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无动力氨回收装置
无动力氨回收装置，它由多级分离单元通过管道串接组成，每级分离单元由换热器、分离器构成，换热器内包含进气换热装置、回氨换热装置、余气换热装置，分离单元换热器余气换热装置、回氨换热装置进出口通过回气管道和回氨管道与其相邻分离单元换热器的对应换热装置进出口连接，前一级换热器的进气换热装置出口接入分离器，分离器的尾气上出口接入下一级换热器进气换热装置进口，分离器的氨下出口接入通向上一级分离单元的回氨管道。
无动力氨回收装置概述
无动力氨回收装置，它由多级分离单元通过管道串接组成，每级分离单元由换热器、分离器构成，换热器内包含进气换热装置、回氨换热装置、余气换热装置，分离单元换热器余气换热装置、回氨换热装置进出口通过回气管道和回氨管道与其相邻分离单元换热器的对应换热装置进出口连接，前一级换热器的进气换热装置出口接入分离器，分离器的尾气上出口接入下一级换热器进气换热装置进口，分离器的氨下出口接入通向上一级分离单元的回氨管道。该装置不消耗能量而有效地将化肥生产厂驰放气中的氨分离出来，整套装置自动控制便于操作，没有明显噪音，不污染环境，运行可靠。
无动力氨回收装置权利要求
一种无动力氨回收装置，其特征在于：它由多级分离单元通过管道串接组成，每级分离单元由换热器（Ex0、Ex1、Ex2、Ex3）、分离器（SP0、SP1、 SP2、SP3）构成，换热器（Ex0、Ex1、Ex2）内包含进气换热装置、回氨换热装置、余气换热装置，第一级分离单元的换热器（Ex0）对应各换热装置分别连接进气管道（C1）、氨回收管道（N1）、尾气排放管道（P7），分离单元换热器（Ex0、Ex1、Ex2、Ex3）余气换热装置、回氨换热装置进出口通过回气管道、回氨管道与其相邻分离单元换热器的对应换热装置进出口连接，换热器 (Ex0、Ex1、Ex2）的进气换热装置出口接入分离器（SP0、SP1、SP2），分离器（SP0、SP1、SP2）的尾气上出口接入下一级换热器（Ex1、Ex2、Ex3） 进气换热装置进口，分离器的氨下出口（N3、N7、N10）接入通向上一级分离单元的回氨管道（N2、N6、N9），在回氨管道（N2、N6）中装有节流膨胀阀 (V0、V1），最后一级分离单元的分离器（SP3）的尾气上出口（P1）接入上一级换热器（Ex2）的另加的余气换热装置进口，该余气换热装置出口（P2） 通过回气管道接能量转换器（T）后接到最后一级换热器（Ex3）的余气换热装置进口，最后一级换热器（Ex3）的余气换热装置的出口与前几级的换热器一样接到其上一级余气换热装置的进口（P5）。
无动力氨回收装置无动力氨回收装置投入运行
无动力氨回收装置是继闪蒸气变压吸附提氢投运后又一节能降耗新举措。该装置在不消耗能量的情况下，将驰放气中的氨提取回收，作为产品氨直接用于生产尿素。
无动力氨回收装置是利用驰放气本身的压力，膨胀制冷。由于氨的沸点高，在低温条件下首先冷却为液体与气体分离。以2.2Mpa 驰放气为动力，经过膨胀排气压力降至0.2～0.3Mpa，并借用合成放空气提氢尾气为补充动力，经四级冷却，温度可降至-70℃回收氨库驰放气的氨，NH3得到冷凝，尾气中氨体积分数可降至≤0.3%。尾气中主要为H2、CH4，暂时送吹风气回收系统作助燃气，无动力消耗，净氨效果好。
该装置投运后大大增加了驰放气中氨的附加值，同时也解决了大量稀氨水无法处理的症结，是一项理想的环保节能装置。
该装置投运后每小时可回收液氨2吨左右，年可回收液氨16万吨左右，经济效益十分客观。氨无动力回收装置在我公司应用总结；刘卫平；（山东红日阿康化工股份有限公司，山东临沂市276；摘要：介绍了氨无动力回收装置在我公司的应用情况，；点，介绍了该技术的应用带来的效益；关键词：节能减排，氨无动力回收，截流膨胀，效益，；2007年，为达到节能减排的效果，我公司在现有的；通过前期的技术交流和方案对比，从投资、占地、运行；该技术主要是针对我公司合成氨分厂的
氨无动力回收装置在我公司应用总结 刘卫平 （山东红日阿康化工股份有限公司， 山东临沂市
