喷射器在亚硫酸铵氧化中的应用

袁凤慧

(河南心连心化肥有限公司，河南新乡 453731)

0 前言

大量燃煤形成烟气，煤中硫燃烧形成的二氧化硫污染大气，造成酸雨，是全球关注的几大环保问题之一。氨法脱硫是一种绿色经济的烟气脱硫(FGD)方法，利用氨水吸收SO2形成亚硫酸铵，虽含有丰富的氮、硫元素，但稳定性差，需要经过空气氧化，形成稳定的硫酸铵，才能被土地吸收利用;硫酸铵既可作为肥料单独使用，也可作为复混肥的配合肥料，适合我国的国情［1］。因此，亚硫酸铵的氧化过程成了实现氨法烟气脱硫副产物价值的关键［2］。

目前氨法烟气脱硫常采用强制氧化方式，使用氧化风机将空气强行注入亚硫酸铵溶液内，将亚硫酸铵转化成硫酸铵［3］。

多数厂家都会采用塔内强制氧化，即将空气通入吸收塔底部，在吸收塔底部将亚硫酸铵氧化成硫酸铵，再排至干燥或离心系统，这种氧化方法会造成烟气中夹带大量硫酸铵气溶胶;而我厂烟气脱硫采用塔外强制氧化工艺，从脱硫塔底部打出的亚硫酸铵液体，被氧化泵送至氧化罐。同时，罗茨风机将空气送入氧化罐与亚硫酸铵液体混和，避免了气溶胶的产生。但是，应用氧化风机强制氧化的工艺，氧气利用率低，且接触不完全，而运行罗茨风机的额定功率较大，会造成氧化风机投资及能耗巨大浪费。因此，寻找一种高效、节能的氧化方式或氧化设备就更加必要。

1 喷射器在亚硫酸铵氧化中的应用

1.1 喷射器的结构及原理

图1 喷射器结构图

喷射反应器具有设备操作简单、反应时间短、传质效果好、转化率高、生成物纯度高等优点，是一类高效的多相反应器。如图1所示。当具有一定压力的工作流体经喷嘴(A)喷射时，形成高速流体，并在喷嘴周围形成压力降，从而使进行反应的气体被吸入吸气室(B)，然后在混合室(C)内充分混和形成湍流，同时进行反应，使各相间密切接触，从而使反应更加充分。生成的产物由扩散室(D)使其流速逐渐降低，利用增加的静压力将产物送出去［4］。

1.2 喷射器的应用

河南心连心化肥有限公司原先采用两台LSR250罗茨风机(一开一备)向氧化罐送空气，由于氧化风机强制氧化的氧化率低，而造成电能浪费;经过改进研究，引进杭州某工业泵厂的RPP-80-500型喷射器，最大抽气量可达500 m3/h，再配套100FP-32型离心泵，经过长期使用，发现氧化效率明显得到提高，电耗也明显降低，取得了很好的效果。

公司采用一套烟气脱硫装置配四组喷射器，如图2所示，两组喷射器用于氧化罐做初步氧化，另两组用于氧化过后的母液罐继续深度氧化，氧化效率达到99%以上。再配合氧化罐底部的孔板，不仅能增加氧气和亚硫酸铵溶液的接触时间和面积，还可以使溶液中的灰尘积在罐底，方便定期清理。

图2 烟气脱硫装置

2 运行效果

2.1 降低液体浑浊度，提高成品纯度

正常生产过程中，氧化罐上部的液面平稳，不像氧化风机送空气时开水沸腾似的翻花，整个液面全为微小气泡;氧化液颜色正常，无杂质，罐底的积灰淤泥稳定沉于底部，不与溶液一起翻腾，有效提高了硫酸铵成品的纯度。

2.2 提高亚硫酸铵氧化效率

改造前、后的氧化效率对比如表1所示。

表1 改造前后的氧化效率对比表

由于喷射器的混合效果好，亚硫酸根与氧气接触面积增加，经过氧化后，溶液中亚硫酸根由原来的10～20 g/L降低到现在的5 g/L以下，氧化效率提高了10% ～20%。

2.3 降低电耗成本

应用RPP-80-500型喷射器后，由于减少了大功率设备，使得设备电能的消耗得到了明显的减少。原先开一台LSR250的罗茨风机，功率90 kW;现在喷射器只需要利用原来的亚硫酸铵输送设备，不增加其他电力设备，年节电64.8×104kW·h(按电费0.55元/kW·h)，节约电耗成本35.6万元。

［1］余媛媛，谢亨华.燃煤锅炉烟气脱硫技术及其应用现状与对策［J］.环境与开发，2000，15(2):21-23.

［2］郝吉明，王书肖，陆永琪.燃煤二氧化硫污染控制手册［M］.北京:化学工业出版社，2001.

［3］崔建祥，赵 焰.氨法脱硫副产物亚硫酸铵的塔外氧化［J］.电力环境保护，2009，25(3):21-22.

［4］张晓玲，张颂培.喷射反应器的应用研究现状［J］.化工时刊，2010，24(6):58-62.