氨法脫硫技術(shù)在化工產(chǎn)業(yè)燃煤鍋爐中的應(yīng)用

劉堯

摘 要：隨著近年來(lái)我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的全面提升，使得當(dāng)前我國(guó)各行各業(yè)都得到了十分穩(wěn)定的發(fā)展，其中，化工產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要組成環(huán)節(jié)也有了十分顯著的進(jìn)步和發(fā)展。而氨法脫硫技術(shù)作為一項(xiàng)重要技術(shù)，在近年來(lái)也逐漸受到了關(guān)注和重視，所以本文也將對(duì)氨法脫硫技術(shù)進(jìn)行研究。本文介紹了FGD氨法煙氣脫硫技術(shù)的使用情況，從而針對(duì)化工企業(yè)燃煤鍋爐中的使用實(shí)際情況和應(yīng)用環(huán)節(jié)的問(wèn)題進(jìn)行研究，針對(duì)當(dāng)前的問(wèn)題制定更為合理和有效的技術(shù)創(chuàng)新手段，希望對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供更大的幫助作用。

關(guān)鍵詞：氨法脫硫技術(shù) 化工產(chǎn)業(yè) 燃煤鍋爐 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2018）10-0-01

神華煤制油化工有限責(zé)任公司（下文簡(jiǎn)稱神華集團(tuán)）是一個(gè)甲醇制烯烴化工廠，主要是為化工生產(chǎn)提供蒸汽和發(fā)電，實(shí)施熱工、電工和化工聯(lián)產(chǎn)。工作環(huán)節(jié)中環(huán)保設(shè)備同時(shí)設(shè)計(jì)，同時(shí)建設(shè)，同時(shí)投入，實(shí)現(xiàn)環(huán)保零污染。而神華集團(tuán)作為我國(guó)重要的企業(yè)，在國(guó)家提出節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的前提下，強(qiáng)化對(duì)自身技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，也是一項(xiàng)十分必要的工作。為此，本文就將針對(duì)氨法脫硫技術(shù)在化工產(chǎn)業(yè)燃煤鍋爐中的應(yīng)用進(jìn)行研究，希望對(duì)這項(xiàng)工作的開展提供更有效的幫助和指導(dǎo)作用。

一、對(duì)技術(shù)方案的選擇

經(jīng)過(guò)實(shí)際研究可以發(fā)現(xiàn)，不同的技術(shù)手段對(duì)于煙氣脫硫工作帶來(lái)的效果也是不同的，所以應(yīng)該選擇一種不僅能對(duì)二氧化硫進(jìn)行控制的方式，還要實(shí)現(xiàn)對(duì)污染問(wèn)題的防治手段，也就是適合化工企業(yè)中小型燃煤鍋爐的脫硫技術(shù)，只有這樣才能更好的開展煙氣治理工作[1]。

1.脫硫的幾種技術(shù)手段

1.1石灰、石灰石拋棄法脫硫技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)主要借助的是石灰或是石灰乳液，將其作為基本的脫硫劑，在吸收塔中對(duì)二氧化硫的煙氣適當(dāng)噴灑洗滌，最終將反應(yīng)生成CaCO3和CaSO3。

這項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)就是相對(duì)而言有著更為成熟的技術(shù)，原料可以實(shí)現(xiàn)本地化，生產(chǎn)的成本也相對(duì)比較低。但是這項(xiàng)技術(shù)的開展也很容易出現(xiàn)吸收塔的堵塞問(wèn)題，脫硫反應(yīng)下生成的物質(zhì)在處理起來(lái)相對(duì)比較困難，嚴(yán)重的甚至還會(huì)出現(xiàn)二次污染問(wèn)題。

1.2石灰石、石膏法脫硫技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)主要指的是在拋棄法的基礎(chǔ)上對(duì)技術(shù)進(jìn)行完善，但是區(qū)別就在向吸收塔中的漿液直接鼓入空氣，將CaSO3氧化轉(zhuǎn)變?yōu)镃aSO4（石膏），所以衍生出的副產(chǎn)品則是石膏[2]。