276021） 摘 要： 介绍了氨无动力回收装置在我公司的应用情况，明确的该技术的相关特点，介绍了该技术的应用带来的效益。
关键词：节能减排，氨无动力回收，截流膨胀，效益，特点
2007年，为达到节能减排的效果，我公司在现有的10万吨/年合成氨装置上，针对合成驰放气的回收，在原有的采用洗涤回收的基础上，采用了氨无动力回收装置，目前已经在我公司合成氨装置上投入使用，目前运行情况良好，现将该装置的相关情况进行总结如下。 一 技术特点简介 通过前期的技术交流和方案对比，从投资、占地、运行成本、对原装置影响等多方面结合公司实际情况进行论证，确定了采用氨无动力回收技术来回收合成氨驰放气中的氨。 该技术主要是针对我公司合成氨分厂的液氨储槽驰放气中氨的回收，它利用焦耳--汤姆森效应，采用节流膨胀来降低驰放气温度，通过液氨贮罐驰放气本身的工作压力膨胀制冷，分离回收驰放气中的氨。整套系统除了仪控用电外，无需额外动力输入，并具有投资少、占地小、自动化程度高等特点。 二 建设情况
整套装置主要设备包括4台换热器、2台分离器、2台膨胀机、1个缓冲罐等组成，装置位于合成氨分厂合成车间内，利用原有空地进行露天布置，合计占地2.5×3米，布置紧凑，占地很小，相应土建费用很低。
该项目于2007年开始实施，8月中旬开始试车，10月份正式投入运行。
项目总投资约80万元，主要包括设备、土建、安装、防腐保温等，总体的投资较少，建设周期很短。 三 运行情况 1、 试车情况 由于同类装置是在我公司第一次投入使用，相关设备及工艺以前均没有接 1 触过，同时该项目的工艺流程为厂家最新改进的工艺，因此该项目的试车时间较长，同时在试车过程中也暴露除了膨胀机震动、液位计和流量计指示不准、所需尾气压力和原工艺条件不匹配等问题，经过参与各方的共同努力，经过一个多月的试车过程，于10月初使装置达到平稳运行状态，各项指标基本达到预期要求。 2、 运行特点 ① 操作简单，自动化程度高 该装置操作系统位于合成氨合成车间的提氢工段操作室内，相关指标均在一台控制柜上进行操作显示，操作人员只需设定好相关参数即可进行监控，装置自动化程度高。 整个装置的试车到投入正常运行，合成车间没有增加操作人员，由原有提氢岗位的操作人员熟悉并负责该装置的操作，从而减少了人工成本，也从侧面说明了该装置操作简单，自动化程度高的特点。 ② 整套系统独立性强，开停车方便。 该装置和现有合成氨装置的连接点主要是原料气和成品气及尾气，原料气来源于合成氨液氨储槽驰放气管道和提氢尾气管道，经装置分离后所得成品气送至合成车间冰机入口，生成的尾气送至吹风气工段。通过管道阀门设置，该装置可以在不影响原合成氨装置运行情况下，单独开停车，因此该装置在建设和试车期间，对合成氨装置的运行没有影响。 通过试车期间的多次开停车，在掌握操作要领的情况下，该装置在数分钟内即可完成开车或停车任务，开停车过程安全、简单。 ③ 运行成本低 由于该装置的原理是采用节流膨胀来降低驰放气温度，通过液氨贮罐驰放气本身的工作压力膨胀制冷，分离回收驰放气中的氨。因此整套装置没有电机，装置运行过程的能耗主要是控制系统的电耗和少量低压蒸汽（DN10管道）消耗，而这些消耗，相对于装置带来的收益，是可以基本忽略的。因此该装置主要成本为投资折旧。 ④ 安全性好，无污染
装置在建设和试车过程中，没有任何安全事故，同时该装置从设备布置及 2 工艺设计等方面使其具备较好的安全性。 该装置相当于一个气体分离装置，所需原料气来自合成氨，所产成品气和尾气又返回合成氨，运行过程不涉及废水和废渣，因此整套系统的投运没有带来新的污染源，对原合成氨装置的环境没有影响。 ⑤ 氨回收率高 根据项目建议书，该项目预计每年回收氨量为1500吨，项目投入运行后，根据运行数据，该装置的氨回收能力每年可达到1881吨，超过预期产量25.4％，使驰放气中氨回收率高，带来可观的经济效益。
