影响硫铵结晶粒度因素的控制.
焦化基本知识点
焦化基本知识点一、硫酸铵生产工艺（一）饱和器法硫酸铵生产工艺流程1. 鼓泡式饱和法由鼓风机来的焦炉煤气，经电捕焦油器后进入煤气预热器。
在预热器内用间接蒸汽加热煤气到60～70℃或更高的温度，目的是为了使煤气进入鼓泡式饱和器蒸发饱和器内多余的水分，保持饱和器内的水平衡。
预热后的煤气沿饱和器中央煤气管进入饱和器，经泡沸伞从酸性母液中鼓泡而出，同时煤气中的氨被硫酸所吸收。
煤气出饱和器后进入除酸器，捕集其夹带的酸雾后，被送往粗苯工段。
鼓泡式饱和器后煤气含氨一般小于0.03g/m3。
冷凝工段的剩余氨水经蒸氨后得到的氨气，在不生产吡啶时，直接进入饱和器；当生产吡啶时将此氨气通入吡啶中和器。
氨在中和器内与母液中的游离酸及硫酸吡啶作用，生成硫酸铵，又随中和器回流母液返回饱和器。
饱和器母液中不断有硫酸铵生成，在硫酸铵含量高于其溶解度时，就析出结晶，并沉淀于饱和器底部。
其底部结晶被抽送到结晶槽，在结晶槽内使结晶长大并沉淀于底部。
结晶槽底部硫酸铵结晶放到离心机内进行离心分离，滤除母液，并用热水洗涤结晶，以减少硫酸铵表面上的游离酸和杂质。
离心分离的母液与结晶槽满流出的母液一同自流回饱和器中。
从离心机分离出的硫酸铵结晶经螺旋输送机，送入沸腾干燥器内，用热空气干燥后送入硫酸氨储斗，经称量包装入成品库。
为了使饱和器内煤气与母液接触充分，必须使煤气泡沸伞在母液中有一定的液封高度，并保证饱和器内液面稳定，为此在饱和器上还设有满流口，从满流口溢出的母液经插入液封内的满流管流入满流槽，以防止煤气逸出。
满流槽下部与循环泵链接，将母液不断地抽送到饱和器底部的喷射器。
因而一定的喷射速度，故饱和器内母液被不断循环搅动，以改善结晶过程。
煤气带入饱和器的煤焦油雾，在饱和器内与硫酸作用生成所谓的酸煤焦油，泡沫状酸煤焦油漂浮在母液面上，并与母液一起流入满流槽。
漂浮于满流槽液面上的酸煤焦油应及时捞出，或引入一分离处理装置与母液分离，以回收母液。
饱和器内所需补充的硫酸，由硫酸仓库送至高置槽，再自流入饱和器，正常生产时，应保持母液酸度为4%～6%，硫酸加入量为中氨的需要量；当不生产粗轻吡啶时，硫酸加入量要大一些，还要中和随氨气进入饱和器的氨。
宣钢焦化厂硫酸铵质量影响因素的判定及解决对策
管理及其他M anagement and other宣钢焦化厂硫酸铵质量影响因素的判定及解决对策孙海峰摘要：河钢集团宣钢分公司焦化厂硫铵工序采用间接法饱和器工艺生产硫酸铵，正常情况下硫酸铵为白色结晶颗粒。
近一段时期硫酸铵产品呈灰色或暗黑色粉状，硫酸铵外观质量差，严重影响硫酸铵销售价格。
本文针对这一问题进行分析、探讨，制定了对策，达到了改善硫铵颜色，提高硫铵质量的目的。
关键词：酸度；饱和器；酸汽；母液目前，我国大部分钢铁企业的焦化厂均采用饱和器法工艺生产硫酸铵以回收煤气中的氨。
饱和器法生产硫酸铵的工艺根据进入饱和器氨的来源不同，分为直接法、间接法和半直接法三种，河钢集团宣钢公司焦化厂硫酸铵生产采用的是间接法饱和器生产工艺。
近一段时期我厂生产的硫酸铵结晶颗粒小、外观质量差，颜色为灰色或暗黑色，严重影响了产品的销售。
为解决这一问题，对影响硫铵成品颜色的因素进行了分析，制定了相应的改进措施。
1 硫酸铵生产工艺宣钢公司焦化厂生产硫酸铵生产工艺，首先用蒸氨废水、剩余氨水吸收荒煤气中的氨，形成洗氨富液；然后洗氨富液经蒸氨脱酸后，形成蒸氨废水和酸汽；最后酸汽进入饱和器，在饱和器中硫酸吸收酸汽中氨，形成硫酸铵，硫酸铵经离心机脱水、干燥机干燥后成为产品。
硫酸铵生产工艺流程见图1，主要反应式如下：NH3+H2SO4→NH4HSO4；2NH3+H2SO4→（NH4）2SO4。
生产工艺流程如下。
2 影响硫酸铵产品外观质量因素的判定影响硫酸铵产品外观质量的原因。
宣钢公司焦化厂硫酸铵外观质量差主要是因为硫酸铵晶体表面带有一定量的有害物质。
这些有害物质主要是铁盐（Fe2+和Fe3+）、各种砷化合物、硫氰酸盐和焦油有机化合物，杂质盐主要由硫酸带入，有机化合物主要是酸汽带入的焦油组分。
