讓“江南氨法”脫硫技術(shù)走向世界
來源：江蘇化工網(wǎng) 閱讀：3154 更新時間：2008-11-17 14:08近日，由江蘇新世紀(jì)江南環(huán)保有限公司（原鎮(zhèn)江江南環(huán)保工程有限公司）承接的中國石化揚子石油化工有限責(zé)任公司熱電廠鍋爐煙氣脫硫EPC總承包工程一次性通過168小時滿負(fù)荷試運行。經(jīng)測試，脫硫效率穩(wěn)定在98%以上，副產(chǎn)品硫酸銨品質(zhì)高于國家農(nóng)用化肥合格品標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)整體性能指標(biāo)達到國際先進水平。
該工程采用的是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的江南環(huán)保氨―肥法煙氣脫硫技術(shù)，總煙氣處理量150萬標(biāo)準(zhǔn)立方米/時，相當(dāng)于2×200兆瓦機組的規(guī)模，是目前國內(nèi)采用氨法脫硫技術(shù)已投入運行的最好業(yè)績。
在引進技術(shù)一統(tǒng)煙氣脫硫天下之時，一家民營企業(yè)如何研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，又憑借什么實力使該技術(shù)在揚子石化這樣的大型石化企業(yè)成功運用呢？
結(jié)合中國國情，走自主創(chuàng)新之路
上世紀(jì)80年代末以來，我國煙氣脫硫裝置均依賴國外技術(shù)和設(shè)備，并以鈣法（石灰石―石膏法）脫硫為主。其原因一是鈣法的脫硫劑石灰石來源豐富且價格便宜，二是鈣法技術(shù)在國外相當(dāng)成熟且公開，獲取容易。
但引進的鈣法脫硫技術(shù)在國內(nèi)運用十幾年后，存在的最大弊端逐漸顯現(xiàn)，即脫硫產(chǎn)物――石膏的大量堆放，造成難以解決的二次污染問題。據(jù)環(huán)保部門統(tǒng)計，預(yù)計到2010年我國脫硫石膏堆存將超過1億噸。除此之外，該技術(shù)還存在投資大、能耗高、系統(tǒng)易結(jié)垢堵塞、運行費用高等問題。
隨著鈣法技術(shù)缺陷的日益凸顯，美國GE公司、德國魯奇能捷斯（LurgiLentjes）公司、日本荏原（Ebara）公司開始對更先進的氨法脫硫技術(shù)進行研究，并已步入大規(guī)模應(yīng)用階段。美國GE公司曾宣告：氨法煙氣脫硫時代已經(jīng)到來。
但新舊技術(shù)的更替不是一朝一夕的事情。1993年，決定進入煙氣脫硫領(lǐng)域的江南環(huán)保公司正面臨著這樣的重大抉擇：是引進國外已公開且成熟的鈣法脫硫技術(shù)，還是自主創(chuàng)新，打破國外技術(shù)壟斷，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的氨法脫硫技術(shù)。
江南人意識到，氨法脫硫更適合中國農(nóng)業(yè)大國的國情。因為，中國是尿素生產(chǎn)大國，氨源豐富；另外，氨法還可得到副產(chǎn)物――硫酸銨，既彌補了我國生產(chǎn)硫肥需大量進口硫黃的不足，又使合成氨生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化硫大氣污染物變廢為寶；同時氨法脫硫工藝既可脫硫又可脫氮，是一項更適合中國國情、完全資源化、更環(huán)保的脫硫技術(shù)。
但是，選擇前者見效快，短期效益顯著；選擇后者對江南環(huán)保這樣一家當(dāng)時實力并不雄厚的民營企業(yè)，注定將是艱辛而曲折的。憑著對社會的強烈責(zé)任感和洞悉潮流的敏銳眼光，江南人最終義無反顧地做出抉擇，必須開發(fā)適合中國國情的先進的氨法脫硫技術(shù)。