3、 存在问题 由于该装置所产尾气送至合成氨吹风气工段，而吹风气燃烧炉能力偏小，使部分可燃气放空，一方面造成浪费，另一方面使尾气压力偏高，使氨回收装置能力难以充分发挥，建议下一步增加吹风气工段回收可燃气能力，使公司效益进一步增加。 4、运行数据 装置运行参数如下(来自岗位操作记录表): 时间 (7:00) 温度(℃) 膨胀机进口 10.08 10.09 10.10 10.11 10.12 10.13 10.14 10.15 10.16 10.17 -42.2 -29.7 -36.0 -36.8 -37.0 -47.9 -41.8 -38 -44.9 -40.2 膨胀机出口 -70.7 -62.7 -70.2 -71.6 -71.2 -77.7 -77.2 -72.8 -77.8 -74.7 转数(万转) 中压膨胀机 9.093 9.169 9.18 9.59 9.52 8.95 9.68 9.38 9.27 9.27 低压膨胀机 2.988 3.052 3.05 3.16 3.17 2.89 3.19 3.12 3.03 3.07 M3/h 弛放气流量 751 735 726 658 700 683 826 767 646 679 7.786 4.344 4.269 4.941 5.673 6.401 6.277 6.406 6.38 6.38 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 吨/日 每日产量 MPa 尾气压力
3 10.18 10.19 10.20 10.21
-44.4 -39.2 -40.7 -46.2 -77.8 -74.2 -75.2 -77.7 9.38 9.52 9.43 8.98 3.08 3.2 3.13 2.91 633 657 728 557 6.081 5.443 4.652 5.279 0.20 0.20 0.20 0.20
根据10月8日至10月21日岗位操作记录，氨无动力回收装置产量基本达到预期要求。10月8日至10月21日平均日产量为：5.7吨，由此推算的全年产量为：5.7×330=1881吨。 四 效益核算 1、项目建设前，合成氨驰放气回收情况 在该项目建设前，我公司合成氨分厂合成车间液氨贮罐弛放气，通过净氨塔洗涤，配套循环泵吸收氨生产氨水后，尾气送至吹风气工段。根据公司批复的项目建议书，所产稀氨水浓度约10.5％，温度为40～50℃，流量约45吨/天时，全年约15000吨，售价约为80元/吨，年销售收入120万元。 2、项目建设后，效益情况 ① 增加氨产量 根据目前车间操作记录，每天氨产量约5.7吨，全年按330天计算，年产氨量1881吨，根据财务数据，近期氨销售价格2200元/吨，则年增加销售收入413.82万元。 ② 节约脱盐水 由于氨无动力回收装置投用，每年可以减少氨水产量15000吨，按氨水浓度10.5％计算，每年可减少脱盐水消耗13425吨，根据财务数据，每吨脱盐水价格5.6元，则每年由于减少软水消耗相应减少费用8.4万元。 ③ 减少原驰放气氨净化装置的动力消耗和循环水消耗 原驰放气回收采用净氨塔洗涤方式，与净氨塔配套的循环泵共两台，一开一备，每台泵配套电机功率15KW，根据财务数据，每度电0.35元，按每小时电耗10KW计算，则每小时节电费用3.5元，全年按330天计算，则每年减少 4 电耗所降低的运行成本2.772万元。 原驰放气回收生产的氨水，需要经过循环水冷却后送至氨水储槽，新上氨回收装置后，该部分循环水可取消，由于原循环水用量没有计量，循环量较小，故这部分节约的能耗在此忽略。 ④ 减少氨水产量降低的销售收入 每年减少氨水产量15000吨，根据项目建议书，每吨氨水价格80元，则年减少销售收入 120万元 ⑤ 其它 由于该项目的投产，没有额外增加操作人员，而且装置运行过程中主要能耗为仪表控制耗电，能耗很低，可以忽略不计，因此成本主要成本为建设期投资折旧，按10年折旧粗略估算，年折旧费用7.8万元。 3 效益核算 根据以上情况，则氨无动力回收装置投运后，按一年计算，增加的氨产量相应增加的销售收入413.82万元；由于减少软水消耗和电耗，相应降低成本8.4＋2.772＝11.172万元； 减少氨水产量相应减少的销售费用120万元；设备折旧费用为7.8万元。 合计以上数据，每年增加效益为413.82＋11.172－120－7.8＝297.192万元。相应投资回收期将为3个月。 五 总结 目前看来，该装置运行稳定，能够满足弛放气氨回收要求，而且由于弛放气实际量比原设计量偏高，氨回收量也比原设计高，使经济效益好于预期。 总的说来，该装置的运行，使公司合成氨产量每年提高约2％，对合成氨系统的降低成本、提高产量有明显效果，符合公司节能降耗、提质降本的要求，为公司带来可观经济效益。
