1前言

氨法脱硫技术是近年来新兴的脱硫技术，广泛应用。氨法脱硫的副产品是硫酸铵，作为含氮含硫的肥料，具有广阔的市场需求，这也是氨法脱硫技术普及应用的重要优势，如何使回收的硫酸铵溶液浓缩结晶是氨法脱硫技术的重要环节。

柳钢烧结厂烧结和球团生产线均采用氨法脱硫技术，由烟气脱硫和母液回收两部分组织，其中母液回收系统由蒸发器、结晶器、离心机、干燥系统组成。浓度为35%的硫酸铵溶液首先通过列管换热器预热进入蒸发器进行蒸发浓缩，浓度达到48%左右溶液进入晶体浓缩晶体，晶体通过离心机实现固体与液体的分离，获得有价值的化肥硫酸铵成品，在生产过程中，晶体生成不稳定，晶体大小不稳定，结合晶体原理及其工艺特点，探讨影响晶体的因素，找到合理的控制参数。

2影响因素分析

2.1断裂杂质对结晶的影响

(1)目前柳钢烧结厂氨脱硫采用废弃形式，以焦回收的氨水为吸收剂，脱离烟气中的SO2，氨法硫采用焦化厂焦回收的废氨水(浓度≤10%)，氨水中含有大量杂质，烟气与含氨水的吸收液反应，溶液中含有钙、镁、铁、铅等离子，这些离子吸附在硫酸晶体的表面，复盖了结晶表面的活性区域，使结晶生长缓慢，尤其对硫酸的生长影响最大。

(2)烧结系统技术涉及大量粉尘，主吸引系统的大量烟尘与烟一起进入脱硫系统，烟尘中含有钙、铁、镁等金属要素，这种金属离子容易与脱硫溶液中和的SO4^2-离子结合硫酸盐沉淀，这些杂质进入蒸发结晶系统对结晶过程有很大影响。

(3)硫酸铵溶液的杂质在一定时间内大量积累了结晶器内的晶体体积，但离心机无法分离细小的晶体粒子，结晶器内的溶液饱和度提高，溶液粘度增大，对生产过程的影响主要表现在结晶器内的溶液费用过大难以控制，生产废水难以增加脱硫消耗，晶体细小无法分离。

2.2pH值对结晶的影响

溶液PH值对结晶的影响主要表现在两个方面:一是对结晶形状的影响，二是破坏结晶的正常生长条件。在一定条件下，随着溶液pH值的提高，溶液的介稳区减少，硫酸铵晶状由多面体粒子变成细长的六角柱状，甚至针状。同时，母液粘度增大，硫酸铵分子扩散阻力增大，阻碍晶体正常生长。当pH值为5-6时，硫酸铵晶体可生长为较大的圆形晶体。溶液的PH值突然下降时，溶液中的细晶体消失，破坏了晶体的正常生长条件。在现有工艺设计中，没有检测到进入蒸发结晶系统硫酸铵溶液pH值，只检测到溶液的比重和颜色，不利于调整工艺参数。

2.3蒸发温度和真空度对结晶的影响

蒸发器采用减压降温蒸发形式，浓缩高温的溶液从升膜蒸发器进入高真空度的结晶器继续浓缩蒸发，在高真空度下降低溶液沸点温度，增加溶液的饱和度在实际生产过程中，结晶器和升膜蒸发器的真空度难以控制稳定，真空度不稳定的溶液温度变化大，影响正常生产，一方面管道、泵叶轮容易堵塞，另一方面粒子的碰撞，二次成核量增大，晶体增长速度慢，晶体粒子减小，不利于大粒子晶体的形成。

2.4结晶器溶液比重的影响

结晶器溶液长期循环生产，溶液中细小的晶体含量较多，溶液粘度和比重不断上升，溶液比重甚至达到1.30g/cm3以上，结晶器沸腾特别激烈，生产控制参数难以控制，晶体细小的硫浆进入供给槽难以沉淀或粘在供给槽内难以顺利进入离心机，结晶器内的比重越来越高，溶液沸腾量极难控制，高浓度的溶液随着冷凝水进入脱硫补水系统，影响脱硫运行正常脱硫，从而影响到产生不良好的脱硫，从而影响到产生正常的脱硫。

2.5控制措施

2.5.1压力控制蒸发结晶系统中母液杂质含量

(1)控制氨水质量，炼焦后回收脱硫氨水进行质量分析检查，其中磷酸盐含量严格控制，氨水回收罐在脱硫系统输送氨水前分析检查合格后输送，不合格的磷酸处理合格后再使用，氨水中含有大量磷酸溶液

(2)严格监测脱硫入口烟尘浓度，烧结系统机头电除尘系统必须正常运行，粉尘粒子深度在30mg/m3以下，尽量减少洗烟后溶液的含灰量，脱硫溶液进入蒸发系统前必须通过中间罐充分沉淀，取上层清液蒸发结晶。

(3)结晶器内长期循环的浆液定期排放到事故池中加入氨水混合，从事故溶液送到脱硫系统中循环使用，不仅可以为脱硫补充液位，还可以将不稳定的亚硫酸盐氧化为稳定的硫酸盐，硫酸盐杂质可以在脱硫塔和中间缓冲罐、母液罐等容器内沉淀，有效降低母液中的杂质含量。

2.5.2控制结晶循环器内硫酸铵浆液pH值

正常生产时，每2小时检测一次浆液pH值，pH值低于5时，可考虑在母液罐内加入氨水进行调整的pH值大于7时，结晶器浆液的排出部分在事故池中加入水后，在脱硫系统的补水循环使用中降低pH值

2.5.3合理控制结晶器的生产温度和真空度

结晶器内溶液温度的控制主要通过控制升膜蒸发器和结晶器的真空度来实现，加上加热蒸汽的合理控制，理论上硫酸铵的最佳结晶温度为70℃左右，在实际生产过程中考虑到南方气温的影响，循环水冷却系统的降温成本和节约能源(夏天高温天气时，一台冷却系统对循环冷却水的降温能力大量为10℃左右，水温从50℃下降到40℃左右，冷却水系统的水温度超过40℃时，对结晶器的降温有很大影响

2.5.4控制晶体中的溶液比重

晶体生成后，定期测量含有晶体浆液的比重，特别是长时间生产时应注意，正常情况下的比重变化不大，其他条件变化不大时溶液比重上升时，生产稳定会受到影响，比重超过1.27g/cm3时，应考虑在晶体内加入水稀释降低溶液比重，完全消除细晶体后，浓缩晶体，得到理想的晶体

3结论

在实际生产过程中，影响硫酸铵晶体的因素并不单一，可能是一种或几种因素共同影响，我们主要控制进入晶体系统溶液的杂质含量，尽量保证溶液无视杂物，将溶液pH值控制在5-6的范围内，晶体系统溶液的真空度控制在-90度左右，晶体温度控制在60℃左右，晶体溶液的比重低于1.27g/cm3