據(jù)統(tǒng)計,中國1995年SO2排放量為2370萬噸,占世界第1位。SO2排放量劇增使大多數(shù)城市SO2濃度處于較高的污染水平。SO2排放量的增加,使中國的酸雨發(fā)展異常迅速,嚴(yán)重的酸性降水和脆弱的生態(tài)系統(tǒng)使我國經(jīng)濟損失嚴(yán)重,1995年,僅酸雨污染給森林和農(nóng)作物造成的直接經(jīng)濟損失已達(dá)幾百億。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進(jìn)步和人們環(huán)保意識的增強,工業(yè)煙氣脫除SO2日益受到重視。由于歷史的原因,目前主流的脫硫技術(shù)仍為鈣法,但鈣法脫硫的二次污染、運行不經(jīng)濟等問題日益顯現(xiàn)出來,于是,氨法脫硫技術(shù)逐漸受到關(guān)注,許多的企業(yè)、研究單位對氨法脫硫技術(shù)的前景作出了樂觀的評價。
國內(nèi)已成功地在60MW機組煙氣脫硫工程上使用了氨法,其各項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)居脫硫業(yè)的領(lǐng)先水平。
由于氨法脫硫工藝自身的一些特點,可充分利用我國廣泛的氨源生產(chǎn)需求大的肥料,并且氨法脫硫工藝在脫硫的同時又可脫氮,是一項較適應(yīng)中國國情的脫硫技術(shù)。為幫助大家全面了解氨法,本文對氨法脫硫技術(shù)的發(fā)展、機理和不同技術(shù)的特點進(jìn)行簡述,并側(cè)重介紹濕式回收法氨法脫硫技術(shù)。
1. 氨法脫硫技術(shù)概況
1.1 氨法脫硫工藝特點
氨法脫硫工藝是采用氨作為吸收劑除去煙氣中的SO2的工藝。氨法脫硫工藝具有很多特點。氨是一種良好的堿性吸收劑,氨的堿性強于鈣基吸收劑;而且氨吸收煙氣中SO2是氣-液或氣-氣反應(yīng),反應(yīng)速度快、反應(yīng)完全、吸收劑利用率高,可以做到很高的脫硫效率,相對于鈣基脫硫工藝來說系統(tǒng)簡單、設(shè)備體積小、能耗低。另外,其脫硫副產(chǎn)品硫酸銨是一種常用的化肥,副產(chǎn)品的銷售收入能大幅度降低運行成本。
1.2 氨法脫硫的發(fā)展
70年代初,日本與意大利等國開始研制氨法脫硫工藝并相繼獲得成功。氨法脫硫工藝主體部分屬化肥工業(yè)范籌,這對電力企業(yè)而言較陌生,是氨法脫硫技術(shù)未得到廣泛應(yīng)用的最大因素,隨著合成氨工業(yè)的不斷發(fā)展以及廠家對氨法脫硫工藝自身的不斷完善和改進(jìn),進(jìn)入90年代后,氨法脫硫工藝漸漸得到了應(yīng)用。
國外研究氨法脫硫技術(shù)的企業(yè)主要有:美國:GE、Marsulex、Pircon、Babcock & Wilcox;德國:Lentjes Bischoff、Krupp Koppers;日本:NKK、IHI、千代田、住友、三菱、荏原;等等。
國內(nèi)目前成功的濕式氨法脫硫裝置大多從硫酸尾氣治理技術(shù)中發(fā)展而來,主要的技術(shù)商有江南環(huán)保工程建設(shè)有限公司、華東理工大學(xué)等,現(xiàn)國內(nèi)濕式氨法脫硫最大的業(yè)績是天津永利電力公司的60MW機組的煙氣脫硫裝置。
近來出現(xiàn)的磷銨法、電子束法、脈沖電暈放電等離子體法等煙氣脫硫脫硝技術(shù)皆是氨法的演變與發(fā)展,改進(jìn)之處在于降低水耗、改進(jìn)氧化及后處理、降低裝置壓降、提高脫硝能力等方面,以求使氨法煙氣脫硫技術(shù)更加經(jīng)濟更加適應(yīng)鍋爐的運行。
2. 氨法脫硫的技術(shù)原理
氨法脫硫工藝皆是根據(jù)氨與SO2、水反應(yīng)成脫硫產(chǎn)物的基本機理而進(jìn)行的,主要有濕 式氨法、電子束氨法、脈沖電暈氨法、簡易氨法等。
2.1 電子束氨法(EBA法)與脈沖電暈氨法(PPCP法)
電子束氨法與脈沖電暈氨法分別是用電子束和脈沖電暈照射噴入水和氨的、已降溫至70℃左右的煙氣,在強電場作用下,部分煙氣分子電離,成為高能電子,高能電子激活、裂解、電離其他煙氣分子,產(chǎn)生OH、O、HO2等多種活性粒子和自由基。在反應(yīng)器里,煙氣中的SO2、NO被活性粒子和自由基氧化為高階氧化物SO3、NO2,與煙氣中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3,在有NH3或其它中和物注入情況下生成(NH4)2SO4/NH4NO3的氣溶膠,再由收塵器收集。脈沖電暈放電煙氣脫硫脫硝反應(yīng)器的電場本身同時具有除塵功能。
這兩種氨法能耗和效率尚要改進(jìn),主要設(shè)備如大功率的電子束加速器和脈沖電暈發(fā)生裝置還在研制階段。