攻克道道難關(guān)，形成自有技術(shù)
1998 年，江南環(huán)保成立了江南環(huán)保研究所，引進了數(shù)十位科研人員，千方百計籌集數(shù)千萬元資金投入到氨法脫硫技術(shù)的研究上。他們一方面以研究所為依托，開展高新技術(shù)研究；另一方面積極與高校及各類科研院所聯(lián)系，尋求產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合進行技術(shù)合作和科技創(chuàng)新的機會。從基本原理、基本工藝開始，江南人潛心鉆研、大膽創(chuàng)新，寒暑數(shù)載，先后攻克了多道技術(shù)難關(guān)。
首先是氣溶膠和氨損問題。氣溶膠是指固體或液體微粒穩(wěn)定地懸浮于氣體介質(zhì)中形成的分散體系。在氨法脫硫過程中，亞硫酸銨和亞硫酸氫銨氣溶膠隨凈煙氣排出，造成氨的損耗，成為困擾氨法脫硫技術(shù)發(fā)展的瓶頸。為降低氨損，人們發(fā)明了多級洗滌、濕式電除塵器收集等方法，但基本都是從氨霧形成后的補救上做文章，從而使運行的成本和投資大幅度上升。江南環(huán)保與東南大學(xué)合作，從降低氨損的根源上進行改進，嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度和吸收液的成分，消除了氨霧形成的條件，經(jīng)濟地解決了氨損難題，使凈化后煙氣中氨含量在10毫克/立方米以下，氨損小于0.19%。
攻克氣溶膠難題只是第一步，如何把亞硫酸銨變成硫酸銨，實現(xiàn)硫資源完全回收，又成為新的攔路虎。要實現(xiàn)硫酸銨回收，需要解決兩個問題：一個是亞硫酸銨氧化，另一個是硫酸銨結(jié)晶。
亞硫酸銨氧化是關(guān)系氨法脫硫裝置運行經(jīng)濟性的關(guān)鍵，以往有加壓氧化、催化氧化等方法，都需要另建一套氧化裝置，導(dǎo)致整個系統(tǒng)的運行費用難以下降。江南環(huán)保氨法脫硫技術(shù)利用多功能塔，巧妙地作了工藝調(diào)整，在塔內(nèi)布置了充分利用煙氣進行氧化的自然氧化部分和輔助以空氣進行強制氧化部分，使出塔的亞硫酸銨氧化率達 99%，極大減少了投資并顯著提高了氧化率指標(biāo)。
經(jīng)過多年的不懈奮斗，江南環(huán)保依靠自主創(chuàng)新，終于實現(xiàn)了讓氨法脫硫成為“中國創(chuàng)造”的夙愿。1999年9月17日“江南氨法”通過了由國家科技部、國家教育部、國家環(huán)保總局和多家電力公司共同主持的專家鑒定和驗收，具有多項適合我國國情的關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新被專家一致評價為達到國際領(lǐng)先水平。江南環(huán)保公司也被業(yè)內(nèi)喻為氨法脫硫之星。
目前在氨法脫硫領(lǐng)域，江南環(huán)保已擁有14項專利，并擁有國家“九五”重點科技攻關(guān)項目及國家“十五”863高新專項共11項專利的獨占實施許可權(quán)，形成了一套完全自主的“江南氨法”知識產(chǎn)權(quán)專利體系。截至目前江南環(huán)保已在天津、云南、山東、河南、江蘇、湖北、貴州、重慶、四川、廣西等省市建有10多套氨法煙氣脫硫裝置，這些裝置的成功應(yīng)用，表明困擾氨法脫硫技術(shù)的應(yīng)用難題已徹底解決，標(biāo)志著以“江南氨法”為代表的脫硫技術(shù)已完全成熟并得到了行業(yè)的普遍認(rèn)可。
實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，用業(yè)績贏市場
