氨法脫硫技術在化工產業燃煤鍋爐中的應用

劉堯

摘 要：隨著近年來我國科學技術水平的全面提升，使得當前我國各行各業都得到了十分穩定的發展，其中，化工產業作為我國經濟建設的重要組成環節也有了十分顯著的進步和發展。而氨法脫硫技術作為一項重要技術，在近年來也逐漸受到了關注和重視，所以本文也將對氨法脫硫技術進行研究。本文介紹了FGD氨法煙氣脫硫技術的使用情況，從而針對化工企業燃煤鍋爐中的使用實際情況和應用環節的問題進行研究，針對當前的問題制定更為合理和有效的技術創新手段，希望對此項技術的應用和發展提供更大的幫助作用。

關鍵詞：氨法脫硫技術 化工產業 燃煤鍋爐 應用

中圖分類號：X701 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）10-0-01

神華煤制油化工有限責任公司（下文簡稱神華集團）是一個甲醇制烯烴化工廠，主要是為化工生產提供蒸汽和發電，實施熱工、電工和化工聯產。工作環節中環保設備同時設計，同時建設，同時投入，實現環保零污染。而神華集團作為我國重要的企業，在國家提出節能減排、可持續發展目標的前提下，強化對自身技術的發展與創新，也是一項十分必要的工作。為此，本文就將針對氨法脫硫技術在化工產業燃煤鍋爐中的應用進行研究，希望對這項工作的開展提供更有效的幫助和指導作用。

一、對技術方案的選擇

經過實際研究可以發現，不同的技術手段對于煙氣脫硫工作帶來的效果也是不同的，所以應該選擇一種不僅能對二氧化硫進行控制的方式，還要實現對污染問題的防治手段，也就是適合化工企業中小型燃煤鍋爐的脫硫技術，只有這樣才能更好的開展煙氣治理工作[1]。

1.脫硫的幾種技術手段

1.1石灰、石灰石拋棄法脫硫技術

這項技術主要借助的是石灰或是石灰乳液，將其作為基本的脫硫劑，在吸收塔中對二氧化硫的煙氣適當噴灑洗滌，最終將反應生成CaCO3和CaSO3。

這項技術的主要優點就是相對而言有著更為成熟的技術，原料可以實現本地化，生產的成本也相對比較低。但是這項技術的開展也很容易出現吸收塔的堵塞問題，脫硫反應下生成的物質在處理起來相對比較困難，嚴重的甚至還會出現二次污染問題。

1.2石灰石、石膏法脫硫技術

這項技術主要指的是在拋棄法的基礎上對技術進行完善，但是區別就在向吸收塔中的漿液直接鼓入空氣，將CaSO3氧化轉變為CaSO4（石膏），所以衍生出的副產品則是石膏[2]。

這項技術的主要優勢就是石灰石作為重要的脫硫劑有著比較豐富的來源，并且價格也比較低廉。由于適合的煤種范圍比較廣，有著較高的脫硫效率，因此當Ca/S=1的時候，脫硫工作的效率可以超過百分之九十，正是因為設備的自身運轉效率比較高，所以技術手段也相對更為穩定，產品也可以進行出售，是當前我國在工業發展中應用的比較廣泛的一項脫硫技術和工藝手段。但是這項技術在應用的環節中需要在初期投入較高的費用，運行的費用也比較高，占地面積也比較大，由于出現的副產品石膏銷路不佳所以不得不對其進行大量堆放，廢水也很難對其進行有效處理。

1.3循環流化床脫硫技術

所謂循環流化床的脫硫技術指的就是在實際循環環節中適當增加脫硫劑，利用此種方式更好的實現脫硫要求。由于流化床自身具備較強的傳熱性能，因此在實際進行二氧化硫的吸收環節中，也可以實現對很多有害物質和氣體的去除[3]。

這項技術的主要優勢在于，和濕法相比來說，這項技術的結構相對比較簡單，占地少，節省空間，設備投資低。經過實際研究可以發現，此種技術是濕法技術成本投資的一半左右。并且這一技術更適合被用在高硫煤，運行可靠，同時由于采用的是干式工作，所以最終工作衍生的物質也將是固態的，方便對其進行處理。

1.4氨法脫硫技術

所謂氨法脫硫技術就是在實際工作中將濃度為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為基礎，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，在脫硫系統中的循環槽中，與氧化空氣氧化成硫酸銨溶液。硫酸銨溶液通過循環槽循環泵打至脫硫塔濃縮段，通過高溫煙氣蒸發帶走水分，得到含有一定固含量的硫氨漿液，漿液經過旋流器，離心機，干燥機，包裝機等程序，得到水分小于1%的副產品硫酸銨，煙氣經過脫硫塔循環泵打出漿液降溫后，通過煙氣托盤。進入脫硫塔吸收段于氨的水溶液反應后，通過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現有效的排放。[4]。在此環節中，這兩個過程所產生的化學反應方程式為：

