氨法烟气脱硫技术走向世界

近日，由江苏新世纪江南环保有限公司（原镇江江南环保工程有限公司）承接的中国石化扬子石油化工有限责任公司热电厂锅炉烟气脱硫EPC总承包工程一次性通过168小时满负荷试运行。经测试，脱硫效率稳定在98%以上，副产品硫酸铵品质高于国家农用化肥合格品标准，系统整体性能指标达到国际先进水平。

该工程采用的是具有自主知识产权的江南环保氨―肥法烟气脱硫技术，总烟气处理量150万标准立方米/时，相当于2×200兆瓦机组的规模，是目前国内采用氨法脱硫技术已投入运行的最好业绩。

在引进技术一统烟气脱硫天下之时，一家民营企业如何研发出具有自主知识产权的技术，又凭借什么实力使该技术在扬子石化这样的大型石化企业成功运用呢？

结合中国国情，走自主创新之路

上世纪80年代末以来，我国烟气脱硫装置均依赖国外技术和设备，并以钙法（石灰石―石膏法）脱硫为主。其原因一是钙法的脱硫剂石灰石来源丰富且价格便宜，二是钙法技术在国外相当成熟且公开，获取容易。

但引进的钙法脱硫技术在国内运用十几年后，存在的最大弊端逐渐显现，即脱硫产物――石膏的大量堆放，造成难以解决的二次污染问题。据环保部门统计，预计到2010年我国脱硫石膏堆存将超过1亿吨。除此之外，该技术还存在投资大、能耗高、系统易结垢堵塞、运行费用高等问题。

随着钙法技术缺陷的日益凸显，美国GE公司、德国鲁奇能捷斯（LurgiLentjes）公司、日本荏原（Ebara）公司开始对更先进的氨法脱硫技术进行研究，并已步入大规模应用阶段。美国GE公司曾宣告：氨法烟气脱硫时代已经到来。

但新旧技术的更替不是一朝一夕的事情。1993年，决定进入烟气脱硫领域的江南环保公司正面临着这样的重大抉择：是引进国外已公开且成熟的钙法脱硫技术，还是自主创新，打破国外技术垄断，研发具有自主知识产权的氨法脱硫技术。

江南人意识到，氨法脱硫更适合中国农业大国的国情。因为，中国是尿素生产大国，氨源丰富；另外，氨法还可得到副产物――硫酸铵，既弥补了我国生产硫肥需大量进口硫黄的不足，又使合成氨生产过程中产生的二氧化硫大气污染物变废为宝；同时氨法脱硫工艺既可脱硫又可脱氮，是一项更适合中国国情、完全资源化、更环保的脱硫技术。

但是，选择前者见效快，短期效益显著；选择后者对江南环保这样一家当时实力并不雄厚的民营企业，注定将是艰辛而曲折的。凭着对社会的强烈责任感和洞悉潮流的敏锐眼光，江南人最终义无反顾地做出抉择，必须开发适合中国国情的先进的氨法脱硫技术。

攻克道道难关，形成自有技术

1998年，江南环保成立了江南环保研究所，引进了数十位科研人员，千方百计筹集数千万元资金投入到氨法脱硫技术的研究上。他们一方面以研究所为依托，开展高新技术研究；另一方面积极与高校及各类科研院所联系，寻求产学研相结合进行技术合作和科技创新的机会。从基本原理、基本工艺开始，江南人潜心钻研、大胆创新，寒暑数载，先后攻克了多道技术难关。

首先是气溶胶和氨损问题。气溶胶是指固体或液体微粒稳定地悬浮于气体介质中形成的分散体系。在氨法脱硫过程中，亚硫酸铵和亚硫酸氢铵气溶胶随净烟气排出，造成氨的损耗，成为困扰氨法脱硫技术发展的瓶颈。为降低氨损，人们发明了多级洗涤、湿式电除尘器收集等方法，但基本都是从氨雾形成后的补救上做文章，从而使运行的成本和投资大幅度上升。江南环保与东南大学合作，从降低氨损的根源上进行改进，严格控制反应温度和吸收液的成分，消除了氨雾形成的条件，经济地解决了氨损难题，使净化后烟气中氨含量在10毫克/立方米以下，氨损小于0.19%。

攻克气溶胶难题只是第一步，如何把亚硫酸铵变成硫酸铵，实现硫资源完全回收，又成为新的拦路虎。要实现硫酸铵回收，需要解决两个问题：一个是亚硫酸铵氧化，另一个是硫酸铵结晶。

亚硫酸铵氧化是关系氨法脱硫装置运行经济性的关键，以往有加压氧化、催化氧化等方法，都需要另建一套氧化装置，导致整个系统的运行费用难以下降。江南环保氨法脱硫技术利用多功能塔，巧妙地作了工艺调整，在塔内布置了充分利用烟气进行氧化的自然氧化部分和辅助以空气进行强制氧化部分，使出塔的亚硫酸铵氧化率达99%，极大减少了投资并显著提高了氧化率指标。

