龙勇，韩永振
（贵州黔希化工有限责任公司，贵州 黔西 551500）
［摘 要］贵州黔希化工有限责任公司煤制乙二醇装置配套锅炉系统采用贵州当地的高硫煤，锅炉烟气脱硫系统采用氨法脱硫工艺。2022年下半年锅炉烟气氨法脱硫系统硫酸铵结晶出现异常，当时只能被迫向气化系统沉降池倒液以维持其运行，但长期靠向外持续倒液将面临全厂停车的风险。为此，从脱硫系统内部工艺参数控制（溶液pH、亚硫酸铵氧化率、进口烟气温度、二次成核）和外界杂质引入（锅炉飞灰、油污、烟气脱硝氨水、废气掺烧、杂质离子）两方面对硫酸铵结晶的影响因素进行分析。分析认为，硫酸铵结晶的影响因素有很多，但重点是控制好结晶后浆液密度＜1 280 kg/m3、浆液pH＜3.5、亚硫酸铵氧化率＞99%，只要控制好这三大关键指标，就能确保浓缩段生成较大的硫酸铵晶体颗粒、出料后旋流离心分离与干燥单元处于良好运行状态，从而保证锅炉烟气氨法脱硫系统的长周期稳定运行。
［关键词］锅炉烟气氨法脱硫系统；硫酸铵结晶；影响因素；工艺参数控制；外界杂质；浆液密度；浆液pH；亚硫酸铵氧化率
［中图分类号］X701.3 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）06-0069-05
0 引 言
贵州黔希化工有限责任公司（简称黔希化工）300 kt/a煤制乙二醇装置配套的3×220 t/h高压流化床锅炉系统采用贵州当地的高硫煤，设计入炉煤硫含量为3.5%，锅炉系统配套1套采用“氨—硫酸铵湿法烟气脱硫”工艺的烟气脱硫系统（即氨法脱硫系统），产出的硫酸铵成品质量达到《肥料级硫酸铵》（GB 535—2020）要求。2022年下半年，锅炉烟气氨法脱硫系统硫酸铵结晶出现异常，由于烟气氨法脱硫系统未设置事故池，当硫酸铵结晶恶化不能正常出料时，只能被迫向气化系统沉降池倒液，以维持脱硫系统的运行，但若因硫酸铵结晶异常只能长期靠向外持续倒液才能维持脱硫系统运行，将面临全厂停车的风险，硫酸铵结晶异常成为影响乙二醇装置安全稳定运行的重大问题。2023年4月，乙二醇装置大修结束后，烟气氨法脱硫系统硫酸铵结晶颗粒和系统出料均正常，2023年5—6月硫酸铵月均出料量均在5 000 t以上。为防止再次出现硫酸铵结晶恶化导致的结晶颗粒细小悬浮、出料系统难以进行旋流离心分离和干燥等情况的发生，有必要对影响烟气氨法脱硫系统硫酸铵结晶的因素进行深度解析。
1 脱硫系统工艺参数控制对硫酸铵结晶的影响
烟气氨法脱硫工艺采用氨作为脱硫剂，通过氨与SO2发生反应而实现脱硫。由于氨法脱硫吸收SO2是气相反应，吸收率高，除了在脱硫塔内件损坏的情况下，在工艺设计范围内实现SO2的完全吸收是没有任何问题的，但实际生产中需重视氨法脱硫工艺的难点，重点在于控制好硫酸铵结晶颗粒的大小和设备的腐蚀，尤其是硫酸铵结晶颗粒的大小。据生产运行经验，影响烟气氨法脱硫系统硫酸铵结晶的工艺参数主要有溶液pH、亚硫酸铵氧化率、进口烟气温度、二次成核。
1.1 溶液pH对硫酸铵结晶的影响
不同pH溶液条件下硫酸铵结晶颗粒的大小明显不同，溶液pH在2～3时硫酸铵结晶晶体小而细碎，溶液pH在5.5时硫酸铵结晶晶体颗粒最大。目前，国内锅炉烟气氨法脱硫硫酸铵结晶工艺主要分为塔内饱和结晶和塔外蒸发结晶两类，两种不同结晶工艺下溶液pH控制对硫酸铵结晶晶体粒径影响很大。
1.1.1 塔内饱和结晶工艺
黔希化工锅炉烟气氨法脱硫采用的是塔内饱和结晶工艺——锅炉燃烧后产生的高温烟气进入脱硫塔浓缩段内，将硫酸铵溶液蒸发浓缩而析出硫酸铵晶体。塔内饱和结晶工艺的脱硫塔分为两段，即上部吸收氧化段和下部硫酸铵浓缩段，上下两段被集液器分隔，集液器采用玻璃钢底板，上面分布若干升气帽，氧化段和浓缩段是独立分离的两个单元，由于烟气中的酸性气首先进入的是脱硫塔的浓缩段，使得浓缩段浆液的pH一般在2～3，也就注定了最后得到的硫酸铵成品为近似粉末的细小颗粒状晶体。
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