母液中含有的这些杂质，浓度超出一定范围对硫酸铵颗粒和外观质量均会产生不利影响。
硫酸铵晶体表层有一些含杂质盐类的离子，晶体表层能够活动的范围被覆盖了，导致硫酸铵晶体增长延缓，因杂质物质在硫酸铵晶体表面表现出较强的吸附性，影响硫酸铵产品外观质量，表层畸形细小颗粒明显。
基于氨法脱硫结晶的影响因素与举措控制分析
76一、基于氨法脱硫结晶的影响因素1.金属离子这是在氨法脱硫结晶中非常常见的影响因素，对最终硫酸铵晶体的凝结有着非常重要的影响。
众所周知，大量的阴阳离子存在于氨法脱硫处理过程中，随着脱硫进程的不断发展，这些阴阳离子会依附在硫酸铵晶体的表面，降低这些晶体的活跃度，从而使这些晶体无法继续凝结，影响到脱硫工作的顺利开展与有效进行。
这些阴阳离子会严重限制硫酸铵晶体的成长与发育，这其中以铁离子的影响最为明显。
这不是说在氨法脱硫过程中会出现很多铁离子，而是哪怕只有很少一部分铁离子，也会对硫酸铵晶体的凝结产生不利的印象，会严重的限制硫酸铵晶体的活跃度，不利于硫酸铵晶体成长，从而影响到氨法脱硫的质量与效率，不利于脱硫工作的顺利开展与有效运行。
此外，这些金属离子不仅会影响到硫酸铵晶体的凝结，还会对后续的剥离工作产生影响。
由于这些金属离子的限制，晶体在非常小的状态下就无法成长了，这使得它们因为体积过小而无法在离心机中与浓缩液进行分离，从而使浓缩液中充满杂质，影响到后续脱硫工作的顺利开展与有效推进，在一定程度上提升了脱硫工作的成本。
如图一所示，图中所展示的是氨法脱硫技术的总体流程，在这个过程中金属接触面积受到腐蚀会使一部分金属离子进入到浓缩液中，从而影响到硫酸铵晶体的凝结与成长，不利于氨法脱硫工作的顺利开展。
图一2.酸碱度浓缩液的酸碱度也是影响氨法脱硫工作的重要因素。
这是因为浓缩液中的介稳区会受到酸碱度的影响，它们之间会呈现出一种反比例关系。
酸碱度越高，浓缩液的介稳区就越小。
这不仅会影响到硫酸铵晶体的凝结形状，还会因为浓缩液粘度的提升而使硫酸铵晶体无法及时的进行分离，从而影响到氨法脱硫工作的顺利开展与平稳运行，不利于氨法脱硫工作的发展进步与转型升级，也无法有效的提升这项工作的质量与效率。
3.氧化率过低这也是影响氨法脱硫技术的重要因素之一。
而影响氧化率的因素主要有两个，分别是含氧风量和浓缩液的具体密度。
这两方面的因素会影响到氨法脱硫结晶过程中的氧化率，具体表现为含氧风量不充足以及浓缩液密度过高，这样的现实因素使氨法脱硫结晶过程中的氧化率大大降低，从而限制了硫酸铵晶体的活跃度，不利于硫酸铵晶体进行凝结与成长，阻碍了氨法脱硫工作的正常运行与平稳发展。
浅谈硫酸铵结晶颗粒大小影响因素
浅谈硫酸铵结晶颗粒大小影响因素发布时间：2023-01-15T03:51:02.732Z 来源：《工程管理前沿》2022年8月16期作者：李家良[导读] 我公司现有两套硫酸铵装置，分别采用单效蒸发和三效蒸发两条不同的工艺路线，成品硫酸铵晶体大小也完全不同，根据装置实际运行情况，分析影响硫酸铵晶体成长因素的几个方面。
李家良大庆炼化公司化工生产一部摘要：我公司现有两套硫酸铵装置，分别采用单效蒸发和三效蒸发两条不同的工艺路线，成品硫酸铵晶体大小也完全不同，根据装置实际运行情况，分析影响硫酸铵晶体成长因素的几个方面。
关键词：硫酸铵晶体；单效蒸发；三效蒸发一、装置概况化工生产一部硫铵作业区现有两套生产装置，一套硫铵设计能力0.6万吨/年，处理丙烯腈装置产生的稀硫酸铵溶液；二套硫铵设计生产能力1.5万吨/年，处理聚丙烯酰胺尾气回收装置产生的稀硫酸铵溶液，分别采用单效蒸发和三效蒸发生产技术，都是由蒸发结晶、离心分离、干燥、包装等工序组成。
二、生产工艺简介1、一套硫铵装置采用的是单效蒸发技术，利用丙烯腈装置生产过程中的副产品稀硫酸铵溶液为原料，稀硫铵液经蒸发器循环泵采用强制循环送到蒸发器加热器，经过加热器内管间的1.0MPa、250℃过热蒸汽加热后返回蒸发器，蒸发器底部的过饱和硫酸铵溶液，由蒸发器料浆泵送入稠厚器，稠厚器是重力沉降设备，过饱和溶液中的清液由上部溢流线进入母液槽，下部固液比为5:3的硫酸铵溶液依靠位差流入离心机，离心分离出的母液通过甩水线流入母液槽，分离出来的硫酸铵晶体在流化床干燥器内脱水干燥后，进入贮料斗，再通过半自动码垛机进行成品包装。
