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[摘 要]氨法脱硫在烟气脱硫工艺对比中具有很强的优势，但也存在管道结晶堵塞、塔内腐蚀、烟气拖尾问题等。本文将对烟气氨法脱硫的实践结果加以说明，并提出相应的改进意见。
[关键词]烟气氨法；脱硫；实践；改进
中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）22-0041-01
锅炉烟气氨法脱硫工艺利用氨水做为吸收剂，在脱硫塔内气液两相逆流接触，脱除烟气中的二氧化硫。二氧化硫吸收反应属于酸碱中和反应，氨的碱性强于钙基吸收剂。氨与二氧化硫的是气液反应，反应速度快，钙与二氧化硫是气固反应，反应速度慢。氨法脱硫产物是硫酸铵，是一种优质的氮基肥料，钙法脱硫产物是膏状硫酸钙，目前大多数是防渗透填埋法处理[1]。钙法脱硫的制粉系统、硫酸钙压滤系统都庞大、复杂。
氨法脱硫具有优于钙法脱硫的明显优势，但也有其弊病，如塔内易挂料、防腐层易脱落、管道易断裂、管内结晶堵塞严重等等，给生产运行管理带来了极大的困难。
一、简述SN公司氨法脱硫的现状
SN公司有4台240t/h以兰炭尾气为燃料的蒸汽锅炉，兰炭尾气成分见表1。
单台锅炉的烟气成分、参数见表2。
1、2号锅炉烟气脱硫（简称Ⅰ期）采用的是两级喷淋吸收，加上一级烟气洗涤。3、4号锅炉烟气脱硫（简称Ⅱ期）采用的是两级喷淋吸收。Ⅰ、Ⅱ期脱硫均采用循环槽空气强制氧化，塔内热烟气蒸发结晶，氨水储存单元和硫酸铵溶液的分离、浓缩、烘干、包装等单元共用一套系统。
Ⅰ期脫硫2017年3月份建成投运，从净烟气的成分来看（见表3）达到了超低排放标准，烟囱“气拖尾”长度也符合要求。但运行6个月以后，打开脱硫塔进行检查，发现存在以下问题：①玻璃钢集液器多出开裂，集液器漏液严重；②二级喷淋层积料严重，部分喷头断裂、脱落；③脱硫塔塔底积料严重；④硫铵排出泵进口管经常结晶、堵塞。Ⅱ期脱硫2015年4月份建成，脱硫塔出口烟气数据见表5。从净烟气的成分来看也达到了设计要求（净烟气SO2≤80mg/Nm3），但也存在以下问题：①脱硫塔二级喷淋段玻璃鳞片脱落严重；②二级喷淋层积料严重，大部分喷头都已断裂、脱落，烟气阻力频繁超标；③脱硫塔塔底积料严重，最高处有3米；④硫铵排出泵进口管经常结晶、堵塞；⑤烟囱拖尾较长。
二、提出改进的思路
针对以上氨法脱硫存在的问题，SN公司组织技术攻关小组，深入分析了氨法脱硫的原理、特点，从工艺设计、材质选用、物料平衡、操作优化等等方面提出了以下的改进：
1、设计改进
⑴用不锈钢代替部分玻璃钢。原设计的二级喷淋泵进出口管道、液体分布器，稀硫铵副线及其分布器，塔壁冲洗水管线都是玻璃钢，玻璃钢耐腐蚀、耐冲刷，但也存在易断裂、不耐高温的缺点。对过流部分如二级喷淋、硫铵管线等选用2205双相钢不锈钢材质，提高耐冲刷、耐氯根的性能，对塔内支撑梁等部位采用基材316L+玻璃鳞片表面防腐[2]。采用高质量的玻璃钢修补工艺，恢复集液器的正常使用，同时在集液器底部设计蒸汽清洗喷嘴，定期进行热洗以减少挂料。
⑵改进冲洗水的方式，以及增加蒸汽热洗。所有冲洗水由原来设计的常温工艺水改为60-80℃的热水，提高溶解结晶的能力，提高冲洗的效果[3]。在二级喷淋管线、硫铵管线、氧化空气管线等易结晶的部位，设计蒸汽热洗管道定期进行热洗。
⑶将原来的手动冲洗水阀门全部改为自动控制阀，定时进行冲洗，且所有入塔冲洗水都有设计入塔水流量记录，便于脱硫系统的水平衡工艺管理。
⑷在塔壁容易积料的位置安装热电偶，正常情况下测量的是高温烟气温度如90℃，如塔壁温度下降到40℃就说明此处已经积料结疤。在氧化空气管线上安装气体流量计，观察氧化空气管线是否畅通，正常情况下空气流量显示为28m3/min，如遇到管线结晶堵塞则空气流量迅速下降。