作者情况如下：
姓名：刘卫平
联系电话： 手机：
办公室：7 电子邮件：
籍贯：山东省临沂市 毕业学校：华南理工大学
专业：化学工程
毕业时间：1995年 职称：工程师
5 出生年月：1972年8月。 现在状况：现任红日阿康化工股份有限公司技术开发中心研发部经理
单位名称：山东红日阿康化工股份有限公司
技术开发中心
单位地址：山东省 临沂市 罗庄区
湖北路东段 邮政编码：276021
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氨回收法烟气脱硫技术
　　【摘要】本文简述了江南氨回收法烟气脱硫的生产原理、工艺流程、发展历史、技术特点、前景分析以及各类氨法技术情况，为烟气脱硫技术的选择特别是选用氨法烟气脱硫技术提供参考。　　　　1FGD烟气脱硫概况　　　　我国清洁资源稀少，能源资源以煤炭为主，占一次能源消费总量的75％。燃煤排放的二氧化硫连续多年超过2000万吨，居世界首位，我国已成为世界上第三大酸雨区和世界上大气环境污染最严重的国家之一，其中火电厂二氧化硫排放量占全国总量的65%。同时近年来电力供应紧张，电力装机容量大量增加，预计到2020年我国二氧化硫排放量将达到每年3400万吨。根据有关的研究结果，每排放1吨二氧化硫造成直接和间接经济损失高达5000元，推算到2010年我国经济损失的累计数字将达到2万多亿元，严重制约我国经济和社会的发展。因此削减和控制燃煤二氧化硫污染、实现经济与环境双赢是我国能源和环境保护部门面临的严峻挑战，任务十分艰巨和紧迫。　　　　我国的FGD烟气脱硫在20世纪70年代开始研究，相对发达国家起步较晚、起点很低。长时间以来脱硫市场未形成规模，同时FGD变化因素较多、系统要求较高、投资和运行消耗很大，所以目前我国脱硫装置基本上都是引进国外技术和设备并以钙法（石灰石-石膏法）为主。一是因为钙法的脱硫剂-石灰石来源丰富且价格便宜，另外钙法技术在国外相当成熟且公开，获取容易。但是由于钙法技术设备易结垢阻塞、附产物石膏销路不畅、系统复杂、投资多、占地面积大、产生二次污染、运行费用高等问题的日益显现，使得这项技术在中国的推广前景不容乐观。　　　　近年来氨法脱硫技术倍受业界关注，许多的企业、研究单位对氨法脱硫技术的前景作出了乐观评价，诸如：&采用硫酸铵过程，烟气脱硫可以实现自负盈亏&&&美国Ellison咨询公司；&通过大量、高价值的副产品生产，烟气脱硫可以获得卓越的投资效益&&&美国JohnBrown公司；"氨法烟气脱硫时代已经到来了"--美国GE公司；"经过二十多年一步一步地漫长的发展，如今，氨法已进入工业化应用阶段。"--Krupp公司。由于氨法是回收法，可充分利用我国广泛的氨源生产硫肥，以弥补我国大量进口硫磺的缺口，这样既治理了大气二氧化硫的污染，又变废为宝、满足我们这一农业大国长期大量的化肥需求，并可产生一定的经济效益，同时氨法脱硫工艺在脱硫的同时又可脱氮，对减少温室气体起到非常重要的作用，是一项较适应中国国情的、完全资源化的、适应长远发展的、很具推广价值的、更环保的脱硫技术。一些专家曾强调钙法脱硫最终产物填埋处理方法不科学、造成资源浪费、产生二次污染的问题，并提出氨法更符合循环经济理念、会成为将来的一个发展方向；还有一些官员曾表示支持电厂上氨法脱硫示范工程，也曾提出在很多条件下，如煤的含硫量较高时，无论是从经济角度还是脱硫效果而言，都应当选择氨法技术。本文拟对氨法脱硫技术的发展、原理、前景和各类氨法技术情况进行浅析，并侧重介绍江南氨回收法脱硫技术。　　　　2氨法脱硫的发展历史　　　　70年代初，日本与意大利等国开始研制氨法脱硫工艺并相继获得成功。