳区，以致影响过饱和度，进而影响硫酸铵晶体的大小与晶形；有机杂质会附着在硫酸铵晶体表面，阻碍晶核的生成和晶体的生长，无机杂质可作为非均相核影响硫酸铵结晶，其含量将直接影响晶面生长速率，进而影响硫酸铵晶体的粒径及晶形。进一步针对氨法烟气脱硫中因操作条件控制不当或部分杂质引入导致的现场问题，提出可采取实时监控等方式，及时了解硫酸铵结晶过程中氧化率、产品晶形、有机杂质和无机杂质等所处水平，预判在当前控制条件下硫酸铵溶液的结晶趋势，及时就相关条件做出操作动态调控，实现硫酸铵结晶的过程控制和针对性操作的动态预调整。同时基于系统论观点，从科学研究层面，提出可针对行业特点，从燃料性质、热转化条件、烟气组成及性质、氨水成分、吸收氧化条件、结晶操作条件等全流程多角度系统研究硫酸铵的结晶过程，提出具有行业特色的硫酸铵结晶调控工艺；从企业管理层面，提出需从单元控制的思路向系统控制的思路转变，通过原料端（燃料、氨水、工艺水）,到过程端（氧化条件、结晶条件）,再到管理侧（质量实时监控）,实现硫酸铵结晶在企业运行中的科学控制。
关键词

氨法烟气脱硫行业特点硫酸铵结晶操作条件杂质
基金项目(Foundation)

国家重点研发计划项目（2020YFB0606201）；山西省高等学校科技创新项目（2020L0008）；襄垣县固废综合利用科技攻关项目（2018XYSDCY-02,2018XYSDYY-12）；
文章目录

0 引言
1 不同行业氨法烟气脱硫中硫酸铵结晶影响分析
2 操作条件对硫酸铵结晶的影响
2.1 氧化条件对硫酸铵结晶的影响
2.2 结晶条件对硫酸铵结晶的影响
3 杂质对硫酸铵结晶的影响
3.1 有机杂质对硫酸铵结晶的影响
3.2 无机杂质对硫酸铵结晶的影响
4 氨法烟气脱硫中硫酸铵结晶控制措施
5 结束语
引用格式

张圆圆,王文振,许小静,杨凤玲.基于典型行业的氨法烟气脱硫中硫酸铵结晶研究进展[J].煤炭转化,2022,45(04):92-105.DOI:10.19726/j.cnki.ebcc.202204011.
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[1]氨法脱硫中杂质对硫酸铵结晶的影响