（1）SO2+H2O+XNH3=（NH4）xH2-xSO3

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

在反應方程式中的X值在1.2-1.4之間。

這項技術的主要優勢在于技術相對比較成熟，脫硫效率比較高，出現的能耗問題比較低。并且副產品是硫酸銨，能實現對資源利用效率的全面提升，同時由于實現了無廢渣的排放，所以對工作的開展也將起到十分有效的幫助作用[5]。

但是這項技術在應用的環節中對脫硫設備腐蝕性比較高，并且作為吸收劑的液氨存在價格的突出問題，因此如果借助此種方式進行煙氣脫硫，必然會花費較高的成本。

二、脫硫裝置優化后的重要效果

1.環境效益和社會效益

經過實踐證明，當技術手段改進后，脫硫工作的效率也將明顯得到提升，由此可見，這項工作的有效開展對于大氣環境質量的改進也將發揮著不容忽視的關鍵作用。

2.產品結構實現有效改進

由于當前我國非化肥企業所生產的液氮主要來源于合成氨，所以對硫酸銨產能進行增加有助于我國氮肥的總量平衡。液氮商品量和硫酸銨產能的增加對于經濟效益提升和產品結構的改進也將具備十分顯著的推進作用。

所以這也要求所選擇的技術要具備顯著優勢。比如最基本的要求就是檢修維護量小，脫硫效率至少應在90%以上，副產物應具有較高的綜合利用價值且能實現循環經濟，進而強化對產品結構的改進。

三、氨法脫硫技術的發展方向

1.強化對技術的創新和發展

針對公司實際情況，應該將廢棄的氨水作為吸收劑，從而更好的實現對中型和小型燃煤鍋爐煙氣脫硫，這對于更好的實現工業化生產也將起到十分重要的幫助。在實際工作中，保證投資合理性、工藝擴展性和原料的易獲取性，所以也是進行技術創新中不可忽視的重要因素。選擇的工藝一次性投資和運行成本要低，或者說工程壽命周期運營成本要低，其中一次性投資不應超過傳統技術手段投資50%，最好控制在30%-40%。工藝技術較有較強的擴展性，具備或經適當改造后能具備脫除S02外的其它有毒有害物質[7]。脫硫劑、副產物處置原料以及能源介質等等。

2.國家加強對扶持政策的落實和完善

目前，燃煤行業煙氣脫硫已獲得國家相關政策支持，雖然國家環境保護部污染物排放問題越來越重視，還進行了對《脫硫專項規劃》的編制，但國家對行業減排的支持政策依舊處于缺失狀態，國家應盡快出臺扶持政策，如對建設燒結煙氣脫硫設施的燒結機，按噸礦產量給予適當補助等。此外，還應該進一步加快工業化應用步伐，加強這一技術和其他技術手段的有效結合，只有這樣才能針對當前我國實際發展情況對煙氣脫硫技術進行發展和優化，提升自主創新意識和能力，在加快這一技術發展和應用的同時，培育新興環保產業。

綜上所述，適當加強對國內FGD氨法煙氣脫硫技術的創新和引進，是當前我國眾多化工企業發展的重要方向。雖然近年來我國工業發展水平得到了極大的發展，但是在很多環節中的技術細節仍然存在問題需要進一步對其進行完善，所以在氨法脫硫技術技術的設計、施工、生產環節中也要對問題進行更細致的分析與研究，從而更合理的研究對技術發展產生影響的制約因素。神華集團作為我國重要的企業，在國家提出節能減排、可持續發展目標的前提下，加強對自身的技術創新，實現鍋爐煙氣脫硫也是一項十分必要的工作，所以經過本文對相關問題的研究，相信對此項工作的開展也將起到一定的幫助和指導，因此希望本文能對今后我國化工企業建設提供更有效的支持，實現技術水平的有效提升，確保對環境的保護作用。

參考文獻

[1]何翼云.氨法煙氣脫硫技術及其進展[J].化工環保，2012，62（2）：141-144.

[2]高勁豪，高原.臭氧脫硝氨法脫硫聯合處理FCC尾氣工藝的技術經濟分析[J].硫酸工業，2018，48（2）：43-46.

[3]李貝貝，李斌.氨-硫酸銨法脫硫和濕法脫硝一體化技術分析[J].煤化工，2014，29（6）：43-45.

[4]丁敏.氨法脫硫超低排放技術的工業應用[J].齊魯石油化工，2018，34（1）：25-28.

[5]胡小吐.氨法煙氣脫硫濕式電除塵技術的工業應用[J].環境工程，2015，62（2）：80-83.

[6]高璐陽，鄭磊，陳宏坤， 等.鍋爐煙氣氨法脫硫聯產硫酸銨清潔生產技術[J].磷肥與復肥，2015，24（10）：35-37.

[7]張紅才，軒福貞，王正東， 等.煤粉鍋爐煙氣的氨法脫硫技術改造及實踐[J].化工設備與管道，2014，84（3）：30-34.