⑸Ⅱ期脱硫一级喷淋的循环量为750m3/h，计划增加一台循环泵将循环量提高到1000m3/h，脱硫塔气液比控制在5～7的合理范围，既保证了净烟气的SO2≤35mg/m3又能减少气溶胶的生成[4]。同时增加一级水循环洗涤塔，控制烟囱入口烟气温度≤50℃，也进一步洗涤原脱硫塔出口烟气中的NH3、（NH4）2SO4、NH4HSO3、（NH4）2SO4，消除烟囱的“气拖尾”现象。
2、操作改进
⑴控制脱硫循环液在5.5～6.0，烟气速度3m/s，氯离子60g/l，烟气温度50～90℃[4]，确保各工艺参数处于最佳状态。
⑵增加硫酸铵溶液缓冲槽，根据脱硫反应的物料平衡，计算出单位时间硫酸铵的生成量，并换算成25%的溶液做为取出物连续进入缓冲槽，集中安排硫酸铵产品出料，从而保证化学反应平衡，塔底溶液浓度保持在15-30%相对稳定。
⑶做好系统的水平衡工作，按照烟气蒸发水量的计算，单塔满负荷工况下补水量在300m3/d，合理利用系统的蒸发补充水，在保证水平衡的前提下加大冲洗以减少积料形成。
⑷定期用蒸汽热洗系统容易硫铵结晶的部位，确保管线的畅通。
⑸利用检修机会定期检查脱硫塔、循环槽、进出口烟道等重点部位，并及时消除存在的各种缺陷。
三、结语
SN公司通过不断摸索、改进，在氨法脱硫的实践中取得了很大的成效，随着认识更加深入，不断的合理改进，SN公司四台氨法脱硫装置会运行的更加安全、平稳、高效。
参考文献
[1] 梁高.氨法脱硫在热电厂中应用[J].能源环境保护，2004，18（4）：34-35.
[2] 李富智，郑建新，汤静芳.武钢四烧氨法烟气脱硫系统中不锈钢材料的选用[C].2014年全国烧结球团技术交流年会.2014.
[3] 程建光，谭伟，于超.硫酸铵晶体挂壁原因分析及处理[J].小氮肥，2013，41（11）：16-17.
[4] 张文武，沙志强，朱忠益，等.氨法脱硫工艺参数对气溶胶排放特性的影响[J].热能动力工程，2013（3）：281-287.
[5] 栾辉，唐智和，翟小娟，等.氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施[J].油气田环境保护，2016，26（6）：29-31.
[关键词]烟气氨法；脱硫；实践；改进
中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）22-0041-01
锅炉烟气氨法脱硫工艺利用氨水做为吸收剂，在脱硫塔内气液两相逆流接触，脱除烟气中的二氧化硫。二氧化硫吸收反应属于酸碱中和反应，氨的碱性强于钙基吸收剂。氨与二氧化硫的是气液反应，反应速度快，钙与二氧化硫是气固反应，反应速度慢。氨法脱硫产物是硫酸铵，是一种优质的氮基肥料，钙法脱硫产物是膏状硫酸钙，目前大多数是防渗透填埋法处理[1]。钙法脱硫的制粉系统、硫酸钙压滤系统都庞大、复杂。
氨法脱硫具有优于钙法脱硫的明显优势，但也有其弊病，如塔内易挂料、防腐层易脱落、管道易断裂、管内结晶堵塞严重等等，给生产运行管理带来了极大的困难。
一、简述SN公司氨法脱硫的现状
SN公司有4台240t/h以兰炭尾气为燃料的蒸汽锅炉，兰炭尾气成分见表1。
单台锅炉的烟气成分、参数见表2。
1、2号锅炉烟气脱硫（简称Ⅰ期）采用的是两级喷淋吸收，加上一级烟气洗涤。3、4号锅炉烟气脱硫（简称Ⅱ期）采用的是两级喷淋吸收。Ⅰ、Ⅱ期脱硫均采用循环槽空气强制氧化，塔内热烟气蒸发结晶，氨水储存单元和硫酸铵溶液的分离、浓缩、烘干、包装等单元共用一套系统。
Ⅰ期脫硫2017年3月份建成投运，从净烟气的成分来看（见表3）达到了超低排放标准，烟囱“气拖尾”长度也符合要求。但运行6个月以后，打开脱硫塔进行检查，发现存在以下问题：①玻璃钢集液器多出开裂，集液器漏液严重；②二级喷淋层积料严重，部分喷头断裂、脱落；③脱硫塔塔底积料严重；④硫铵排出泵进口管经常结晶、堵塞。Ⅱ期脱硫2015年4月份建成，脱硫塔出口烟气数据见表5。从净烟气的成分来看也达到了设计要求（净烟气SO2≤80mg/Nm3），但也存在以下问题：①脱硫塔二级喷淋段玻璃鳞片脱落严重；②二级喷淋层积料严重，大部分喷头都已断裂、脱落，烟气阻力频繁超标；③脱硫塔塔底积料严重，最高处有3米；④硫铵排出泵进口管经常结晶、堵塞；⑤烟囱拖尾较长。
