讓“江南氨法”脫硫技術走向世界
來源：江蘇化工網 閱讀：3431 更新時間：2008-11-17 14:08近日，由江蘇新世紀江南環保有限公司（原鎮江江南環保工程有限公司）承接的中國石化揚子石油化工有限責任公司熱電廠鍋爐煙氣脫硫EPC總承包工程一次性通過168小時滿負荷試運行。經測試，脫硫效率穩定在98%以上，副產品硫酸銨品質高于國家農用化肥合格品標準，系統整體性能指標達到國際先進水平。
該工程采用的是具有自主知識產權的江南環保氨―肥法煙氣脫硫技術，總煙氣處理量150萬標準立方米/時，相當于2×200兆瓦機組的規模，是目前國內采用氨法脫硫技術已投入運行的最好業績。
在引進技術一統煙氣脫硫天下之時，一家民營企業如何研發出具有自主知識產權的技術，又憑借什么實力使該技術在揚子石化這樣的大型石化企業成功運用呢？
結合中國國情，走自主創新之路
上世紀80年代末以來，我國煙氣脫硫裝置均依賴國外技術和設備，并以鈣法（石灰石―石膏法）脫硫為主。其原因一是鈣法的脫硫劑石灰石來源豐富且價格便宜，二是鈣法技術在國外相當成熟且公開，獲取容易。
但引進的鈣法脫硫技術在國內運用十幾年后，存在的最大弊端逐漸顯現，即脫硫產物――石膏的大量堆放，造成難以解決的二次污染問題。據環保部門統計，預計到2010年我國脫硫石膏堆存將超過1億噸。除此之外，該技術還存在投資大、能耗高、系統易結垢堵塞、運行費用高等問題。
隨著鈣法技術缺陷的日益凸顯，美國GE公司、德國魯奇能捷斯（LurgiLentjes）公司、日本荏原（Ebara）公司開始對更先進的氨法脫硫技術進行研究，并已步入大規模應用階段。美國GE公司曾宣告：氨法煙氣脫硫時代已經到來。
但新舊技術的更替不是一朝一夕的事情。1993年，決定進入煙氣脫硫領域的江南環保公司正面臨著這樣的重大抉擇：是引進國外已公開且成熟的鈣法脫硫技術，還是自主創新，打破國外技術壟斷，研發具有自主知識產權的氨法脫硫技術。
江南人意識到，氨法脫硫更適合中國農業大國的國情。因為，中國是尿素生產大國，氨源豐富；另外，氨法還可得到副產物――硫酸銨，既彌補了我國生產硫肥需大量進口硫黃的不足，又使合成氨生產過程中產生的二氧化硫大氣污染物變廢為寶；同時氨法脫硫工藝既可脫硫又可脫氮，是一項更適合中國國情、完全資源化、更環保的脫硫技術。
但是，選擇前者見效快，短期效益顯著；選擇后者對江南環保這樣一家當時實力并不雄厚的民營企業，注定將是艱辛而曲折的。憑著對社會的強烈責任感和洞悉潮流的敏銳眼光，江南人最終義無反顧地做出抉擇，必須開發適合中國國情的先進的氨法脫硫技術。
攻克道道難關，形成自有技術
1998 年，江南環保成立了江南環保研究所，引進了數十位科研人員，千方百計籌集數千萬元資金投入到氨法脫硫技術的研究上。他們一方面以研究所為依托，開展高新技術研究；另一方面積極與高校及各類科研院所聯系，尋求產學研相結合進行技術合作和科技創新的機會。從基本原理、基本工藝開始，江南人潛心鉆研、大膽創新，寒暑數載，先后攻克了多道技術難關。
首先是氣溶膠和氨損問題。氣溶膠是指固體或液體微粒穩定地懸浮于氣體介質中形成的分散體系。在氨法脫硫過程中，亞硫酸銨和亞硫酸氫銨氣溶膠隨凈煙氣排出，造成氨的損耗，成為困擾氨法脫硫技術發展的瓶頸。為降低氨損，人們發明了多級洗滌、濕式電除塵器收集等方法，但基本都是從氨霧形成后的補救上做文章，從而使運行的成本和投資大幅度上升。江南環保與東南大學合作，從降低氨損的根源上進行改進，嚴格控制反應溫度和吸收液的成分，消除了氨霧形成的條件，經濟地解決了氨損難題，使凈化后煙氣中氨含量在10毫克/立方米以下，氨損小于0.19%。
攻克氣溶膠難題只是第一步，如何把亞硫酸銨變成硫酸銨，實現硫資源完全回收，又成為新的攔路虎。要實現硫酸銨回收，需要解決兩個問題：一個是亞硫酸銨氧化，另一個是硫酸銨結晶。
亞硫酸銨氧化是關系氨法脫硫裝置運行經濟性的關鍵，以往有加壓氧化、催化氧化等方法，都需要另建一套氧化裝置，導致整個系統的運行費用難以下降。江南環保氨法脫硫技術利用多功能塔，巧妙地作了工藝調整，在塔內布置了充分利用煙氣進行氧化的自然氧化部分和輔助以空氣進行強制氧化部分，使出塔的亞硫酸銨氧化率達 99%，極大減少了投資并顯著提高了氧化率指標。