2、二套硫铵装置采用三效蒸发技术，来自聚丙烯酰胺尾气吸收装置的稀硫铵溶液经乏汽预热器和冷凝水预热器预热后进入三效蒸发系统进行蒸发，一效蒸发产生的蒸汽给二效加热器做热源，二效蒸发器产生的蒸汽给三效加热器做热源，三效蒸发器蒸出的二次蒸汽经冷凝回收后返回给上游尾气回收装置重新利用，蒸发后的过饱和硫酸铵溶液通过出料泵送进稠厚器沉降，沉降后的溶液进入离心机进行脱水，脱水后的硫酸铵固体颗粒进入盘式干燥器烘干，烘干后出来的硫酸铵产品经包装机包装。
氨法脱硫中影响硫酸铵结晶的主要因素
收稿日期:2020-09-03;修订日期:2020-09-27
基金项目:云南省应用基础研究计划面上项目(2019FB077,2020FB031);冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室开放基金( JKF19-08);
2 影响硫酸铵结晶的主要因素
2. 1 晶 种
晶种是影响晶体粒径大小和粒度分布的重要因素之一,要得到粒度大、分布集中的晶体,必须具备良好
的结晶条件,添加晶种来控制结晶过程是改善结晶产品粒度分布、增大平均粒径的重要方法 [9] 。 对于硫酸
铵结晶,添加晶硫酸铵晶体粒度和纯度。
响,当加入晶种量较高时,晶体之间碰撞概率变大,降低了硫酸铵溶液介稳区宽度,使晶体粒度减小;加入晶
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硅 酸 盐 通 报
资源综合利用
第 40 卷
种量较少时,晶体不能全部使用晶种作为生长核心,有些晶体自发形成晶核,爆发成核形成细晶,最终得到的
粒度分布较宽。
除了研究晶种对硫酸铵晶体粒度的影响之外,还
有学者研究了晶种对硫酸铵介稳区的影响。 彭思瑶
等 [12] 在饱和硫酸铵溶液中添加了不同质量和粒度的
晶种,探究了其对硫酸铵溶液介稳区宽度的影响,结果
如图 3 所示。 随着晶种质量的增加,硫酸铵溶液介稳
区宽度降低。 其原因可能是,增加晶种质量产生了更
图 1 氨法脱硫工艺流程图
Fig. 1 Flow chart of ammonia desulfurization process
1. 2 存在问题
氨法脱硫副产物硫酸铵结晶过程主要存在以下问题 [6-8] :
影响硫铵质量的因素及对策
４
刘 光 轩 （ 河 北 钢铁 集 团 宣钢 公 司 焦化 厂 ， 河北 张家口 ｏ ７ ５ １ ｏ ｏ ）
摘
要： 通过对硫铵 生产工艺的介 绍， 分析 了我厂硫铵生产过程 中影响硫铵质量的 因素 ， 提 出了相应措施及 管理 办法， 解决 了造成硫
铵 质 量 不 稳 定 的 问题 ， 使 产 品 质 量得 到 稳 定 提 高。 关键词 ： 硫铵 ； 饱和器 ； 酸度 ； 晶比； 平衡 ； 游 离酸
我厂采用间接饱和器法生产硫铵 ，把从全负压煤气洗涤工艺 中脱 量来源是： 硫铵化学反应热 、 结晶垫、 硫酸稀释热和搅拌空气热 ， 因此水 控制好饱和器内母液酸度 ， 保证酸气中的氨被充分吸 出的转入液相的 Ｎ Ｈ ， ， 从蒸氨脱酸系统 中蒸出 ， 送人饱和器 中， 与饱和 平衡的关键在于： 母液酸度严格控制在 ２ —３ ％； 控制冲洗水量和冲洗水温度 ， 冲洗水 器 中加入 的硫酸进行反应 ， 生成硫酸铵 晶体 ， 通过离心机 、 干燥机等设 收 ， 提料系统应连续运转 ， 减少散热损失 ， 同 备， 生产出 硫酸铵产品。 生产过程中， 因 母液酸度波动， 饱和器内水平衡 温也影 响饱和器内的水平衡 ； 失控 ， 离心机操作不当等原因造成硫铵质量差 目 ． 不稳定。 时避免提料系统堵塞， 用水冲洗而带人饱和器过多的水。 ４ ． ４ 加强离心机操作。 离心机的操作对硫铵游离酸 、 水份影响特别显 １硫 铵工 艺简 介 离心机ｌ 洗水量及温度对硫铵质量也有显著影响 。 一般洗水量为硫铵 我厂引进全负压煤气吸收洗涤工艺 ， 把从煤气中吸收洗涤下的富 著。 ０ －１ ２ ％， 当洗水量在 １ ２ ％以下时 ， 硫铵游离酸随洗量增加而 液经蒸氨脱酸塔后 ， 蒸出含有 Ｍ Ｈ ＇ ３ 、 Ｈ ２ Ｓ 、 Ｃ Ｏ ： 等气体的酸气。 酸气进 人 硫 产量的 １ 直线下降 ， 之后则下降缓慢。当水分超过 １ ２ ％以上 ， 离心机后硫酸水分 铵生产工段的饱和器， 在饱和器中， 氨气与加入的硫酸在搅拌风 的作用 下进行反应 ， 生成硫酸铵晶体 ， 当硫铵晶体达到一定比例后 ， 用工业风 会急剧增加， 同时， 洗水量过多也会破坏饱和器内的水平衡 。同时， 用热 通过提料管将含硫铵晶体的母液提到稠化器 ， 再经过离心机、 传送带 、 水洗涤 ，有利于从结晶表面上洗去油类杂质 ，并能防止离心机筛网堵 干燥机等设备生产出硫铵产品，经提升机把硫铵产品送到硫铵储料斗 塞。 当水温超过 ６ ０ ￣ Ｃ 时， 硫铵游离酸急剧下降。 因此 ， 一般水洗温度保持 后包装装车。 含有 Ｈ ２ Ｓ 、 Ｃ Ｏ 气体的酸气从饱和器经除酸器 ， 送往硫酸生 在 ６ ０ ℃以上 是必要 的 。 产 系统 ， 用 于生产 硫酸 。 ４ ． ５ 控制 晶比。悬浮于母液中的硫铵结晶的体积对母液与结 晶总体 积的百分比， 称为晶比。饱和器的作用主要有两个 ： ＆ 氨吸收反应 ： 氨气 ２操 作参 数及化 学反 应 饱 和器人 口酸气温度 ９ ０ —９ ２ ℃， 饱和器出 口酸气温度高于入 口温 进 ＾ 饱 和器中和母液中的硫酸发生反应生成硫铵。ｈ 起结晶槽作用： 在 度１ －２ ℃， 母 液温 度 ≥９ ８ 。 饱和器 内硫铵的生成过程要经过两个阶段 ： 晶粒的形成一晶粒的成长 ， 和器 阻力 ９ ０ ０ ０ －１ ４ ０ ０ ０ Ｐ ａ 。 在搅拌风的作用下使硫铵结晶在饱和器 内反应区均匀 有充足成长空 母 液 酸度 ２ —３ ％。 间和时间 ， 巨 ／ ｊ 、 鄹． 粒的晶粒就会逐渐长成大颗粒。饱和器 中晶比的大小 对硫铵粘度 ， 母液中氨饱和量和氨损失量都有直接影响。晶比太大， 相 搅拌风量 ２ ８ ０ －４ ０ ０ ｍ２ ／ ｈ ， 搅拌风温度 ≥１ ８ ０ 。 提料母液晶比 ４ ０ －６ ０ ％。 应减少氨与硫酸反应所需的容积 ， 不利于氨的吸收， 并使母液搅拌阻力 加大， 导致搅拌不 良： 同时晶比过大 ， 结晶间摩擦的机会增多 ， 大颗粒结 硫 铵耗酸 ￣ ＜７ ５ ０ ｋ ｇ ／ ｔ 。 化 学反应 如下 ： 晶破裂成小粒结晶， 晶比太小则不利于结晶的长大。因此 ， 母液 中必须 中和反应 ： ２ Ｎ Ｈ３ ＋ Ｈ ： Ｓ Ｏ （ Ｎ Ｈ ０ ４ 控制一定的晶比， 以利于得到大颗粒硫铵。一般晶比保持在 ４ ０ －６ ０ ％， 当酸度高时生成酸式盐 ： Ｎ Ｈ ３ ＋ Ｈ ２ Ｓ Ｏ 厂 Ｈ Ｈ Ｓ Ｏ ； 对生产大颗粒硫铵是有利的。 ４ ． ６母液杂质的控制 。 母液中含可溶性杂质和不溶 眭杂质。 可渚 陛杂 Ｎ Ｈ ｋ Ｉ ｓ ０ ４ ＋Ｎ Ｈ 广。 ｈ （ Ｎ Ｉ － Ｉ ＆ Ｓ ０ ４ ３影响硫铵质量的因素 质主要是含有 Ｆ ｅ 、 Ａ ｌ 、 Ｃ ｒ 、 ｃ ｅ等元素的各种盐类，这些杂质多半是来 自 在硫铵生产过程中， 影响硫铵质量的因素较多， 既有操作水平和责 Ｈ２ ｓ ０ 、 腐蚀 的设备和工业水 ， 这些杂质的粒子吸附在硫铵结 晶的表面 ， 酸气带入饱和器的焦油。这些杂质 任心等操作素质方面的因素， 也有工艺和设备方面的因素 ， 其主要 因素 阻碍结晶长大。不溶陛杂质主要是 ， 有： 母液酸度波动过大 ， 结晶不正常； 饱和器内水平衡 、 热平衡失控 ， 影 既阻碍硫铵结晶长大， 又使硫铵着色。为提高硫铵质量 ， 本着上道工序 响饱和器的稳定操作和饱和器内硫铵结晶的颗粒 ；离心机操作不当导 为下到工序提供满意服务的宗 旨：①加强洗涤工序气浮除油器及富液 致硫铵水分和游离酸超标 ； 晶比控制不合理 ， 不利于大颗粒硫铵生成； 砂石过滤器的操作， 保证送往蒸氨工序不带油或少带油。 （ 加强蒸氨工 母液中杂质过多 ， 影 响硫铵结晶长大 ； 工业风压力低 ， 不满足饱 和器搅 序蒸氨塔与脱酸塔底的排油 ， 并制定详细的排油制度。 ③采用质量好的 拌 及提 料用风 。 硫酸。④腐蚀的设备及时检修或更换。⑤改进离心机洗水。 ４ 对策 ４ ． ７ 保证工业风压力。 为使饱和器母液酸度和温度均匀 ， 结晶颗粒能 １ 母液酸度和加酸制度 ： 根据硫铵结晶原理 ， 母液酸度对硫铵结 在母液中呈悬浮状态 ， 最有效的措施就是对母液进行搅拌。母液的搅拌 晶质量起着关键 陛作用 。 其酸度一般控制在 ２ —３ ％． 母液酸度的波动对 既加速晶核的形成， 又能加速晶体长大， 尤其是在母液过饱和度大的时 母液不等速运动会导致新晶核的形成， 而平稳的等速运动 ， 则 生产大颗粒的硫铵是非常不利的， 时而结晶中断 ， 时而结晶急速进行 ， 候。另外 ， 结果生成大量的晶核 ， 无法得到大颗粒的硫铵。为使母液酸度保持在稳 会是晶体长大。因此 ， 对饱和器的母液应作平稳的等速搅拌 ， 以克服 晶 定的范围内 ， 必须根据进入饱和器内的氨量， 连续稳定的往饱和器内加 体表面 Ｅ 液膜阻力 ， 增加晶核增长速度。 而我厂饱和器搅拌及提料均采 酸。 酸度波动大 ， 会破坏结晶的正常生产条件 。 因此要生产大颗粒硫铵 ， 用工业风（ 氮气） ， 所以必须保证工业风压力稳定而充足。为保证工业风 必须控制饱和器 内酸度波动， 尽量延长稳定的操作时间。 压力 ， 厂空压机站新增一台风机专供硫铵用工业风。 ４ ． ２ 饱和器 内的水平衡。水平衡失控就会发生亏液面或涨阻力 ， 都 ５ 结论 针对我厂硫铵生产中存在的质量问题 ， 通过采取以上对策 ， 使问题 会影响饱和器的稳定操作和饱和器内硫铵结晶的颗粒 ，严重时甚至会 造成阻力太高， 酸气进不了饱和器， 造成停产。因此要严格控制各部提 得到了很好的解决，促进 了生产的正常进行 ，保证了硫铵质量稳定提 料系统、搅拌系统 、离心机操作 的水洗量维持水平衡必须使水变的蒸 高， 硫铵一级品合格率 由原来的平均 ９ ６ ％ 达到了 １ ０ ０ ％， 实现 了预期 目 汽， 带出饱和器 ； 用搅拌风量调节酸气带 出水量 ， 以调节饱和器内的水 标。 平衡 ， 实际生产 中搅拌空气量应控制在 ２ ８ ０ －４ ０ ０ ｍ ２ ／ ｈ 。 参 考文 献 ４ ． ３ 饱和器内热平衡。 饱和器的温度制度是为保持饱和器 内水平衡 『 １ ］ 何建平． 炼焦化学产品回收技术， ２ ０ ０ ６ ． ２ １ 肖瑞译． 煤焦化学产品生产技术问答． 而制定 的， 热平衡和水平衡是相互影响的 ， 进入饱和器时酸气露点 ， 饱 『 和器水洗形成的母液数量 ， 对其温度制度影响最大。 饱和器内的主要热
硫铵颗粒小的原因及解决办法
硫铵颗粒小的原因及解决办法
戴智明;王浩;于江
【期刊名称】《中氮肥》
【年(卷),期】2006(000)002
【摘要】安徽淮化集团有限公司焦化厂年产硫铵7kt，采用饱和器法生产。
由于受多种因素影响，硫铵产品出现了绿、蓝、灰或暗黑等杂色，结晶物呈针状、片状或粉末状，成型后的产品颗粒很小，水分、酸度超标，储存时易吸湿结块，造成使用困难。
【总页数】2页(P34-35)
【作者】戴智明;王浩;于江
【作者单位】安徽淮化集团有限责任公司,安徽,淮南,232038;安徽淮化集团有限责任公司,安徽,淮南,232038;安徽淮化集团有限责任公司,安徽,淮南,232038
【正文语种】中文
【中图分类】TQ113.1+3
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浅析氨法脱硫中影响硫酸铵结晶的原因分析及措施建议发布时间：2022-03-17T03:44:11.807Z 来源：《中国电业》2021年23期作者：李怀东[导读] 本文针对呼伦贝尔金新化工热电脱硫装置，在运行过程中影响硫酸铵结晶的要素进行分析研究李怀东呼伦贝尔金新化工有限公司生产运营中心，内蒙古呼伦贝尔 021506摘要：本文针对呼伦贝尔金新化工热电脱硫装置，在运行过程中影响硫酸铵结晶的要素进行分析研究，结合公司脱硫装置运行情况，对运行中出现的硫酸铵的结晶粒度小、出料困难、色泽差、结晶含水率高、出料量较少、且在固含量较高时无法出料等异常情况的原因进行分析研究，并提出相应的解决方案，确保脱硫装置稳定安全长周期运行。
