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3、氨法
氨法脱硫工艺以液氨或氨水为脱硫剂,与烟气中二氧化硫反应并通过空气氧化,最终产物为硫酸铵。氨是碱性强、纯度高的化学品,吸收烟气中的二氧化硫是气—液两相反应。因此,氨法反应速率快、反应完全,吸收剂利用率高,对二氧化硫的吸收能力高于其他工艺。工程实例表明,即使对于中高硫煤,氨法脱硫也可以达到97~99%的脱硫效率。
氨完全溶于水,在不改变液气比的情况下,很容易增加吸收剂的吸收能力,满足燃煤硫份波动时的脱硫要求。这对燃煤来源较多、煤质不稳定的电厂有一定吸引力。
氨法脱硫的另一优势在于,运行成本低,并可与脱硝实现协同控制。据介绍,氨法脱硫系统阻力低、液气比小,因此,脱硫装置的小时电耗比石灰石—石膏法低40%以上。
氨法脱硫副产物为硫酸铵,其品质可以满足农用化肥要求。1吨氨可脱除约两吨二氧化硫,生产约3.8吨硫酸铵。作为一种农用化肥,硫酸铵有较高的经济价值,能够显著降低装置运行费用。煤含硫量越高,副产品硫酸铵产量越大,脱除单位二氧化硫的运行费用越低,同时煤炭采购费用也将降低。
据研究,氨法脱硫同时具有20%左右的脱硝效果,还可与SCR脱硝工艺共用一套液氨供应系统,减少占地和投资。
氨法的脱硫剂、中间副产物及最终产物都易溶于水,对设备磨损以及引起的堵塞风险都明显降低。因为没有制粉、制浆、废水处理等工序,流程更为简洁,更容易实现长周期稳定运行。
据介绍,液氨是我国最大宗的煤化工产品,2010年产能超过6500万吨,产量接近5500万吨。我国有近500家合成氨企业广泛分布于全国各地,目前在建的合成氨装置产能仍有数百万吨。我国氨源供应条件优越,完全可以满足脱硫脱硝等行业对工业氨的需求。
硫酸铵是含有硫养分的氮肥,深受我国缺硫地区以及复混肥生产企业的喜爱。中国化工信息中心的研究表明,我国硫酸铵市场需求潜力在1000万吨以上,而目前产量只有300万吨左右。
国外氨法脱硫先后有近10套装置投运,但受液氨供应不便等因素限制没有大范围推广。我国目前已有40多家企业,投运了近百套氨法脱硫装置,分布于热电联产机组、电厂、钢铁等行业,还有30多家企业的氨法脱硫装置正在建设中。
4、其他脱硫工艺
双碱法工艺是为了克服石灰石—石膏法易结垢的缺点发展起来的,理论上可达到97%以上的脱硫效率。但这一工艺流程较长,而且石膏中会残留部分烧碱或纯碱,增加了综合利用的难度。目前,国内有部分中小工业企业自备电站采用这一工艺。
镁法脱硫也可达到97%以上的脱硫效率。日本等地建设有多套镁法脱硫装置,但大都采取抛弃法,即将脱硫副产物亚硫酸镁抛弃到海里,造成运行成本较高。我国硫酸镁的市场空间较小,年消费量不足30万吨,而工业硫酸镁的产量高达70万~80万吨。回收型镁法脱硫需要解决脱硫副产物的市场去向问题。
有机胺法是在化工行业脱除硫化氢的工艺上发展起来的,也可达到97%以上的脱硫效率。目前,我国第一套工业化有机胺脱硫工程正在贵州福泉电厂(2X660MW级机组)建设,预计今年内投产,总投资近8亿元。这一工艺流程长,需配套下游硫酸装置,一次投资较大,经济性和运行可靠性有待工程投产后检验。如果技术取得成功,比较适合高硫煤及电厂附近有较大硫酸需求的场合。
生物脱硫是将烟气中二氧化硫通过水膜除尘器或吸收塔溶于水并转化为亚硫酸盐、硫酸盐,在厌氧环境及有外加碳源的条件下,硫酸盐还原菌(SRB)将亚硫酸盐、硫酸盐还原成硫化物,然后在好氧条件下通过好氧微生物的作用将硫化物转化为单质硫,从而将硫从系统中去除。
生物脱硫在我国已有成功的工程应用案例,且技术发展很具潜力。需要关注的问题是,如何合理解决烟气温度较高和生物法脱硫常温操作之间的矛盾,培育更适于烟气脱硫的耐高温脱硫菌。
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