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摘要：本文主要研究当前基于氨法脱硫结晶的主要影响因素以及控制策略。随着社会经济科技迅猛发展，当前氨法脱硫技术作为一种新兴的脱硫技术具有非常广泛的技术应用。通过氨法脱硫能够产生一定的硫酸作为副产品，因其具有含氮含硫的优势因此可以作为肥料使用，具有非常广泛的市场需求。这就使得对硫酸铵溶液进行浓缩结晶具有很高的经济价值，需要相关技术人员加强对于硫酸铵结晶质量提升的研究。
关键词：氨法脱硫结晶;影响因素;控制策略
1 硫酸铵结晶实验
硫酸结晶是当前氨法脱硫工艺流程中非常重要的环节，通过氨水能够有效吸收含二氧化硫的废气，并且产生可以用作农用化肥的硫酸氨，目前在进行硫酸氨溶液结晶的过程中存在的较为普遍的问题是硫酸氨的晶体颗粒较小，周期性不出料等问题，对系统设备的稳定性造成了一定影响，极大地增加了运行能耗。因此为了切实提升硫酸氨结晶的颗粒大小，产生形貌较好的硫酸氨晶体，需要对现有氨法脱硫的硫酸铵的结晶过程进行优化设计。在进行硫酸铵结晶实验的过程中，一般采用间歇式的常压恒温蒸发结晶模式，量取300ml浓度为42%的硫酸铵溶液放置于烧杯内，并对其pH值进行调节。之后再将其放置于恒温水浴槽，利用恒速搅拌器对其进行搅拌，提升硫酸氨溶液受热蒸发效率，最终得到过饱和硫酸氨溶液。之后溶液内产生晶核并逐渐长大，在蒸发80ml的水分之后对剩余含量的硫酸氨浆液进行过滤干燥，利用标准检验筛对晶体进行筛分。为了提升实验结果的可靠性和合理性，技术人员可以改变操作条件，对不同的影响因素进行控制得到不同类型的硫酸铵产品，对不同的硫酸氨晶体平均粒径和粒度分布进行差异分析。
2 氨法脱硫结晶的影响因素分析
2.1 蒸发温度对硫酸铵结晶的影响
如图所示，为不同蒸发温度下硫酸氨晶体颗粒的粒径分布曲线。蒸发温度对于硫酸氨结晶的影响较大，从图中可以看出当蒸发温度过高或过低时，硫酸晶体的颗粒较小。当温度过高时会使的硫酸氨溶液的过饱和速度迅速提升，晶体成核速率较大但生长速率小于成核速率，因此很难形成较大颗粒的硫酸氨结晶体。在温度过高时主要会形成棒状或针状的晶体。 当温度低于65°时，硫酸铵晶体的成核速度和生长速度减慢，因此结晶体以自然生长方式进行，从而形成较为容易破碎的晶体，很难形成较大颗粒的硫酸氨。通过实验分析为了得到较大颗粒的硫酸氨晶体可以将操作温度控制在70℃到80℃左右，根据生产环境和设备的实际情况进行调整。
2.2 搅拌速率对硫酸铵结晶的影响
搅拌速率对硫酸铵结晶的质量和效率的影响较大，图2所示为不同搅拌速率下硫酸铵晶体的粒径分布曲线。如图所示，在搅拌的过程中如果提升速率会使得晶体颗粒呈现减小的趋势。这主要是由于在对硫酸铵溶液进行搅拌的过程中，由于搅拌速率增大，使得晶体之间、晶体与设备之间出现的碰撞概率和碰撞程度迅速提升，对于二次成核有着一定的作用，但是不利于晶体长大。较低搅拌转速下会形成棒状或针状的硫酸氨晶体，较高转速下晶体的长径较短。在进行搅拌的过程中如果搅拌速率较低，硫酸氨溶液中的晶体会出现分布不均匀的问题，较大颗粒的硫酸氨晶体一般沉于容器内部，因此不能很好的参与结晶循环过程，使得最终生成的硫酸氨晶体颗粒大小分布不均匀，经过实验综合分析优化的搅拌转速可以控制在250r/min左右。
3 氨法脫硫结晶的控制策略