氨法脱硫工艺主体部分属化肥工业范筹，对电力企业而言比较陌生，这是氨法脱硫技术未得到广泛应用的主要因素。随着合成氨工业的不断发展以及厂家对氨法脱硫工艺自身的不断完善和改进，进入90年代后，氨法脱硫工艺渐渐得到了应用。　　　　国外研究氨法脱硫技术的企业主要有：美国：GE、Marsulex、Pircon、Babcock&Wilcox；德国：LentjesBischoff、KruppKoppers；日本：NKK、IHI、千代田、住友、三菱、荏原；等等。不同工艺的氨法脱硫自20世纪80-90年代开始应用，日本NKK（日本钢管公司）在70年代中期建成了200MW和300MW两套机组，目前已累计运行二十多年。美国GE（通用环境系统公司）于1990年开始建成了多个大型示范装置，规模从50MW至300MW。德国KruppKoppers（德国克虏伯公司）也于1989年在德国建成65MW示范装置，目前已累计运行十多年。据不完全统计，全世界目前使用氨法脱硫的机组大约在10000MW左右。　　　　但是，氨法脱硫技术长时间存在着气溶胶、氨损、副产品稳定性的问题，加上氨法起步晚、业绩少，这些都是制约氨法在烟气脱硫上推广的因素，一直没有被企业和环保部门完全接受。1995年国家计委和科技部将氨法脱硫技术作为国家重点科技攻关项目并列入"十五"863项目，经过一些科研机构和企业的多年烟法和工业试验，逐渐形成了适合我国国情的氨回收法脱硫技术并树立了工程业绩。目前国内氨法脱硫最大的业绩是镇江江南环保工程建设有限公司在天津碱厂建设的60MW机组氨回收法烟气脱硫装置，该装置的成功应用，彻底解决了困扰氨法脱硫技术在锅炉烟气脱硫工程上使用的难题，为氨法脱硫技术在我国的全面应用拉开了序幕。　　　　3氨法分类及各类氨法简介　　　　氨法脱硫工艺皆是根据氨与SO2、水反应成脱硫产物的基本机理而进行的，主要有湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等。　　　　3.1电子束氨法（EBA法）与脉冲电晕氨法（PPCP法）　　　　电子束氨法与脉冲电晕氨法分别是用电子束和脉冲电晕照射喷入水和氨的、已降温至70℃左右的烟气，在强电场作用下，部分烟气分子电离，成为高能电子，高能电子激活、裂解、电离其他烟气分子，产生OH、O、HO2等多种活性粒子和自由基。在反应器里，烟气中的SO2、NO被活性粒子和自由基氧化为高阶氧化物SO3、NO2，与烟气中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3，在有NH3或其它中和物注入情况下生成（NH4）2SO4/NH4NO3的气溶胶，再由收尘器收集。脉冲电晕放电烟气脱硫脱硝反应器的电场本身同时具有除尘功能。这两种氨法大的能耗和低的效率尚要改进，同时设备容易阻塞，主要设备如大功率的电子束加速器和脉冲电晕发生装置还在研制阶段。　　　　3.2简易氨法　　　　简易氨法已商业化的有TS、PS氨法脱硫工艺等，主要利用气相条件下的H2O、NH3与SO2间的快速反应设计的简易反应装置，严格地讲简易氨法是一种不回收的氨法，其脱硫产物大部分是气溶胶状态的不稳定的亚铵盐，回收十分困难，氨法的经济性不能体现；且脱硫产物随烟气排空后又会有部分分解出SO2，形成二次污染。所以，该工艺只能用在环保要求低、有废氨水来源、不要求长期运行的装置上。　　　　3.3湿式氨法　　　　湿式氨法是目前较成熟的、已工业化的氨法脱硫工艺，并且湿式氨法既脱硫又脱氮。湿式氨法工艺过程一般分成三大步骤：脱硫吸收、中间产品处理、副产品制造。根据过程和副产物的不同，湿式氨法又可分为氨-肥法、氨-酸法、氨-亚硫酸铵法等。其中氨-肥法又可根据附产物不同分为氨-硫酸铵肥法和氨-磷酸铵肥法，本文详述的氨-肥法特指附产物为硫酸铵肥。　　　　湿法氨水脱硫工艺最早是由克卢伯（kruppkroppers）公司开发于七八十年代的氨法Walther工艺。传统的氨法工艺遇到的主要问题之一是净化后的烟气中存在气溶胶问题没得到解决。能捷斯-比晓夫公司对传统氨法进行了改造和完善为氨法AMASOX工艺。