氨法脫硫：戰(zhàn)場豈止在化工
來源：中國化工報 閱讀：3738 更新時間：2009-08-03 09:537月10日，中石油克拉瑪依石化公司熱電廠4×130噸/小時鍋爐氨法煙氣脫硫裝置的主體框架基本完成，預(yù)計9月底完成調(diào)試并正式投入運行，這是國內(nèi)最大的煙氣脫硫雙塔氨法裝置。隨著這一項目的完成，國際最先進、在國內(nèi)已悄悄研發(fā)和推廣了近10年的氨法脫硫技術(shù)再次進入公眾的視線。
既脫了硫又產(chǎn)了化肥
據(jù)了解，目前全球煙氣脫硫工藝主要有鈣法（石灰石-石膏法）、雙堿法、氨法、氧化鎂法、電石渣法以及海水法等。而氨法是最先進的煙氣脫硫工藝。
上世紀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，并以鈣法脫硫為主。究其原因，一是因為石灰石來源豐富且價格便宜，二是鈣法技術(shù)在國外相當成熟且公開，容易獲取。但引進的鈣法脫硫技術(shù)在國內(nèi)運用近20年后，存在的弊端逐漸顯現(xiàn)，其脫硫產(chǎn)物——脫硫石膏銷路不暢大量堆放，造成難以解決的二次污染。據(jù)預(yù)計，到2010年我國脫硫石膏堆存量將超過3000萬噸。此外，鈣法脫硫還存在投資大、占地面積大、系統(tǒng)易結(jié)垢堵塞等技術(shù)方面的問題。
隨著鈣法脫硫技術(shù)缺陷的日益凸顯，美國GE公司、德國魯奇能捷斯公司、日本荏原公司等紛紛開始對更先進的氨法脫硫技術(shù)進行研究，氨法煙氣脫硫的研發(fā)也成為一股潮流。美國GE公司早在1995年就宣告：氨法煙氣脫硫時代到來了。
幾乎是與此同時，我國也有一些大膽的嘗試者開始研發(fā)氨法脫硫技術(shù)，江蘇新世紀江南環(huán)保有限公司就是其中之一。該公司1998年建立江南環(huán)保研究所進行氨法脫硫研究，目前已經(jīng)在脫硫市場占有一席之地。2004年4月，由江南環(huán)保公司承建的天津堿廠260噸/小時鍋爐氨法脫硫示范工程投產(chǎn)運行，2004年9月通過天津環(huán)保局的驗收，這標志著困擾氨法脫硫技術(shù)在鍋爐煙氣脫硫工程上使用的難題徹底解決，為氨法脫硫技術(shù)在我國的全面應(yīng)用拉開了序幕。
江蘇新世紀江南環(huán)保有限公司董事長徐俊生在接受記者采訪時說，氨法脫硫就是利用廢氨水作為脫硫劑對燃煤鍋爐煙氣進行脫硫的技術(shù)。它不僅使廢氨水在脫硫過程中被“吃凈用光”，而且廢氨與二氧化硫經(jīng)過一系列反應(yīng)后，會產(chǎn)生硫酸銨化肥。他認為，以江南環(huán)保公司的技術(shù)為代表的氨法脫硫技術(shù)有幾大優(yōu)勢：
一是可回收二氧化硫，實現(xiàn)廢物的資源化利用。二氧化硫既是污染環(huán)境的罪魁禍首，又是寶貴的硫資源。如果我國在治理二氧化硫污染的同時能回收一部分硫資源，則可在很大程度上緩解我國目前硫資源緊張的局面，可謂一舉兩得。氨法脫硫?qū)⒒厥盏亩趸、氨全部轉(zhuǎn)化為硫酸銨化肥，不產(chǎn)生任何廢水、廢液和廢渣，沒有二次污染，是一項真正意義上的將廢物全部資源化利用并且符合循環(huán)經(jīng)濟要求的脫硫工藝。
二是廢物能體現(xiàn)很高的價值。氨法脫硫裝置的運行過程即是硫酸銨的生產(chǎn)過程，每吸收1噸二氧化硫需消耗0.5噸氨并可生產(chǎn)2噸硫酸銨。按照常規(guī)價格液氨2000元/噸、硫酸銨700元/噸，則煙氣中的二氧化硫體現(xiàn)了約400元/噸的價值。
