氨法脫硫：戰(zhàn)場(chǎng)豈止在化工
來源：中國化工報(bào) 閱讀：3814 更新時(shí)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(shí)鍋爐氨法煙氣脫硫裝置的主體框架基本完成，預(yù)計(jì)9月底完成調(diào)試并正式投入運(yùn)行，這是國內(nèi)最大的煙氣脫硫雙塔氨法裝置。隨著這一項(xiàng)目的完成，國際最先進(jìn)、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(jìn)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(jìn)的煙氣脫硫工藝。
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，并以鈣法脫硫?yàn)橹鳌＞科湓，一是因(yàn)槭沂瘉碓簇S富且價(jià)格便宜，二是鈣法技術(shù)在國外相當(dāng)成熟且公開，容易獲取。但引進(jìn)的鈣法脫硫技術(shù)在國內(nèi)運(yùn)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(jì)，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(duì)更先進(jìn)的氨法脫硫技術(shù)進(jìn)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(shí)代到來了。
幾乎是與此同時(shí)，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(jì)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(jìn)行氨法脫硫研究，目前已經(jīng)在脫硫市場(chǎng)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(shí)鍋爐氨法脫硫示范工程投產(chǎn)運(yùn)行，2004年9月通過天津環(huán)保局的驗(yàn)收，這標(biāo)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(jì)江南環(huán)保有限公司董事長徐俊生在接受記者采訪時(shí)說，氨法脫硫就是利用廢氨水作為脫硫劑對(duì)燃煤鍋爐煙氣進(jìn)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(huì)產(chǎn)生硫酸銨化肥。他認(rèn)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(shì)：
一是可回收二氧化硫，實(shí)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?zhǔn)祝质菍氋F的硫資源。如果我國在治理二氧化硫污染的同時(shí)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(xiàng)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(jì)要求的脫硫工藝。
二是廢物能體現(xiàn)很高的價(jià)值。氨法脫硫裝置的運(yùn)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(jià)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(jià)值。
三是裝置運(yùn)行可靠方便，不存在石灰石作為脫硫劑時(shí)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(qiáng)，具有較大的化學(xué)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(shí)可實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝的目的。因?yàn)槠湮談┌蓖瑫r(shí)也是脫硝的還原劑，這意味著可在同一裝置中同步進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，企業(yè)不得不在建設(shè)鈣法脫硫裝置的同時(shí)，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(jìn)一步強(qiáng)化可以達(dá)到90%以上。”徐俊生說。
在化工領(lǐng)域已生機(jī)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(gè)環(huán)節(jié)都能貼合化工企業(yè)的實(shí)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(xiàng)目有22家，主要集中在化工領(lǐng)域。比如，揚(yáng)子石化、云南解化、瀘天化、華魯恒生、湖北化肥等。“當(dāng)然，我們也在開發(fā)電力市場(chǎng)，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(jì)，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(jìn)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(jìn)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(yáng)子石化公司5至9號(hào)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(shí)例，這也是目前國內(nèi)采用氨法脫硫技術(shù)并已投入運(yùn)行的最大工程。揚(yáng)子石化公司在治理煉油廠的原油酸氣時(shí)，會(huì)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(yáng)子石化公司的運(yùn)行結(jié)果，二氧化硫去除率達(dá)到99%，年削減二氧化硫排放量可達(dá)7000多噸，占南京市2008年二氧化硫削減量的1/3。同時(shí)，還可以年產(chǎn)硫酸銨化肥10萬噸！
打開火電市場(chǎng)仍有難度
煙氣脫硫有巨大的市場(chǎng)需求，中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)鍋爐爐窯脫硫除塵委員會(huì)秘書長楊明珍用“成長”來形容中國現(xiàn)在的脫硫市場(chǎng)。除了化工行業(yè)外，楊明珍分析認(rèn)為，火電行業(yè)脫硫市場(chǎng)很大，預(yù)計(jì)未來兩年有121.5億元的新增脫硫市場(chǎng)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(jī)脫硫市場(chǎng)空間約60億元。建材、化工、有色、石化行業(yè)二氧化硫合計(jì)排放量是鋼鐵行業(yè)的2.6倍，按此比例，這5個(gè)非火電行業(yè)脫硫市場(chǎng)空間總計(jì)將達(dá)到約216億元。
盡管脫硫市場(chǎng)蛋糕很大，其中火電行業(yè)煙氣脫硫市場(chǎng)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(jì)投運(yùn)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(jì)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(chǎng)容量最大的火電廠煙氣脫硫中推廣形勢(shì)不容樂觀。
為何產(chǎn)生這種局面呢？徐俊生認(rèn)為，火電行業(yè)的市場(chǎng)容量極其巨大，但目前火電行業(yè)30萬千瓦及以上機(jī)組主要以引進(jìn)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(tuán)下屬的脫硫公司或環(huán)保上市公司進(jìn)行建設(shè)。
氨法技術(shù)在火電脫硫市場(chǎng)的開拓中有兩大難點(diǎn)：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(jī)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(yàn)，業(yè)主對(duì)氨法能否在大機(jī)組脫硫上穩(wěn)定運(yùn)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(duì)此非常陌生，所以對(duì)脫硫劑液氨的安全性懷有疑慮。
“當(dāng)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(shí)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(yùn)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(qiáng)調(diào)推進(jìn)氨法脫硫的應(yīng)用，改變鈣法一統(tǒng)天下的局面，以促進(jìn)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(shí)，7月23日，國電宿遷熱電有限公司2×135兆瓦機(jī)組煙氣氨法脫硫工程設(shè)計(jì)方案在北京順利通過專家組的審查。這會(huì)不會(huì)是氨法脫硫技術(shù)將在火電領(lǐng)域開始有所作為的一個(gè)跡象呢？