90年代，美国的GE公司也开发了氨法GE工艺，并在威斯康辛州的kenosha电厂建一个500MW的工业性示范装置。之后日本钢管公司又开发了氨法NKK工艺。　　　　3.4江南氨回收法脱硫工艺　　　　&九五&期间，在国家发展计划委员会、国家科技部、国家教育部的共同支持下，华东理工大学成功地完成了国家&九五&重点科技攻关项目&二氧化硫废气回收净化新技术的工程化&，开发了一种新的火电厂烟气SO2回收净化技术。该技术于日通过了由国家科技部、国家教育部、国家环保局和电力公司共同主持的专家鉴定和验收，具有多项适合我国国情的关键技术创新，被专家一致评价为"国际领先水平"。2001年，江南公司与华东理工大学国家863高新gesep全球节能环保网计划课题组合作，由江南公司总承包建设了天津碱厂260t/h锅炉氨回收法脱硫示范工程，于2004年4月份投产运行、2004年9月份通过天津环保局的验收，并且取得了这项863技术的独家使用权。　　　　目前江南公司已经拥有各项专利14项，几乎覆盖了氨法脱硫技术的所有内容，形成了一套完全自主知识产权的江南氨回收法烟气脱硫技术。江南氨回收法脱硫技术吸纳了化学工程、化工设备和化工材料等多方面的先进成果，继承了传统氨法脱硫技术反应速度快、工艺流程短、装置占地少等优点，彻底解决了氨法脱硫中的气溶胶、氨损失、设备腐蚀、亚氨氧化、操作可靠性等方面的重大问题。　　　　4江南氨法烟气脱硫的原理和工艺流程　　　　4.1工艺原理　　　　以水溶液中的SO2和NH3的反应为基础：　　　　SO2＋H2O＋xNH3=（NH4）xH2－XSO3（1）　　　　得到亚硫酸铵中间产品，亚硫酸铵再进行氧化：　　　　（NH4）XH2-XSO3 1/2O2 （2-x）NH3=（NH4）2SO4（2）　　　　4.2工艺流程　　　　锅炉引风机（或脱硫增压风机）来的烟气，经换热降温至100℃左右进入脱硫塔用氨化液循环吸收生产亚硫酸铵；脱硫后的烟气经除雾净化入再热器（可用蒸汽加热器或气气换热器）加热至70℃左右后进入烟囱排放。脱硫塔为喷淋吸收塔是专利设备，主要引用在湿式石灰石/石膏脱硫中常用的结构，在反应段、除雾段增加了相应的构件增大反应接触时间。吸收剂氨水（或液氨）与吸收液混合进入吸收塔。吸收形成的亚硫酸铵在吸收塔底部氧化成硫酸铵溶液，再将硫酸铵溶液泵入过滤器，除去溶液中的烟尘送入蒸发结晶器。硫酸铵溶液在蒸发结晶器中蒸发结晶，生成的结晶浆液流入过滤离心机分离得到固体硫酸铵（含水量2～3%），再进入干燥器，干燥后的成品入料仓进行包装，即可得到商品硫酸铵化肥。　　　　5江南氨回收法烟气脱硫技术解决的技术难点　　　　5.1反应条件　　　　江南氨回收法脱硫反应是典型的气-液两相过程，SO2吸收是受气膜传质控制的，所以该反应须保证SO2在脱硫溶液中有较高的溶解度和相对高的气速。SO2溶解度随PH值降低、温度的升高而下降，故正常要求吸收液PH值控制在4.0-8.0、反应温度控制在60-70℃左右。而反应段的气速一般控制在4m/s以上。这样的控制条件才能保证脱硫效率高于90%。　　　　5.2降低氨损　　　　江南氨回收法脱硫技术因脱硫剂为价格较高的氨，其装置的经济性必须建立在氨回收的基础上，氨损问题曾经是困扰氨法脱硫技术发展的重要因素。为降低氨损，人们发明了多级洗涤、湿式电除尘器收集等方法，但基本皆从氨雾形成后的补救上做文章，从而使运行的成本和投资大幅度上升。江南氨回收法脱硫技术从降低氨损的根源上进行了改进，严格控制反应温度在60-70℃左右和吸收液的成份，消除了氨雾形成的条件，经济地解决了氨损难题。运行中净化后的烟气中氨含量在10mg/Nm3以下，折氨损小于0.19%。　　　　5.3亚铵氧化　　　　脱硫的中间产品亚铵盐的氧化也是关系氨法脱硫装置运行经济性的关键，以往有加压氧化、催化氧化等方法，皆需另建一套氧化装置，使整个系统的运行费用难以下降。江南氨回收法脱硫技术利用多功能塔，巧妙地作了工艺调整，在塔内布置了充分利用烟气进行氧化的自然氧化部分和辅助以空气进行强制氧化部分，使出塔的氧化率达99%。　　　　