煤化工中氨法脫硫技術的應用研究

惠曉鵬 喬艷（神木富油能源科技有限公司，陜西神木719319）

0 引言

煤化工建設水平不斷提升，與各種脫硫技術的性能拓展與效率提升等支持不無關系。尤其是氨法脫硫技術的應用，主要利用氨為吸收劑，采取電子束與脈沖電暈技術等原理，憑借高氨堿性與較快反應速度、遵循環(huán)保原則等技術特色，實現(xiàn)煤化工生產質量持續(xù)改進。但影響工作質量與效率的因素較多，技術人員應當不斷提升自身的職業(yè)素養(yǎng)與業(yè)務能力水平，明確技術操作原理與實施要點，以切實發(fā)揮技術應用價值。

1 氨法脫硫技術應用范疇

1.1 綜合治理化工區(qū)

煤化工生產中的化工廢料種類多樣，包括廢氨水等，通常廢氨水的濃度為15%～22%范圍，適用于脫硫技術，同時會降低脫硫原料采購成本，對合理運用廢氨水與解決二硫化碳排放問題有著積極意義。廢氨水經(jīng)過脫硫技術處理后，會反應成硫酸銨，可用于復合型肥料制作，帶動了循環(huán)經(jīng)濟效益發(fā)展，推動煤化工行業(yè)逐步向高效環(huán)保生產政策號召靠攏。在化工區(qū)綜合治理中應用該技術，有著節(jié)省資源與反應速度快等特色優(yōu)勢，也是其他脫硫技術不能比擬的。

1.2 高硫煤處理

石膏法是基于鈣基脫硫原理的物理脫硫技術，在反應程度與速度等方面遠不如氨法脫硫技術，可行性與實施強度并不理想。氨法脫硫技術有自主知識產權，可實現(xiàn)長期與全面推廣，相比從國外引進的鈣法不同，無需支付技術轉讓費與技術使用費，避免了資源浪費。除此之外，石膏法涉及霧化與噴淋等操作工藝，脫硫效果相對理想，但投入成本增加，處理后的廢棄物不能實現(xiàn)再次運用，變廢為寶能力還需進一步加強。在高硫煤中運用氨法脫硫技術，脫硫率高且會形成大量氨肥，不會形成二次污染，同時可充分利用廢氣材料。氨法脫硫技術的適用范圍廣，可適用于高硫煤與低硫煤脫硫處理，且彈性操作特征優(yōu)勢明顯。氨回收法脫硫裝置運行，實際上也是生產硫酸銨的過程，每吸收1噸液氮，可脫除二氧化硫近2噸，可生產硫酸銨近4噸，煙氣中每噸二氧化硫氣體，實現(xiàn)了近400元的價值。運用價格低廉的高硫煤，可有效降低脫硫費用與燃料成本。除此之外，該工藝的活性高，液氣比傳統(tǒng)脫硫技術低，脫硫塔阻力通常在850Pa 左右。技術裝置借助原鍋爐引風機潛力，相比較于傳統(tǒng)脫硫技術，系統(tǒng)阻力耗電降低50%，循環(huán)泵功耗降低超過70%。

1.3 化工廢棄物

煤加工或轉化操作中常會出現(xiàn)硝等有害污染物質，尤其鋼鐵等金屬制品。亞鐵離子與硝反應后會生成氮氧化物，嚴重污染空氣，生成的廢液會污染水源。采用該技術后的脫硝率與脫硫率提高，環(huán)保環(huán)境的同時，生成的氨肥可再次利用。氨對硝離子有吸收作用，亞硫銨可還原硝離子；對此，該技術應用能夠實現(xiàn)既脫硫又脫硝的目的，如天津堿廠環(huán)保實測數(shù)據(jù)氮氧化物去除率超過20%。

1.4 煙氣脫硫

氨法脫硫技術憑借科學技術操作原則與嚴謹工作流程，在煙氣脫硫系統(tǒng)中的應用越發(fā)自如。操作應當明確系統(tǒng)規(guī)格，將擋板安放在煙氣聚集部位，使煙氣進入到脫硫塔內，利用塔內吸收結構與循環(huán)罐吸收液吸收煙氣中二氧化硫成分，利用除霧器吸收逃逸氨氣與脫除夾雜滴液，確保系統(tǒng)正常運行。該技術應用后能夠直接吸收二氧化碳等成分，減少了環(huán)境污染，脫硫成效隨之加強[1]。

2 解決技術應用問題的對策

2.1 應用問題

煙氣中粉塵數(shù)量較高時，會影響硫酸銨結晶與顆粒質量，尤其是在吸收或濃縮等環(huán)節(jié)，溫度變化波動較大，穩(wěn)定性下降后可促使粉塵聚集，隨著粉塵數(shù)量增加，易出現(xiàn)噴嘴堵塞等現(xiàn)象。氨逃逸問題不能忽視，直接影響脫硫質量與處理成效。