二、提出改进的思路
针对以上氨法脱硫存在的问题，SN公司组织技术攻关小组，深入分析了氨法脱硫的原理、特点，从工艺设计、材质选用、物料平衡、操作优化等等方面提出了以下的改进：
1、设计改进
⑴用不锈钢代替部分玻璃钢。原设计的二级喷淋泵进出口管道、液体分布器，稀硫铵副线及其分布器，塔壁冲洗水管线都是玻璃钢，玻璃钢耐腐蚀、耐冲刷，但也存在易断裂、不耐高温的缺点。对过流部分如二级喷淋、硫铵管线等选用2205双相钢不锈钢材质，提高耐冲刷、耐氯根的性能，对塔内支撑梁等部位采用基材316L+玻璃鳞片表面防腐[2]。采用高质量的玻璃钢修补工艺，恢复集液器的正常使用，同时在集液器底部设计蒸汽清洗喷嘴，定期进行热洗以减少挂料。
⑵改进冲洗水的方式，以及增加蒸汽热洗。所有冲洗水由原来设计的常温工艺水改为60-80℃的热水，提高溶解结晶的能力，提高冲洗的效果[3]。在二级喷淋管线、硫铵管线、氧化空气管线等易结晶的部位，设计蒸汽热洗管道定期进行热洗。
⑶将原来的手动冲洗水阀门全部改为自动控制阀，定时进行冲洗，且所有入塔冲洗水都有设计入塔水流量记录，便于脱硫系统的水平衡工艺管理。
⑷在塔壁容易积料的位置安装热电偶，正常情况下测量的是高温烟气温度如90℃，如塔壁温度下降到40℃就说明此处已经积料结疤。在氧化空气管线上安装气体流量计，观察氧化空气管线是否畅通，正常情况下空气流量显示为28m3/min，如遇到管线结晶堵塞则空气流量迅速下降。
⑸Ⅱ期脱硫一级喷淋的循环量为750m3/h，计划增加一台循环泵将循环量提高到1000m3/h，脱硫塔气液比控制在5～7的合理范围，既保证了净烟气的SO2≤35mg/m3又能减少气溶胶的生成[4]。同时增加一级水循环洗涤塔，控制烟囱入口烟气温度≤50℃，也进一步洗涤原脱硫塔出口烟气中的NH3、（NH4）2SO4、NH4HSO3、（NH4）2SO4，消除烟囱的“气拖尾”现象。
2、操作改进
⑴控制脱硫循环液在5.5～6.0，烟气速度3m/s，氯离子60g/l，烟气温度50～90℃[4]，确保各工艺参数处于最佳状态。
⑵增加硫酸铵溶液缓冲槽，根据脱硫反应的物料平衡，计算出单位时间硫酸铵的生成量，并换算成25%的溶液做为取出物连续进入缓冲槽，集中安排硫酸铵产品出料，从而保证化学反应平衡，塔底溶液浓度保持在15-30%相对稳定。
⑶做好系统的水平衡工作，按照烟气蒸发水量的计算，单塔满负荷工况下补水量在300m3/d，合理利用系统的蒸发补充水，在保证水平衡的前提下加大冲洗以减少积料形成。
⑷定期用蒸汽热洗系统容易硫铵结晶的部位，确保管线的畅通。
⑸利用检修机会定期检查脱硫塔、循环槽、进出口烟道等重点部位，并及时消除存在的各种缺陷。
三、结语
SN公司通过不断摸索、改进，在氨法脱硫的实践中取得了很大的成效，随着认识更加深入，不断的合理改进，SN公司四台氨法脱硫装置会运行的更加安全、平稳、高效。
参考文献
[1] 梁高.氨法脱硫在热电厂中应用[J].能源环境保护，2004，18（4）：34-35.
[2] 李富智，郑建新，汤静芳.武钢四烧氨法烟气脱硫系统中不锈钢材料的选用[C].2014年全国烧结球团技术交流年会.2014.
[3] 程建光，谭伟，于超.硫酸铵晶体挂壁原因分析及处理[J].小氮肥，2013，41（11）：16-17.
[4] 张文武，沙志强，朱忠益，等.氨法脱硫工艺参数对气溶胶排放特性的影响[J].热能动力工程，2013（3）：281-287.
[5] 栾辉，唐智和，翟小娟，等.氨法脱硫工艺存在的问题及应对措施[J].油气田环境保护，2016，26（6）：29-31.