這項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)就是石灰石作為重要的脫硫劑有著比較豐富的來(lái)源，并且價(jià)格也比較低廉。由于適合的煤種范圍比較廣，有著較高的脫硫效率，因此當(dāng)Ca/S=1的時(shí)候，脫硫工作的效率可以超過(guò)百分之九十，正是因?yàn)樵O(shè)備的自身運(yùn)轉(zhuǎn)效率比較高，所以技術(shù)手段也相對(duì)更為穩(wěn)定，產(chǎn)品也可以進(jìn)行出售，是當(dāng)前我國(guó)在工業(yè)發(fā)展中應(yīng)用的比較廣泛的一項(xiàng)脫硫技術(shù)和工藝手段。但是這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用的環(huán)節(jié)中需要在初期投入較高的費(fèi)用，運(yùn)行的費(fèi)用也比較高，占地面積也比較大，由于出現(xiàn)的副產(chǎn)品石膏銷路不佳所以不得不對(duì)其進(jìn)行大量堆放，廢水也很難對(duì)其進(jìn)行有效處理。

1.3循環(huán)流化床脫硫技術(shù)

所謂循環(huán)流化床的脫硫技術(shù)指的就是在實(shí)際循環(huán)環(huán)節(jié)中適當(dāng)增加脫硫劑，利用此種方式更好的實(shí)現(xiàn)脫硫要求。由于流化床自身具備較強(qiáng)的傳熱性能，因此在實(shí)際進(jìn)行二氧化硫的吸收環(huán)節(jié)中，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)很多有害物質(zhì)和氣體的去除[3]。

這項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于，和濕法相比來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，占地少，節(jié)省空間，設(shè)備投資低。經(jīng)過(guò)實(shí)際研究可以發(fā)現(xiàn)，此種技術(shù)是濕法技術(shù)成本投資的一半左右。并且這一技術(shù)更適合被用在高硫煤，運(yùn)行可靠，同時(shí)由于采用的是干式工作，所以最終工作衍生的物質(zhì)也將是固態(tài)的，方便對(duì)其進(jìn)行處理。

1.4氨法脫硫技術(shù)

所謂氨法脫硫技術(shù)就是在實(shí)際工作中將濃度為99.6%的液氨作為主要脫硫工作的吸收劑，以水溶液中的氨和二氧化硫反應(yīng)為基礎(chǔ)，在煙氣脫硫塔的吸收段將鍋爐中的二氧化硫吸收，得到的亞硫酸銨水溶液，在脫硫系統(tǒng)中的循環(huán)槽中，與氧化空氣氧化成硫酸銨溶液。硫酸銨溶液通過(guò)循環(huán)槽循環(huán)泵打至脫硫塔濃縮段，通過(guò)高溫?zé)煔庹舭l(fā)帶走水分，得到含有一定固含量的硫氨漿液，漿液經(jīng)過(guò)旋流器，離心機(jī)，干燥機(jī)，包裝機(jī)等程序，得到水分小于1%的副產(chǎn)品硫酸銨，煙氣經(jīng)過(guò)脫硫塔循環(huán)泵打出漿液降溫后，通過(guò)煙氣托盤。進(jìn)入脫硫塔吸收段于氨的水溶液反應(yīng)后，通過(guò)除霧器除去煙氣中的水滴，直接在塔頂或煙囪口中就可以實(shí)現(xiàn)有效的排放。[4]。在此環(huán)節(jié)中，這兩個(gè)過(guò)程所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：

（1）SO2+H2O+XNH3=（NH4）xH2-xSO3

（2）（NH4）xH2-xSO3+1/2O2+（2-X）NH3=（NH4）2SO4

在反應(yīng)方程式中的X值在1.2-1.4之間。

這項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于技術(shù)相對(duì)比較成熟，脫硫效率比較高，出現(xiàn)的能耗問(wèn)題比較低。并且副產(chǎn)品是硫酸銨，能實(shí)現(xiàn)對(duì)資源利用效率的全面提升，同時(shí)由于實(shí)現(xiàn)了無(wú)廢渣的排放，所以對(duì)工作的開展也將起到十分有效的幫助作用[5]。

但是這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用的環(huán)節(jié)中對(duì)脫硫設(shè)備腐蝕性比較高，并且作為吸收劑的液氨存在價(jià)格的突出問(wèn)題，因此如果借助此種方式進(jìn)行煙氣脫硫，必然會(huì)花費(fèi)較高的成本。

二、脫硫裝置優(yōu)化后的重要效果

1.環(huán)境效益和社會(huì)效益

經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，當(dāng)技術(shù)手段改進(jìn)后，脫硫工作的效率也將明顯得到提升，由此可見，這項(xiàng)工作的有效開展對(duì)于大氣環(huán)境質(zhì)量的改進(jìn)也將發(fā)揮著不容忽視的關(guān)鍵作用。

2.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)有效改進(jìn)