2.2 解決對策

技術應用問題處理不能一蹴而就，應當本著因地制宜等原則采取針對性整改對策，進一步提升工作質量與效率，確保技術作用最大程度發(fā)揮。首先應當加強除塵系統(tǒng)優(yōu)化，應用電配帶類型設備，防止出現(xiàn)灰塵數(shù)量增多情況，確保硫酸銨結晶成效。其次在濃縮段等噴嘴位置安置溫控調控裝置，通過溫度控制維持穩(wěn)定性。并在噴嘴位置安置除塵裝置，防止灰塵在此部位聚集而出現(xiàn)堵塞情況。最后氨逃逸現(xiàn)象普遍存在，與氣液體短時間接觸，吸收率降低，或是吸收液等因素影響有關，可采取膜氣體吸收手段，延長氣液接觸時間，適當降低吸收液濃度，防止出現(xiàn)氨逃逸現(xiàn)象[2]。

3 氨法脫硫工程設計要點

氨法脫硫與傳統(tǒng)脫硫技術不同，包括石灰石-石膏脫硫技術等，目前氨法脫硫工程通常采用EP 或EPC 等工藝。氨屬于危險化學品，有揮發(fā)性等特性，硫酸銨溶液等脫硫產物的危險性不容忽視，包括強腐蝕性等，在工程設計中應當加強注意。

3.1 氨區(qū)設計

液氨是有毒氣體，氨水有腐蝕性特性。隨著國內外液氨爆炸與泄露等事故頻繁發(fā)生，國家對液氨儲存與使用等做出了明確規(guī)定。使用氨法脫硫技術時，通常利用加壓儲存方式存儲少量的液氨，以防止安全事故發(fā)生。除此之外，對液氨罐數(shù)量與事故噴淋等方面的設計，應當嚴格遵循地方管理要求與設計規(guī)范。

3.2 氣溶膠控制

在氨法脫硫工程運行過程中，易出現(xiàn)煙氣拖尾等不良情況，煙氣中的粉塵含量增大，且粉塵中含有硫酸銨等物質。受氨揮發(fā)性能影響，易出現(xiàn)氨逃逸與氣溶膠現(xiàn)象，造成環(huán)境污染的同時，會增加脫硫運行成本。尤其是廠區(qū)周圍空氣中的硫酸銨等物質含量相對較高，不僅會腐蝕地面設施，也會對人體健康造成影響；對此，應當加強注意。氣溶膠問題處理成為了脫硫技術優(yōu)化的研究熱點，使得電除霧器在國內氨法脫硫工程中的應用尚未普及，仍處于摸索性前進階段，主要利用脫硫塔等系統(tǒng)優(yōu)化控制氣溶膠，還需本著引進來和走出去的原則，靈活運用電除霧器等先進技術，以此實現(xiàn)氣溶膠有效控制[3]。

3.3 防腐

氨法脫硫工程設備部件的腐蝕問題不能忽視，腐蝕原因在于氣溶膠腐蝕設施外表與系統(tǒng)材質防腐性能差、工藝操作不規(guī)范等因素影響有關。應當加強氣溶膠控制，促使系統(tǒng)穩(wěn)定運行。同時應當合理選材，優(yōu)化材料的防腐性能[4]。合理選擇工藝技術，明確技術操作要點，規(guī)范合理展開操作，有效規(guī)避腐蝕問題。可采用國外重防腐技術與可靠材料，提升裝置可靠性。脫硫產物與脫硫劑屬于易溶性物質，裝置內脫硫液不會出現(xiàn)積垢與磨損情況，更利于實現(xiàn)自動化控制，操作控制簡易性隨之加強。

3.4 控制進料雜質

氨法脫硫在封閉系統(tǒng)中進行，尚未設置廢水排放通道，氨水與煙氣等進料中，通常含有煙塵與氯離子等雜質，需依靠副產硫銨與煙氣帶出，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。雜質積累濃度越高，會降低硫銨品質，甚至出現(xiàn)不結晶現(xiàn)象。同時雜質也會對系統(tǒng)部件產生磨損性破壞，從而降低系統(tǒng)運行年限。氨法脫硫裝置系統(tǒng)尚未成熟，除塵裝置運行障礙，會增加脫硫塔內的煙氣塵含量，直接降低硫銨品質。對此，應當加強各物質進入氨法脫硫系統(tǒng)的品質要求，更不能將脫硫塔視為廢物處理系統(tǒng)，以實現(xiàn)系統(tǒng)性能與技術優(yōu)勢最大程度發(fā)揮。

4 結語

煤化工發(fā)展規(guī)模逐漸增大，環(huán)保排放標準等越發(fā)嚴格，應當加大環(huán)保技術研發(fā)力度，以推動煤化工現(xiàn)代化建設進程。氨法脫硫技術憑借可提高循環(huán)經(jīng)濟水平與脫硫率高等優(yōu)勢，在煤化工領域得到了廣泛應用。未來還需加強實踐經(jīng)驗總結與技術應用問題分析，確保技術性能得到充分發(fā)揮。