6江南氨回收法脱硫技术应用　　　　6.1江南氨回收法工程应用　　　　镇江江南环保工程建设有限公司在天津碱厂的260t/h的锅炉上成功地应用了江南氨回收法脱硫技术，这是国内湿式氨回收法整套技术在电站锅炉烟气脱硫工程是的首次应用，也是国内处理烟气量最大的一套氨法脱硫装置。该锅炉设计能力为260t/h，烟气量为/h，烟气入脱硫岛的温度133℃，原料煤的全硫分1.8%，耗煤量为37.5t/h。该工程于2004年3月建成，经6个来月的运行检测各项经济技术指标完全达到设计要求，脱硫率稳定在95%以上（天津环保验收监测脱硫效率为99.3%），副产硫酸铵达超过电力行业标准DL808-2002副产硫酸铵标准、达国标GB535-95农用硫酸铵一级品标准。　　　　6.2装置运行技术指标分析　　　　天津碱厂的260t/h锅炉江南氨回收法脱硫工程，经一年多的运行考核，其主要经济技术指标如下表：　　　　天津碱厂江南氨回收法脱硫装置运行经济技术指标NO项目名称消耗量单价每小时每天300天/年 /-　　　　数量单位数量单位　　　　1.锅炉蒸发量260t/hr　　　　2.发电能力6MW　　　　3.烟气量/hr　　　　4.烟气二氧化硫1043ppm　　　　5.脱硫率95.70%　　　　6.脱硫量0.955t/hr0..7　　　　7.工程能耗235kw0.27元/kw63.0-　　　　8.氨水（15%）耗量3.384t/hr265元/t896.4-　　　　9.工艺水耗量12t/hr2.6元/t31.-　　　　10.烟气再热蒸汽耗量2.3t/hr35元/t80.0-　　　　11.产品干燥蒸汽耗量2.4t/hr35元/t83.9.2-　　　　12.副产品1.991t/hr660元/t. 　　　　13.-.-　　　　总计 . 　　　　净值 .21.0 　　　　可见，该装置直接运行成本出现了收益，这是其它脱硫技术不能达到的，且高的脱硫效率能适应天津地区现在和将来对二氧化硫排放的要求。　　　　6.3江南氨回收法其他应用实例　　　　这种新型的氨法技术应用在化工领域则具有&以废治废&的特别优势，云南解化集团每年产生大量废弃氨水，该集团3X75t/h 1X130t/h燃煤锅炉还需二氧化硫治理，烟气量为NM3/h /h，该集团经过多方考证选定江南氨回收法进行烟气脱硫治理，采用两套脱硫系统和一套后续硫铵系统。该装置不仅解决了解化集团二氧化硫的污染问题，又将其排放的废弃氨水在脱硫过程中"吃净用光"，同时消灭了两大污染源。在经济上使得解化集团不但省去了废液和废气两大排污费用，每年附产物硫酸铵化肥的销售又为其带来了一块可观的收入。该脱硫装置可年产硫酸铵3.8万吨，以每吨硫酸铵800元计算（目前市场上800-900元/吨），每年可产生销售收入3000多万元。　　　　目前江南公司的在建工程还有：三门峡亚能天元2X220吨锅炉工程，烟气量NM3/h，采用两套脱硫系统和一套后续硫铵系统，相当于100MW机组；洛阳龙羽宜电4X260吨锅炉工程，烟气量NM3/h，四炉五机两个脱硫塔，一套后续硫铵系统，相当于2X200MW机组。　　　　7副产品硫酸铵的质量　　　　副产品为农用硫酸铵，产品品质达GB535-1995一级品标准。各项指标见下表：　　　　副产硫酸铵质量指标　　　　项目指标一级品指标国标GB535-1995天津碱厂实际检测结果　　　　外观无可见机械杂质浅黄色晶体，无可见机械杂质　　　　氮（N）含量（以干基计）&21.021.16　　　　水分（H2O）&0.30.07　　　　游离酸（H2SO4）含量，&0.050.03　　　　注：产品检测结果为天津碱厂江南氨回收法脱硫装置的检测结果。　　　　8江南氨回收法脱硫技术特点　　　　8.1完全资源化--变废为宝、化害为利　　　　江南氨回收法脱硫技术将回收的二氧化硫、氨全部转化为硫酸铵化肥（也可根据电站当地的条件副产其它产品），不产生任何废水、废液和废渣二次污染，是一项真正意义上的将污染物全部资源化并且符合循环经济要求的技术。　　　　8.2脱硫副产物价值高　　　　因为江南氨法脱硫是回收法，副产高附加值的产品，可使氨增值，所以氨法脱硫的运行费用小，煤中含硫量愈高，运行费用愈低。