为了切实提升氨法脱硫的硫酸铵结晶质量和效率，首先需要对氨水的质量进行有效控制，避免按水中含有的大量的杂质对最终硫酸氨溶液的回收和结晶造成的影响。在进行氨法脱硫结晶生产的过程中需要切实做好系统内设备的内衬防腐工作，在脱硫系统中运行的溶液有非常强的腐蚀性，在与管道设备接触之后很容易携带大量的金属离子从而对管道内部进行破坏。因此在进行系统建设时可以充分应用衬塑管道或玻璃钢材质管道避免溶液与金属材质接触而产生的腐蚀问题，提升系统内设备运行的寿命和安全性，有效控制企业的生产成本。在现有的氨法脱硫硫酸氨结晶工艺中对硫酸铵溶液的pH值的检测工作还有所不足，结晶时主要还是关注对溶液浓度的检测。基于此需要对氨法脱硫的硫酸铵结晶过程进行优化设计，对检测合格的硫酸铵溶液中增加pH值检测环节。一些企业在生产过程中还可以对浓缩周期性调节，从有效控制硫酸氨的pH值，切实提升氨法脱硫的硫酸结晶质量和效率。最后需要对脱硫过程中的温度和真空度进行有效控制，为了有效提升结晶的质量，在三效蒸发器运行过程中能够有效对真空度进行稳定控制，因此需要技术人员加强对于温度的有效调控避免出现温度过高或过低的情况。理论上讲在进行硫酸结晶的过程中提升质量的最佳温度为70°左右，通过对蒸汽阀的调节和控制，技术人员能够有效将分离器内的温度控制在70°左右。由于硫酸铵溶液结晶过程中受亚硫酸氨分解或跑料等问题的影响，三效蒸发器内部的真空度会有所降低。这就需要技术人员及时提升蒸发器温度，调整内部蒸发量，从而有效提升系统内溶液的过饱和度。但是这种方法所形成的硫酸氨晶体颗粒较小，如果需要大颗粒的结晶还需要加强对硫酸铵溶液结晶过程的优化设计。
4 小结
综上所述，在进行硫酸结晶生产过程中对结晶质量产生影响的因素有很多，工艺和人为操作都会对硫酸的结晶造成影响。因此需要通过具有针对性的策略有效避免杂质、pH值、蒸发温度以及真空度对结晶的影响，为工艺优化发展打下良好的基础，切实提升企业的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1] 苑香城.氨法脱硫工艺与检修技术探讨[J].神华科技，2019（02）.
[2] 郭东岳，徐秀国.氨法脱硫的硫酸铵结晶影响因素探究[C].全国电力行业CFB机组技术交流服务协作网第十一届年会暨第三届中国循环流化机床燃烧理论与技术学术会议论文集，2012.
（作者单位：安徽科清环境工程有限公司南京分公司）
关键词：氨法脱硫结晶;影响因素;控制策略
1 硫酸铵结晶实验
硫酸结晶是当前氨法脱硫工艺流程中非常重要的环节，通过氨水能够有效吸收含二氧化硫的废气，并且产生可以用作农用化肥的硫酸氨，目前在进行硫酸氨溶液结晶的过程中存在的较为普遍的问题是硫酸氨的晶体颗粒较小，周期性不出料等问题，对系统设备的稳定性造成了一定影响，极大地增加了运行能耗。因此为了切实提升硫酸氨结晶的颗粒大小，产生形貌较好的硫酸氨晶体，需要对现有氨法脱硫的硫酸铵的结晶过程进行优化设计。在进行硫酸铵结晶实验的过程中，一般采用间歇式的常压恒温蒸发结晶模式，量取300ml浓度为42%的硫酸铵溶液放置于烧杯内，并对其pH值进行调节。之后再将其放置于恒温水浴槽，利用恒速搅拌器对其进行搅拌，提升硫酸氨溶液受热蒸发效率，最终得到过饱和硫酸氨溶液。之后溶液内产生晶核并逐渐长大，在蒸发80ml的水分之后对剩余含量的硫酸氨浆液进行过滤干燥，利用标准检验筛对晶体进行筛分。为了提升实验结果的可靠性和合理性，技术人员可以改变操作条件，对不同的影响因素进行控制得到不同类型的硫酸铵产品，对不同的硫酸氨晶体平均粒径和粒度分布进行差异分析。
2 氨法脱硫结晶的影响因素分析
2.1 蒸发温度对硫酸铵结晶的影响