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其结晶工艺最初设计采用的是塔外循环蒸发结晶的工艺，在投运起初2年的运行过程中，由于蒸发结晶系统多次出现泄漏、堵料、磨损腐蚀严重、出料量少和工艺控制困难等，最终导致后系统蒸发结晶的停运，严重影响装置的正常运行。
公司为保证脱硫系统正常运行，对脱硫系统进行改造，最终采取塔内结晶方式运行，同时脱硫装置运行方式改变后，系统内出现了硫酸铵的结晶颗粒小，晶体含水率高且硫酸铵出料量少等问题。
因此研究和分析氨法脱硫中影响硫酸铵结晶的要素对装置的优化运行具有很重要的意义和价值。
2 硫酸铵的用途氨法脱硫是一种绿色环保的脱硫技术，它是符合绿色经济要求的，其产物可以再次再利用的技术，氨法脱硫最终的副产品是硫酸铵。
长期以来，硫酸铵主要用作肥料，优点是吸湿性相对较小、不易结块，正是广大耕地所需要的含氮含硫的肥料，它即可以单独使用，也可以和其它肥料元素一起做成复混肥料，同时也还可用于医药、食品添加剂、以及纺织和皮革工业等有着很大的市场需求，能较好地适应我国市场发展和环保要求的需要。
氨法脱硫的硫酸铵结晶影响因素及解决措施
我公司热电厂烟气氨法脱硫采用第三代塔外氧化和塔内饱和结晶技术。
在生产过程中，经常发生周期性不结晶的情况，每隔30d左右就发生一次硫酸铵溶液不能正常结晶（结晶粒度过小）问题。
蒸发、浓缩后的硫酸铵母液中的固体颗粒度特别细，且较粘稠，浆液呈糊状，无法通过离心机进行固液分离。
需要把整个系统的硫酸铵溶液排净，重新注人新的吸收液后，才能恢复正常的浓缩结晶。
消耗了大量的人力、物力、财力去转移、储存、处理吸收液。
经过近一个多月的调查和分析，结合氨法脱硫工艺特点和结晶原理，总结出几点影响硫酸铵结晶的因素和相应的控制措施。
1 氨法脱硫工艺原理氨法脱硫是气液两相之间相互传质传热并发生化学反应的过程，主要反应原理如下：SO2+H2O+x NH3=（NH4）x H2-x SO3 （1）(NH4)x H2-x SO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4 （2）在整个脱硫反应中，(NH4)2SO3对SO2的吸收起主要作用，随着反应的进行，(NH4)2SO3浓度会逐渐下降，NH4HSO3浓度逐渐上升。
为了保持脱硫循环液的吸收能力，需要向浆液池中注入氨水使NH4HSO3转化为(NH4)2SO3，为了避免生成的(NH4)2SO3重新分解成SO2，(NH4)2SO3在氧化槽内被氧化风机鼓入的氧化空气强制氧化成为(NH4)2SO4。
在脱硫塔的浓缩段，利用高温烟气的热量将溶液浓缩，得到固含量为10%~20%的硫酸铵浆液，浆液经旋流器浓缩、离心分离、流化床干燥、包装等工序，得到硫铵产品。
2 硫酸铵结晶原理硫酸铵的结晶主要由吸收反应、浓缩、晶核的产生和晶体的成长几个阶段组成。
随着吸收反应的进行和浓缩形成过饱和溶液，达到一定过饱和度时，析出固相微观晶粒。
接着是晶核的生长过程。
由于浆液的流动，晶体之间及晶体与设备之间的摩擦、碰撞，液体对晶体表面的冲刷，又产生新的晶核，称为二次成核。
通常晶核的形成和晶体的成长是同时进行的。
在结晶过程中，无论是晶核的形成，还是晶核的生长，都要消耗溶液中的溶质，均以一定的过饱和度为推动力。
温度对硫铵结晶的影响及其处理方法
温度对硫铵结晶的影响及其处理方法作者：杨彦民刘喜战来源：《房地产导刊》2014年第02期【摘要】本文着重阐述了陕焦公司炼焦煤气中氨的回收以及温度对硫铵结晶的影响。
焦化厂生产硫铵普遍采用饱和器法生产硫铵，硫铵结晶过程受多种因素影响，生产中一旦某种因素控制不当，就会造成产品颗粒碎小，水分、酸度超标，影响产品质量。
因此，找出影响硫铵结晶粒度的关键因素，寻求最佳操作方法——温度对硫铵结晶的影响，使硫铵塔后含氨符合技术要求，保证硫铵正常生产，成为一个重要课题。