经过多年的不懈奋斗，江南环保依靠自主创新，终于实现了让氨法脱硫成为“中国创造”的夙愿。1999年9月17日“江南氨法”通过了由国家科技部、国家教育部、国家环保总局和多家电力公司共同主持的专家鉴定和验收，具有多项适合我国国情的关键技术创新被专家一致评价为达到国际领先水平。江南环保公司也被业内喻为氨法脱硫之星。

目前在氨法脱硫领域，江南环保已拥有14项专利，并拥有国家“九五”重点科技攻关项目及国家“十五”863高新专项共11项专利的独占实施许可权，形成了一套完全自主的“江南氨法”知识产权专利体系。截至目前江南环保已在天津、云南、山东、河南、江苏、湖北、贵州、重庆、四川、广西等省市建有10多套氨法烟气脱硫装置，这些装置的成功应用，表明困扰氨法脱硫技术的应用难题已彻底解决，标志着以“江南氨法”为代表的脱硫技术已完全成熟并得到了行业的普遍认可。

实现工业化应用，用业绩赢市场

江南氨法烟气脱硫技术甫一推入市场，即引起国家主管部门、行业及客户的高度关注。借力于国家节能减排工作的进一步落实，江南环保先后承接了15个大中型的烟气脱硫项目，工程业绩数和总减排二氧化硫量在氨法脱硫领域世界排名第一。这些项目包括：云南解化集团一、二、三期工程，中国石化扬子石化总承包工程，山东众泰发电有限公司承包工程，湖北化肥厂总承包工程，广西水利电力建设集团田东电厂改扩建工程，山东华鲁恒升集团德州热电有限公司工程，重庆市涪陵水利电力投资集团龙桥热电有限公司工程等。

“江南氨法”在化工领域具有“以废治废”的独特优势。过去，云南解化集团每年产生大量废弃氨水，集团3×75吨/时+1×130吨/时燃煤锅炉还需进行二氧化硫治理。经过多方考证后，该集团选择了江南氨法脱硫技术，采用两套脱硫系统和一套后续硫铵系统。该装置不仅解决了解化集团二氧化硫的污染问题，还将其排放的废弃氨水在脱硫过程中“吃净用尽”，省去了废液和废气两大排污费用。该装置可年产硫酸铵3.8万吨，以每吨硫酸铵1000元计算，每年增加销售收入近4000万元。

众多的工程实践，使江南环保锻炼和培养了一批高素质的员工队伍，也使“江南氨法”日臻完善。目前，该公司的脱硫装置经考核后，各项指标均处于世界领先水平：脱硫效率稳定在98%以上，脱硝效率达50%以上，氨逃逸低于8毫克/立方米，副产品硫酸铵品质达到国家GB535-1997一等品标准，装置开工率达95%以上。

脱硫脱硝同步应用，再上新征程

在脱硫的同时高效脱硝是江南人创新路上的更高目标。

传统的钙法只能脱硫不能脱硝，随着全球范围内氮氧化物排放标准的日益严格，火电企业不得不在建设钙法脱硫装置的同时，再耗费巨资建设一套专门的脱硝装置。

而氨法脱硫使用的氨同时也是脱硝的还原剂，这意味着如果在同一个装置中实现脱硫脱硝的同步进行，将极大地降低工程投资和长期运行费用，这在烟气净化领域具备划时代的重大意义，一旦成功应用，将会带来不可估量的环保价值和经济效益。

在这项前沿技术上，江南环保已走在了国际前列。通过工艺革新和科研攻关，江南环保现已实现在基本不增加投资和运行费用的前提下，将脱硝效率稳定在50%以上。以建成的湖北化肥厂脱硫装置为例，经环保部门检测，其脱硝率达到55.2%。如果再增加少量成本，对现有系统稍加改造，采用选择性催化还原法即可将脱硝效率进一步提高到90%以上。

同时，江南人已成功攻克将江南氨法脱硫技术应用到300兆瓦及以上大型火电机组上的相关技术难题，其中包括大容量亚硫酸铵溶液的氧化技术，大流量烟气吸收过程中的气液分布技术，高流速情况下的尾气净化除沫技术。公司还对塔内结晶技术进行研发，大幅度降低了能耗，提高了装置的可靠性，降低了建设和运行成本，使我国的氨法脱硫技术始终保持在国际领先水平。

基于技术的先进性及符合循环经济的发展要求，“江南氨法”在燃煤发电为主的国家和地区具有极好的适应性和巨大的推广空间。目前江南环保正稳步拓展国外脱硫市场，将这项中国人自主创造的先进脱硫技术带到全世界，让这颗江南之星在蓝天中闪耀。