故电厂可利用价格低廉的高硫煤，既大幅度降低发电成本，又降低了脱硫费用，一举两得。原料来自于化肥产品又回到化肥，既不影响化肥的总量供应又改善了国内化肥品种的结构。依托我国庞大的化肥工业、化害为利，同时促进了我国煤炭、电力和化肥工业的长期发展。江南氨回收法脱硫装置的运行过程即是硫酸铵的生产过程，每吸收1吨二氧化硫需消耗0.5吨氨并可生产2吨硫酸铵，按照常规价格液氨2000元/吨、硫酸铵700元/吨，则烟气中的二氧化硫体现了约400元/吨的价值。　　　　8.3装置阻力小--方便锅炉系统配置，节省运行电耗　　　　利用氨法脱硫的高活性，液气比较常规湿法脱硫技术降低，脱硫塔的阻力仅为850Pa左右，无加热装置时包括烟道等阻力脱硫岛总阻力在1000Pa左右；配蒸汽加热器时脱硫岛的总设计阻力也仅在1250Pa左右。因此，氨法脱硫装置可以利用原锅炉引风机的潜力，大多无需新配增压风机；即便原风机无潜力，也可适当进行风机改造或增加小压头的风机即可。系统阻力较常规脱硫技术节电50%以上。另，循环泵的功耗降低了近70%。　　　　8.4脱硫装置可靠--运行方便、高效、脱硫效率高　　　　氨法为气液两相反应，反应物活性强，具有较大的化学反应速率，脱硫剂及脱硫产物皆为易溶性的物质，装置内脱硫液皆为澄清的溶液无积垢无磨损。所以，氨法更容易实现PLC、DCS等自动控制，操作控制简单易行；脱硫效率可稳定在90%以上（有特别要求时可稳定在95%以上）。其次，氨法采用了先进的重防腐技术，并选用可靠的材料和设备，使装置可靠性高达98.5%，日常维护量少，且节约维修费用。　　　　8.5装置设备占地小--便于老锅炉改造　　　　氨法脱硫装置无需原料预处理工序，脱硫副产物的生产过程相对也较简单，装置总配置的设备在30台套左右；且处理量较少（每吸收1吨二氧化硫产生2吨的硫酸铵），设备选型无需太大。脱硫部分的设备占地与锅炉的规模相关，75t/h-1000t/h的锅炉占地在150m2-500m2左右；脱硫液处理即硫铵工序占地与锅炉的含硫量有关，但相关系数不大，整个硫铵工序正常占地在500m2内。与钙法脱硫技术比较，占地节省50%以上。　　　　8.6既脱硫又脱硝--适应环保更高要求　　　　氨法脱硫的吸收剂为氨，氨对NOX同样有吸收作用。另外脱硫过程中形成的亚硫铵对NOX还具有还原作用，所以氨法脱硫的同时也可实现脱硝的目的，减轻温室效应。钙法每处理1吨二氧化硫要排放0．7吨二氧化碳，天津碱厂环保实测数据氮氧化物去除率为22.3%。　　　　8.7自主知识产权技术&符合国情、适合全面推广　　　　江南氨回收法烟气脱硫技术是拥有我国自主知识产权的脱硫技术，因此投资更少、从长远角度更有利于在我国长期和全面推广。目前在我国脱硫领域普遍使用的钙法基本上都是从国外引进，不但要支付较高的先期技术转让费和项目实施时的技术使用费，而且目前常常是多家国内脱硫公司引进同一种技术，这种状态严重影响我国可持续发展战略的顺利实施。在2004年底国家环保局、国家发改委和中国环保产业协会共同主办的第三届全国脱硫工程技术研讨会上把"缺乏拥有自主知识产权的烟气脱硫工艺技术和设备制造技术"列为脱硫行业发展中存在的首要问题。　　　　9结论　　　　江南氨回收法烟气脱硫技术是一项成熟可靠、投资少、占地小、系统简单、运行方便、脱硫效率高、无二次污染、运行费用低、完全资源化、附产物价值高的烟气脱硫技术，经济、社会、环保效益明显，特别适合中国国情，很具推广价值。目前江南公司在我国氨回收法脱硫市场中是唯一一家成功拥有多项专利技术及应用业绩的公司，随着公司应用业绩的不断增加，在未来全国脱硫市场中必将会异军突起、成为后起之秀。　　　　[参考文献]　　　　[1]郝吉明，等，燃煤二氧化硫污染控制技术手册。北京：化学工业出版社，2001。　　　　[2]肖文德，等，二氧化硫脱除与回收。北京：化学工业出版社，2001。　　　　[3]王志轩，等，火电二氧化硫环境影响与控制对策。北京：中国环境科学出版社，2002。
(来源：中国环保设备网　)
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