【关键词】结晶温度；母液控制；酸度；过饱和度；结晶过程1.温度对硫酸铵结晶的影响饱和器的温度制度是为维持饱和器内的水平衡而制定的，母液温度过高或过低都不利于结晶的成长。
饱和器在酸洗和水洗时形成的母液量，对其温度制度影响最大。
母液温度过高时，母液的黏度降低，硫铵分子向晶体表面的扩散速度加快而有利于晶体长大，但同时也易因温度波动而造成局部过饱和现象，也促成大量的晶核生成，因而得不到大颗粒的硫铵。
母液温度过低时，可以限制晶核的大量生成，但降低了传质速度，同样得不到大颗粒的硫铵结晶。
在不同的温度下，硫铵具有不同的溶解度，当饱和器内母液的各部位出现不同温度时，硫铵的浓度也随之改变。
生产实践表明，饱和器的母液温度稳定在40～42℃范围内，对生产大颗粒结晶最为适宜。
母液中结晶含量——晶比要控制适当，晶比太大时，相对减少了氨与硫酸反应的容积，不利于氨的吸收，并使母液搅拌的阻力增大，导致母液搅拌不良，也易造成饱和器的堵塞。
经过我们长期从事硫铵工作的实践总结分析，影响硫铵饱和器的温度一般有以下几个方面：煤气在鼓风机内温升产生温度、预热器后的煤气温度、饱和器加酸放热产生的温度、大气温度以及蒸氨系统蒸氨而产生的氨气温度等。
2.预热器后的煤气温度、母液温度预热器后煤气温度是保持饱和器内的水平衡，以防止母液被稀释，其与初冷器后煤气温度、煤气在鼓风机内的温升以及向硫酸铵生产系统补入的水量等有关。
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影响硫铵结晶粒度因素的控制
焦化厂炼焦煤气中氨的回收，普遍采用饱和器法生产硫铵。
由于硫铵结晶过程受多种因素影响，生产中一旦某种因素控制不当，就会造成产品颗粒碎小，水分、酸度超标，影响产品质量。
因此，找出影响硫铵结晶粒度的关键因素，寻求最佳操作方法，成为一个重要课题。
１硫铵结晶原理
硫铵的结晶属于反应过程，主要由反应、过饱和溶液的形成、晶核的产生和晶体的成长几个阶段组成。
随着反应的进行，形式过饱和溶液，达到一定过饱和度时，析出固相微观晶粒，这是晶核的形成过程，也称为初级成核，接着是晶核的长大也称为晶体的生长过程。
同时，由于晶液的流动，晶体之间及晶体与设备之间的摩擦、碰撞，液体对晶体表面的冲刷，又产生新的晶核，称为二次成核。
通常晶核的形成和晶体的成长是同时进行的。
在结晶过程中，无论是晶核的形成，还是晶核的生长，都要消耗溶液中的溶质，均以一定的过饱和度为推动力。
每一粒晶体都是由一粒晶核生长而成的，在一定条件下，如果晶核成核速率越大，晶核的生成量越多，溶液中有限的溶质要同时供应大量的晶核生长，晶核的生长速率就越慢，结果导致大量的细小结晶；反之，晶核的生成量越少，结晶粒度就会长得越大。
可见，晶核的生成速率和晶核的生长速率是此消彼长的关系，如能控制这两种速率，便可控制结晶的粒度。
此外，结晶条件对产品的粒度也有很大的影响，如温度、搅拌、酸度、杂质等都以一定的方式影响结晶过程。
２影响硫铵结晶粒度的因素
根据结晶原理分析，影响硫铵结晶粒度的因素，归纳起来，主要有以下几项：（１）饱和器工作温度
（２）母液的搅拌程度
（３）母液的酸度和加酸制度
（４）母液的晶比
（５）母液中的杂质
生产中对一定工艺条件来说，影响较大的往往是哪些变化频繁，或在量的变化上敏感的因素，并且由于产生的结果滞后而增加了控制上的难度。
对上述几个因素进行分析可以发现，饱和器工作温度和母液的搅拌程度变动不大，可以说近似恒定；母液的酸度、晶比随时间呈周期性变化，比较频繁，控制不当，对结晶
粒度将产生很大影响；母液中的杂质的影响，在量的变化上比较敏感，一般来说带有很大的偶发性，可是一旦发生，对生产的影响很大。
所以，母液的酸度、晶比、杂质含量，是生产控制的重点。
３影响因素的控制
３．１母液酸度
母液酸度对硫铵结晶的影响主要表现在两个方面：一是酸度的高低对结晶形状的影响，二是酸度的频繁变动破坏了结晶的正常生长条件。