三是裝置運行可靠方便，不存在石灰石作為脫硫劑時常見的結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象。由于氨法為氣液兩相反應(yīng)，反應(yīng)物活性強，具有較大的化學反應(yīng)速率，脫硫劑及脫硫產(chǎn)物皆為易溶性物質(zhì)，裝置內(nèi)脫硫液皆為澄清的溶液，無積垢無磨損。
四是裝置設(shè)備占地小，便于老鍋爐改造。與鈣法脫硫技術(shù)比較，占地節(jié)省50%以上。
另外，特別值得一提的是，氨法脫硫同時可實現(xiàn)脫硫脫硝的目的。因為其吸收劑氨同時也是脫硝的還原劑，這意味著可在同一裝置中同步進行脫硫脫硝。而傳統(tǒng)的鈣法只能脫硫不能脫硝。隨著全球范圍內(nèi)氮氧化物排放標準的日益嚴格，企業(yè)不得不在建設(shè)鈣法脫硫裝置的同時，再耗資建設(shè)一套專門的脫硝裝置。
“目前江南環(huán)保公司主要推廣的是脫硫脫硝一體化技術(shù)。經(jīng)過長期的科研攻關(guān)，江南環(huán)保公司已經(jīng)成功攻克了氨法脫硫同步脫硝的難題，目前脫硝率已可穩(wěn)定在50%以上，經(jīng)過進一步強化可以達到90%以上。”徐俊生說。
在化工領(lǐng)域已生機盎然
自從江南環(huán)保公司率先開發(fā)和推廣應(yīng)用以來，氨法脫硫技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用正在成氣候。
徐俊生告訴記者，氨法脫硫與化工企業(yè)有著天然的契合性，在技術(shù)、原料、人才等各個環(huán)節(jié)都能貼合化工企業(yè)的實際需求，因此在化工行業(yè)推廣非常迅速。目前江南環(huán)保公司已建和在建的氨法脫硫項目有22家，主要集中在化工領(lǐng)域。比如，揚子石化、云南解化、瀘天化、華魯恒生、湖北化肥等。“當然，我們也在開發(fā)電力市場，如山東眾泰發(fā)電有限公司、廣西田東電廠、重慶中梁山煤電氣有限公司等發(fā)電企業(yè)都是我們的客戶。”
據(jù)徐俊生介紹，目前國內(nèi)的氨法脫硫技術(shù)主要為自主研發(fā)，從事氨法脫硫技術(shù)開發(fā)的企業(yè)除江南環(huán)保公司以外，還有江蘇和億昌環(huán)保工程科技有限公司、上海弗卡斯環(huán)保工程有限公司等企業(yè)。據(jù)初步統(tǒng)計，國內(nèi)已經(jīng)應(yīng)用氨法脫硫技術(shù)的企業(yè)約有近30家，基本都集中在化工領(lǐng)域。
記者通過網(wǎng)絡(luò)檢索了解到，目前聲稱在進行氨法脫硫技術(shù)開發(fā)和推廣的企業(yè)有幾十家，主要分布在江蘇、上海、北京、天津等地區(qū)。
在2009年中電聯(lián)發(fā)布的脫硫企業(yè)排名中，江南環(huán)保公司是唯一進入前25名的氨法脫硫公司，按2008年簽訂的脫硫合同容量排名為第14名。而比它排名靠前的脫硫企業(yè)所用的都不是氨法。由該公司承建的揚子石化公司5至9號鍋爐煙氣氨法脫硫工程是比較典型的石化領(lǐng)域應(yīng)用實例，這也是目前國內(nèi)采用氨法脫硫技術(shù)并已投入運行的最大工程。揚子石化公司在治理煉油廠的原油酸氣時，會產(chǎn)生大量廢氨水，這部分廢氨水也需要治理。而采用氨法脫硫技術(shù)可以用煉油廠產(chǎn)生的廢氨水作為吸收劑，來處理熱電廠產(chǎn)生的二氧化硫。根據(jù)揚子石化公司的運行結(jié)果，二氧化硫去除率達到99%，年削減二氧化硫排放量可達7000多噸，占南京市2008年二氧化硫削減量的1/3。同時，還可以年產(chǎn)硫酸銨化肥10萬噸。