經過多年的不懈奮斗，江南環保依靠自主創新，終于實現了讓氨法脫硫成為“中國創造”的夙愿。1999年9月17日“江南氨法”通過了由國家科技部、國家教育部、國家環保總局和多家電力公司共同主持的專家鑒定和驗收，具有多項適合我國國情的關鍵技術創新被專家一致評價為達到國際領先水平。江南環保公司也被業內喻為氨法脫硫之星。
目前在氨法脫硫領域，江南環保已擁有14項專利，并擁有國家“九五”重點科技攻關項目及國家“十五”863高新專項共11項專利的獨占實施許可權，形成了一套完全自主的“江南氨法”知識產權專利體系。截至目前江南環保已在天津、云南、山東、河南、江蘇、湖北、貴州、重慶、四川、廣西等省市建有10多套氨法煙氣脫硫裝置，這些裝置的成功應用，表明困擾氨法脫硫技術的應用難題已徹底解決，標志著以“江南氨法”為代表的脫硫技術已完全成熟并得到了行業的普遍認可。
實現工業化應用，用業績贏市場
江南氨法煙氣脫硫技術甫一推入市場，即引起國家主管部門、行業及客戶的高度關注。借力于國家節能減排工作的進一步落實，江南環保先后承接了15個大中型的煙氣脫硫項目，工程業績數和總減排二氧化硫量在氨法脫硫領域世界排名第一。這些項目包括：云南解化集團一、二、三期工程，中國石化揚子石化總承包工程，山東眾泰發電有限公司承包工程，湖北化肥廠總承包工程，廣西水利電力建設集團田東電廠改擴建工程，山東華魯恒升集團德州熱電有限公司工程，重慶市涪陵水利電力投資集團龍橋熱電有限公司工程等。
“江南氨法”在化工領域具有“以廢治廢”的獨特優勢。過去，云南解化集團每年產生大量廢棄氨水，集團3×75噸/時+1×130噸/時燃煤鍋爐還需進行二氧化硫治理。經過多方考證后，該集團選擇了江南氨法脫硫技術，采用兩套脫硫系統和一套后續硫銨系統。該裝置不僅解決了解化集團二氧化硫的污染問題，還將其排放的廢棄氨水在脫硫過程中“吃凈用盡”，省去了廢液和廢氣兩大排污費用。該裝置可年產硫酸銨 3.8萬噸，以每噸硫酸銨1000元計算，每年增加銷售收入近4000萬元。
眾多的工程實踐，使江南環保鍛煉和培養了一批高素質的員工隊伍，也使“江南氨法”日臻完善。目前，該公司的脫硫裝置經考核后，各項指標均處于世界領先水平：脫硫效率穩定在98%以上，脫硝效率達50%以上，氨逃逸低于8毫克/立方米，副產品硫酸銨品質達到國家GB535-1997一等品標準，裝置開工率達95%以上。
脫硫脫硝同步應用，再上新征程
在脫硫的同時高效脫硝是江南人創新路上的更高目標。
傳統的鈣法只能脫硫不能脫硝，隨著全球范圍內氮氧化物排放標準的日益嚴格，火電企業不得不在建設鈣法脫硫裝置的同時，再耗費巨資建設一套專門的脫硝裝置。
而氨法脫硫使用的氨同時也是脫硝的還原劑，這意味著如果在同一個裝置中實現脫硫脫硝的同步進行，將極大地降低工程投資和長期運行費用，這在煙氣凈化領域具備劃時代的重大意義，一旦成功應用，將會帶來不可估量的環保價值和經濟效益。
在這項前沿技術上，江南環保已走在了國際前列。通過工藝革新和科研攻關，江南環保現已實現在基本不增加投資和運行費用的前提下，將脫硝效率穩定在50%以上。以建成的湖北化肥廠脫硫裝置為例，經環保部門檢測，其脫硝率達到55.2%。如果再增加少量成本，對現有系統稍加改造，采用選擇性催化還原法即可將脫硝效率進一步提高到90%以上。
同時，江南人已成功攻克將江南氨法脫硫技術應用到300兆瓦及以上大型火電機組上的相關技術難題，其中包括大容量亞硫酸銨溶液的氧化技術，大流量煙氣吸收過程中的氣液分布技術，高流速情況下的尾氣凈化除沫技術。公司還對塔內結晶技術進行研發，大幅度降低了能耗，提高了裝置的可靠性，降低了建設和運行成本，使我國的氨法脫硫技術始終保持在國際領先水平。
基于技術的先進性及符合循環經濟的發展要求，“江南氨法”在燃煤發電為主的國家和地區具有極好的適應性和巨大的推廣空間。目前江南環保正穩步拓展國外脫硫市場，將這項中國人自主創造的先進脫硫技術帶到全世界，讓這顆江南之星在藍天中閃耀。