如图所示，为不同蒸发温度下硫酸氨晶体颗粒的粒径分布曲线。蒸发温度对于硫酸氨结晶的影响较大，从图中可以看出当蒸发温度过高或过低时，硫酸晶体的颗粒较小。当温度过高时会使的硫酸氨溶液的过饱和速度迅速提升，晶体成核速率较大但生长速率小于成核速率，因此很难形成较大颗粒的硫酸氨结晶体。在温度过高时主要会形成棒状或针状的晶体。 当温度低于65°时，硫酸铵晶体的成核速度和生长速度减慢，因此结晶体以自然生长方式进行，从而形成较为容易破碎的晶体，很难形成较大颗粒的硫酸氨。通过实验分析为了得到较大颗粒的硫酸氨晶体可以将操作温度控制在70℃到80℃左右，根据生产环境和设备的实际情况进行调整。
2.2 搅拌速率对硫酸铵结晶的影响
搅拌速率对硫酸铵结晶的质量和效率的影响较大，图2所示为不同搅拌速率下硫酸铵晶体的粒径分布曲线。如图所示，在搅拌的过程中如果提升速率会使得晶体颗粒呈现减小的趋势。这主要是由于在对硫酸铵溶液进行搅拌的过程中，由于搅拌速率增大，使得晶体之间、晶体与设备之间出现的碰撞概率和碰撞程度迅速提升，对于二次成核有着一定的作用，但是不利于晶体长大。较低搅拌转速下会形成棒状或针状的硫酸氨晶体，较高转速下晶体的长径较短。在进行搅拌的过程中如果搅拌速率较低，硫酸氨溶液中的晶体会出现分布不均匀的问题，较大颗粒的硫酸氨晶体一般沉于容器内部，因此不能很好的参与结晶循环过程，使得最终生成的硫酸氨晶体颗粒大小分布不均匀，经过实验综合分析优化的搅拌转速可以控制在250r/min左右。
3 氨法脫硫结晶的控制策略
为了切实提升氨法脱硫的硫酸铵结晶质量和效率，首先需要对氨水的质量进行有效控制，避免按水中含有的大量的杂质对最终硫酸氨溶液的回收和结晶造成的影响。在进行氨法脱硫结晶生产的过程中需要切实做好系统内设备的内衬防腐工作，在脱硫系统中运行的溶液有非常强的腐蚀性，在与管道设备接触之后很容易携带大量的金属离子从而对管道内部进行破坏。因此在进行系统建设时可以充分应用衬塑管道或玻璃钢材质管道避免溶液与金属材质接触而产生的腐蚀问题，提升系统内设备运行的寿命和安全性，有效控制企业的生产成本。在现有的氨法脱硫硫酸氨结晶工艺中对硫酸铵溶液的pH值的检测工作还有所不足，结晶时主要还是关注对溶液浓度的检测。基于此需要对氨法脱硫的硫酸铵结晶过程进行优化设计，对检测合格的硫酸铵溶液中增加pH值检测环节。一些企业在生产过程中还可以对浓缩周期性调节，从有效控制硫酸氨的pH值，切实提升氨法脱硫的硫酸结晶质量和效率。最后需要对脱硫过程中的温度和真空度进行有效控制，为了有效提升结晶的质量，在三效蒸发器运行过程中能够有效对真空度进行稳定控制，因此需要技术人员加强对于温度的有效调控避免出现温度过高或过低的情况。理论上讲在进行硫酸结晶的过程中提升质量的最佳温度为70°左右，通过对蒸汽阀的调节和控制，技术人员能够有效将分离器内的温度控制在70°左右。由于硫酸铵溶液结晶过程中受亚硫酸氨分解或跑料等问题的影响，三效蒸发器内部的真空度会有所降低。这就需要技术人员及时提升蒸发器温度，调整内部蒸发量，从而有效提升系统内溶液的过饱和度。但是这种方法所形成的硫酸氨晶体颗粒较小，如果需要大颗粒的结晶还需要加强对硫酸铵溶液结晶过程的优化设计。
4 小结
综上所述，在进行硫酸结晶生产过程中对结晶质量产生影响的因素有很多，工艺和人为操作都会对硫酸的结晶造成影响。因此需要通过具有针对性的策略有效避免杂质、pH值、蒸发温度以及真空度对结晶的影响，为工艺优化发展打下良好的基础，切实提升企业的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1] 苑香城.氨法脱硫工艺与检修技术探讨[J].神华科技，2019（02）.
[2] 郭东岳，徐秀国.氨法脱硫的硫酸铵结晶影响因素探究[C].全国电力行业CFB机组技术交流服务协作网第十一届年会暨第三届中国循环流化机床燃烧理论与技术学术会议论文集，2012.
（作者单位：安徽科清环境工程有限公司南京分公司）