在一定条件下，随着母液酸度的提高，母液的介稳区减小，硫铵晶形从多面体颗粒转变为细长易碎的六角棱柱形，甚至针状，同时，母液黏度增大，硫铵分子扩散阻力增加，阻碍晶体的正常生长；但是过低也不行，虽然硫铵结晶在ｐＨ５～６的弱酸性介质中生成较大的圆形晶体，但是使氨的吸收效率下降，还易造成饱和器堵塞，特别是当母液搅拌不充分或酸度发生波动时，可能在母液中局部出现中性或碱性区，母液中的杂质铁等金属离子和铵生成胶态氢氧化物，并蒙在硫铵晶体上，使晶体成长困难和结晶过程复杂化，而且当母液酸度低于３．５％时，因母液密度下降易产生泡沫，使饱和器操作恶化。
为避免这些影响，必须在酸性介质中进行结晶，正常生产时，母液酸度保持在４％～６％为宜。
酸度对结晶粒度的影响还表现在定期向系统大加酸时，母液酸度大幅度提高，使母液中的晶种消失，破坏了结晶的正常生长条件。
再次结晶时，在较高饱和度下发生初级成核，使母液中的细小结晶增多。
因此要生产大颗粒结晶硫胺，应减少大加酸的次数，如把每班一次大加酸改为１～２天一次，尽量延长饱和期的稳定操作时间。
３．２母液晶比
母液中所含硫胺结晶的体积与母液和结晶总体积的比，称为晶比。
对饱和器中晶比的控制，是控制硫胺结晶粒度的重要措施。
从结晶原理可以知道，如能控制成核速率和晶核的生长速率便可控制晶体的粒度。
然而，在生产中这两种速率是极不易控制的，无论是爆发式的初级成核，还是因摩擦碰撞产生的二次成核都很难控制，生成的晶核总是过量，即成核速率过高。
晶核的生长速率相对于成核速率来说是很慢的，在其他条件不变时主要取决于母液的过饱和度，提高过饱和度可以加快晶体的生长。
过饱和度的高低，在一定温度下取决于母液中晶核的数量。
当母液中存在足量晶核时，新生成的硫胺溶质完全用于晶体的生长，过饱和度趋于稳定，晶体处于稳定的生长环境中。
生产中采用控制晶比的办法来控制过饱和度，达到控制晶体粒度的目的。
晶比的大小直接影响结晶的粒度。
晶比过大时由于摩擦碰撞机会增多，大颗粒结晶被破碎，使二次成核量增大，晶体成长速率减慢，晶体粒度减小，并使母液搅拌阻力增加，导致搅拌不良，同时减少了氨与硫酸反应所需的容积，不利于氨的吸收，还易加重堵塞情况；晶比太小可能出现晶核量少，使过饱和度升
高，产生大量的初级成核，使结晶粒度减小，晶比太小，使取出次数增加，缩短了晶体的生长时间，同样使晶体粒度减小。
因此，母液中必须控制一定的晶比，以利得到大颗粒硫胺。
晶比的控制原则应是：避免初级成核，适当控制二次成核，尽量延长晶体的生长时间。
对晶比的控制，除在量上控制晶比外，还要对结晶的形状、色泽进行观察，预测饱和器内结晶情况，结合实际取出结晶粒度进行判断，调节。
如果发现晶液中结晶细小，且取出晶粒也小，则应考虑是否酸度过高，还是晶比高低不当，成核过多所致；如果不仅结晶细小而且着色，则应考虑杂质影响。
正常生产中晶比的控制，最小不低于１０％，达３０％时取出为宜。
３．３杂质
溶液中的杂质，对结晶过程的所有阶段都产生影响。
硫铵母液中杂质的种类和含量，主要取决于所采用的工艺流程、硫酸质量、用水质量和设备的防腐质量。
母液中所含的可溶性杂质主要有铁、铝、铜、铅、锑、砷等各种盐类，多半来自硫酸、设备腐蚀和工业用水，这些离子吸附在硫铵结晶的表面，遮盖了结晶表面的活性区域，使结晶成长缓慢；有时由于杂质在一定晶面上的选择性吸附，以致形成细小畸形颗粒。
金属离子对硫铵晶体的生长有较大影响，尤其是铁离子影响最大，即使在母液中含量极少，也会使晶体生长速率显著下降。
例如三价铁离子会促使介稳区扩大，减慢结晶速度，在溶液中含量达０．１％时会促使硫铵结晶变长，而在较高浓度时导致生成针状晶体。
这种晶体会在生产过程中大量破碎，使成品硫铵的粒度大幅减小。
此外，母液中的不溶性杂质如煤焦油雾，有时也会与母液形成稳定的乳浊液附着在晶体表面，阻碍晶体生长。
母液中的杂质不仅影响硫铵的晶形和晶体成长，而且还使单位时间内晶体体积总增长量小于饱和器中硫铵生成量，打破固液平衡，使母液的过饱和度升高，不仅使晶体强度降低，同时形成大量针状晶核，迅速充满溶液中，破坏正常操作。
因此，必须在工艺、设备等方面采取有效措施，从根源上减小杂质的进入。