打開火電市場仍有難度
煙氣脫硫有巨大的市場需求，中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會鍋爐爐窯脫硫除塵委員會秘書長楊明珍用“成長”來形容中國現(xiàn)在的脫硫市場。除了化工行業(yè)外，楊明珍分析認為，火電行業(yè)脫硫市場很大，預(yù)計未來兩年有121.5億元的新增脫硫市場容量和121億元的火電脫硫設(shè)施改造需求。兩者相加，未來兩年火電脫硫需求為242.5億元。而非火電脫硫需求也在增加。據(jù)初步估算，鋼鐵行業(yè)燒結(jié)機脫硫市場空間約60億元。建材、化工、有色、石化行業(yè)二氧化硫合計排放量是鋼鐵行業(yè)的2.6倍，按此比例，這5個非火電行業(yè)脫硫市場空間總計將達到約216億元。
盡管脫硫市場蛋糕很大，其中火電行業(yè)煙氣脫硫市場最大，但目前氨法脫硫僅獲得了一小塊。根據(jù)國家發(fā)改委公布的2008年度火電廠煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)信息，2008年底前累計投運的脫硫工程容量超過3.79億千瓦，其中采用氨法脫硫的僅1907兆瓦，約占總量的0.5％。2008年底前累計簽訂合同的脫硫工程容量中采用氨法的僅3153兆瓦。
可見，氨法在市場容量最大的火電廠煙氣脫硫中推廣形勢不容樂觀。
為何產(chǎn)生這種局面呢？徐俊生認為，火電行業(yè)的市場容量極其巨大，但目前火電行業(yè)30萬千瓦及以上機組主要以引進的國外技術(shù)為主，大多采用鈣法，基本都由五大發(fā)電集團下屬的脫硫公司或環(huán)保上市公司進行建設(shè)。
氨法技術(shù)在火電脫硫市場的開拓中有兩大難點：其一，氨法是國內(nèi)自主創(chuàng)新技術(shù)，業(yè)績是從小到大，在大機組脫硫上不像鈣法成熟技術(shù)那樣有國外幾十年的應(yīng)用經(jīng)驗，業(yè)主對氨法能否在大機組脫硫上穩(wěn)定運行持懷疑態(tài)度；其二，氨法是化工領(lǐng)域的技術(shù)，電力企業(yè)對此非常陌生，所以對脫硫劑液氨的安全性懷有疑慮。
“當然也有氨法脫硫技術(shù)自身的原因。”徐俊生說，氨法脫硫技術(shù)長時間存在著氣溶膠、氨損、副產(chǎn)品穩(wěn)定性的問題，加上氨法起步晚、業(yè)績少，這些都是制約氨法在煙氣脫硫上推廣的因素，一直沒有被企業(yè)和環(huán)保部門完全接受。但是目前江南環(huán)保公司已經(jīng)能夠做到長周期穩(wěn)定運行。隨著氨法脫硫技術(shù)的不斷成熟，國家發(fā)改委、環(huán)保部等主管部門都開始強調(diào)推進氨法脫硫的應(yīng)用，改變鈣法一統(tǒng)天下的局面，以促進我國煙氣脫硫技術(shù)向著多元化良性發(fā)展。
就在記者采訪之時，7月23日，國電宿遷熱電有限公司2×135兆瓦機組煙氣氨法脫硫工程設(shè)計方案在北京順利通過專家組的審查。這會不會是氨法脫硫技術(shù)將在火電領(lǐng)域開始有所作為的一個跡象呢？