江南氨法煙氣脫硫技術(shù)甫一推入市場，即引起國家主管部門、行業(yè)及客戶的高度關(guān)注。借力于國家節(jié)能減排工作的進一步落實，江南環(huán)保先后承接了15個大中型的煙氣脫硫項目，工程業(yè)績數(shù)和總減排二氧化硫量在氨法脫硫領(lǐng)域世界排名第一。這些項目包括：云南解化集團一、二、三期工程，中國石化揚子石化總承包工程，山東眾泰發(fā)電有限公司承包工程，湖北化肥廠總承包工程，廣西水利電力建設(shè)集團田東電廠改擴建工程，山東華魯恒升集團德州熱電有限公司工程，重慶市涪陵水利電力投資集團龍橋熱電有限公司工程等。
“江南氨法”在化工領(lǐng)域具有“以廢治廢”的獨特優(yōu)勢。過去，云南解化集團每年產(chǎn)生大量廢棄氨水，集團3×75噸/時+1×130噸/時燃煤鍋爐還需進行二氧化硫治理。經(jīng)過多方考證后，該集團選擇了江南氨法脫硫技術(shù)，采用兩套脫硫系統(tǒng)和一套后續(xù)硫銨系統(tǒng)。該裝置不僅解決了解化集團二氧化硫的污染問題，還將其排放的廢棄氨水在脫硫過程中“吃凈用盡”，省去了廢液和廢氣兩大排污費用。該裝置可年產(chǎn)硫酸銨 3.8萬噸，以每噸硫酸銨1000元計算，每年增加銷售收入近4000萬元。
眾多的工程實踐，使江南環(huán)保鍛煉和培養(yǎng)了一批高素質(zhì)的員工隊伍，也使“江南氨法”日臻完善。目前，該公司的脫硫裝置經(jīng)考核后，各項指標(biāo)均處于世界領(lǐng)先水平：脫硫效率穩(wěn)定在98%以上，脫硝效率達50%以上，氨逃逸低于8毫克/立方米，副產(chǎn)品硫酸銨品質(zhì)達到國家GB535-1997一等品標(biāo)準(zhǔn)，裝置開工率達95%以上。
脫硫脫硝同步應(yīng)用，再上新征程
在脫硫的同時高效脫硝是江南人創(chuàng)新路上的更高目標(biāo)。
傳統(tǒng)的鈣法只能脫硫不能脫硝，隨著全球范圍內(nèi)氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，火電企業(yè)不得不在建設(shè)鈣法脫硫裝置的同時，再耗費巨資建設(shè)一套專門的脫硝裝置。
而氨法脫硫使用的氨同時也是脫硝的還原劑，這意味著如果在同一個裝置中實現(xiàn)脫硫脫硝的同步進行，將極大地降低工程投資和長期運行費用，這在煙氣凈化領(lǐng)域具備劃時代的重大意義，一旦成功應(yīng)用，將會帶來不可估量的環(huán)保價值和經(jīng)濟效益。
在這項前沿技術(shù)上，江南環(huán)保已走在了國際前列。通過工藝革新和科研攻關(guān)，江南環(huán)，F(xiàn)已實現(xiàn)在基本不增加投資和運行費用的前提下，將脫硝效率穩(wěn)定在50%以上。以建成的湖北化肥廠脫硫裝置為例，經(jīng)環(huán)保部門檢測，其脫硝率達到55.2%。如果再增加少量成本，對現(xiàn)有系統(tǒng)稍加改造，采用選擇性催化還原法即可將脫硝效率進一步提高到90%以上。
同時，江南人已成功攻克將江南氨法脫硫技術(shù)應(yīng)用到300兆瓦及以上大型火電機組上的相關(guān)技術(shù)難題，其中包括大容量亞硫酸銨溶液的氧化技術(shù)，大流量煙氣吸收過程中的氣液分布技術(shù)，高流速情況下的尾氣凈化除沫技術(shù)。公司還對塔內(nèi)結(jié)晶技術(shù)進行研發(fā)，大幅度降低了能耗，提高了裝置的可靠性，降低了建設(shè)和運行成本，使我國的氨法脫硫技術(shù)始終保持在國際領(lǐng)先水平。
基于技術(shù)的先進性及符合循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展要求，“江南氨法”在燃煤發(fā)電為主的國家和地區(qū)具有極好的適應(yīng)性和巨大的推廣空間。目前江南環(huán)保正穩(wěn)步拓展國外脫硫市場，將這項中國人自主創(chuàng)造的先進脫硫技術(shù)帶到全世界，讓這顆江南之星在藍天中閃耀。
