许红伟，袁平华，王颖和，王军喜
[阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司临猗分公司，山西 临猗044100]
［摘 要］阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司临猗分公司固定床造气吹风气余热锅炉+三废混燃炉烟气氨法脱硫系统脱硫塔内设置有浓缩段、吸收段、水洗段、管束除尘除雾段，塔顶设置有直排烟囱，塔外配置氧化槽和水洗槽，并建有硫酸铵出料系统等。脱硫系统自建成投运以来，其运行一直不太稳定。在对问题进行分析的基础上，提出并实施了一系列优化改进——2020年6月实施多点加氨技改以降低脱硫塔氧化段溶液pH，2020年7月在脱硫塔内管束除尘除雾器顶增设束水器以减轻或避免烟气带水，脱硫塔底扰动管材质由玻璃钢改为双相不锈钢2205以延长扰动管的运行周期等，从而保证了脱硫系统的稳定运行，实现了烟气达标排放与硫酸铵的顺利产出。
［关键词］烟气氨法脱硫系统；运行问题；原因分析；优化改进；多点加氨；增设束水器；改进扰动管材质；改造效果
［中图分类号］X701.3 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）01-0018-03
0 引 言
阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司临猗分公司（简称丰喜临猗分公司）固定床造气吹风气余热锅炉+三废混燃炉烟气氨法脱硫系统始建于2019年，其脱硫塔直径8 500 mm、高65 000 mm，脱硫塔内设置浓缩段、吸收段、水洗段、管束除尘除雾段，塔顶设置有直排烟囱，塔外配置氧化槽和水洗槽，并建有硫酸铵综合楼1座，楼内有泵房、配电室及硫酸铵出料系统。烟气氨法脱硫系统设计处理烟气量400 000 m3/h（标态，下同），包括固定床造气吹风气余热锅炉烟气量180 000 m3/h、三废混燃炉烟气量220 000 m3/h，设计烟气初始SO2含量为2 000 mg/m3，设计出口烟气SO2含量≤35 mg/m3、颗粒物含量≤5 mg/m3、氮氧化物含量≤50 mg/m3。
丰喜临猗分公司烟气氨法脱硫系统自建成投运以来，一直运行不太稳定，后通过多点加氨技改、在塔内管束除尘除雾器顶增设束水器、改进扰动管材质等，保证了脱硫系统的稳定运行，最终实现了烟气达标排放与硫酸铵的顺利产出。以下对有关情况作一总结。
1 烟气氨法脱硫系统运行问题
（1）氧化槽内溶液pH一般要求在5～6，但实际生产中其pH在7.0左右，一旦其pH下降，出口烟气SO2含量短期内就会迅速上升，有时甚至在100 mg/m3以上。
（2）脱硫塔出口烟气颗粒物含量不稳定，时有超标现象，颗粒物含量最高达27 mg/m3。
（3）脱硫塔出口烟气带水严重，由此导致脱硫塔周边地面老是湿漉漉的，人经过时会感觉到有水滴飘落。
（4）脱硫塔浓缩段浆液扰动管采用玻璃钢材质及直流喷嘴模式，运行不到3个月扰动管就会发生断裂，造成浆液沉积、塔底堆料，导致硫酸铵无法正常结晶、硫酸铵产品无法产出。
2 烟气氨法脱硫系统优化改进
2.1 脱硫系统一点加氨改为多点加氨
2.1.1 问题分析
丰喜临猗分公司烟气氨法脱硫系统工艺流程如图1。脱硫系统运行过程中，发现吸收单元溶液pH高，最高达到7.8，而且不能降下来，pH稍微下降就会出现脱硫塔出口烟气SO2含量超标，且实际运行中脱硫塔出口烟气颗粒物含量一直在5 mg/m3左右，这给系统的正常稳定运行带来很大的困难。
脱硫系统加氨方式原设计为在氧化槽内加氨，即氧化槽顶部内置1个加氨槽，氨水加入后从加氨槽溢流进氧化槽内，氨水与脱硫液混合后，经吸收泵送入脱硫塔内进行脱硫。此种加氨方式的缺点是，氨水是依靠溢流与氧化槽内的吸收液混合，氨水在氧化槽内与脱硫液混合不均匀致吸收效果差，再加上氧化空气向上鼓吹，因氧化筛板的阻挡，溢流的氨水不容易自流到氧化槽底，导致氧化槽下部溶液中NH4HSO3+NH3=====(NH4)2SO3反应无法顺利完成，而(NH4)2SO3是吸收烟气中SO2的主要成分，相较于氨水来说，(NH4)2SO3更稳定，与烟气中SO2的反应也更迅速，能够有效减少氨逃逸，可在很大程度上避免气溶胶的形成。此外，氧化槽内加氨，由于氨水密度低，氨水主要分布在氧化槽上部，能够到达氧化槽底部的氨水量有限，易造成氧化槽内溶液上部pH高、下部pH低。为弥补这一缺点，设计者在吸收泵进口增设了1条来自氧化槽上部的溢流管，主要也是考虑氧化槽内氨水混合不均匀，此举可留下调节的余地。脱硫系统经过一段时间的运行，吸收液的pH逐渐升高，由6.2升至7.6，但脱硫塔出口烟气SO2含量很难控制：氨水稍微少加点或pH稍微降低点，在线监测SO2数据时不时就会超标，系统不好操作控制；氨水多加点则又氨逃逸严重，在线颗粒物监测数据也会超标，为避免氨逃逸与颗粒物在线监测数据超标，实际操作中一直在压制氨水的加入量，如此一来导致排放尾气中SO2含量控制不稳，常有超标。
另外，脱硫塔浓缩段浆液结晶问题也困扰着操作人员。硫酸铵结晶不好，浆液中充满白色絮状物、晶体小、无晶核，离心机筛网过滤不出硫酸铵产品；浆液密度大，其密度达1 250 kg/m3（正常指标为1 200 kg/m3）都出不了硫酸铵产品，而浆液粘稠度高会导致挂壁和管道堵塞现象发生，必须通过事故池进行置换，但事故池容量有限，且如此操作也不是长久之计，因此，保证硫酸铵出料顺畅也是当务之急。设计单位派人到现场调查过好几次，分析出口烟气颗粒物超标问题与硫酸铵结晶难问题，认为这两方面问题均是吸收液pH较高所致。
2.1.2 优化改进措施
更多内容详见《中氮肥》2023年第1期