由于當(dāng)前我國(guó)非化肥企業(yè)所生產(chǎn)的液氮主要來(lái)源于合成氨，所以對(duì)硫酸銨產(chǎn)能進(jìn)行增加有助于我國(guó)氮肥的總量平衡。液氮商品量和硫酸銨產(chǎn)能的增加對(duì)于經(jīng)濟(jì)效益提升和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改進(jìn)也將具備十分顯著的推進(jìn)作用。

所以這也要求所選擇的技術(shù)要具備顯著優(yōu)勢(shì)。比如最基本的要求就是檢修維護(hù)量小，脫硫效率至少應(yīng)在90%以上，副產(chǎn)物應(yīng)具有較高的綜合利用價(jià)值且能實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，進(jìn)而強(qiáng)化對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。

三、氨法脫硫技術(shù)的發(fā)展方向

1.強(qiáng)化對(duì)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展

針對(duì)公司實(shí)際情況，應(yīng)該將廢棄的氨水作為吸收劑，從而更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)中型和小型燃煤鍋爐煙氣脫硫，這對(duì)于更好的實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)也將起到十分重要的幫助。在實(shí)際工作中，保證投資合理性、工藝擴(kuò)展性和原料的易獲取性，所以也是進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新中不可忽視的重要因素。選擇的工藝一次性投資和運(yùn)行成本要低，或者說(shuō)工程壽命周期運(yùn)營(yíng)成本要低，其中一次性投資不應(yīng)超過(guò)傳統(tǒng)技術(shù)手段投資50%，最好控制在30%-40%。工藝技術(shù)較有較強(qiáng)的擴(kuò)展性，具備或經(jīng)適當(dāng)改造后能具備脫除S02外的其它有毒有害物質(zhì)[7]。脫硫劑、副產(chǎn)物處置原料以及能源介質(zhì)等等。

2.國(guó)家加強(qiáng)對(duì)扶持政策的落實(shí)和完善

目前，燃煤行業(yè)煙氣脫硫已獲得國(guó)家相關(guān)政策支持，雖然國(guó)家環(huán)境保護(hù)部污染物排放問(wèn)題越來(lái)越重視，還進(jìn)行了對(duì)《脫硫?qū)ｍ?xiàng)規(guī)劃》的編制，但國(guó)家對(duì)行業(yè)減排的支持政策依舊處于缺失狀態(tài)，國(guó)家應(yīng)盡快出臺(tái)扶持政策，如對(duì)建設(shè)燒結(jié)煙氣脫硫設(shè)施的燒結(jié)機(jī)，按噸礦產(chǎn)量給予適當(dāng)補(bǔ)助等。此外，還應(yīng)該進(jìn)一步加快工業(yè)化應(yīng)用步伐，加強(qiáng)這一技術(shù)和其他技術(shù)手段的有效結(jié)合，只有這樣才能針對(duì)當(dāng)前我國(guó)實(shí)際發(fā)展情況對(duì)煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)行發(fā)展和優(yōu)化，提升自主創(chuàng)新意識(shí)和能力，在加快這一技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的同時(shí)，培育新興環(huán)保產(chǎn)業(yè)。

綜上所述，適當(dāng)加強(qiáng)對(duì)國(guó)內(nèi)FGD氨法煙氣脫硫技術(shù)的創(chuàng)新和引進(jìn)，是當(dāng)前我國(guó)眾多化工企業(yè)發(fā)展的重要方向。雖然近年來(lái)我國(guó)工業(yè)發(fā)展水平得到了極大的發(fā)展，但是在很多環(huán)節(jié)中的技術(shù)細(xì)節(jié)仍然存在問(wèn)題需要進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行完善，所以在氨法脫硫技術(shù)技術(shù)的設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)環(huán)節(jié)中也要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行更細(xì)致的分析與研究，從而更合理的研究對(duì)技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生影響的制約因素。神華集團(tuán)作為我國(guó)重要的企業(yè)，在國(guó)家提出節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的前提下，加強(qiáng)對(duì)自身的技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)鍋爐煙氣脫硫也是一項(xiàng)十分必要的工作，所以經(jīng)過(guò)本文對(duì)相關(guān)問(wèn)題的研究，相信對(duì)此項(xiàng)工作的開展也將起到一定的幫助和指導(dǎo)，因此希望本文能對(duì)今后我國(guó)化工企業(yè)建設(shè)提供更有效的支持，實(shí)現(xiàn)技術(shù)水平的有效提升，確保對(duì)環(huán)境的保護(hù)作用。

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