【摘 要】本文簡述了江南氨回收法煙氣脫硫的生產原理、工藝流程、發展歷史、技術特點、前景分析以及各類氨法技術情況，為煙氣脫硫技術的選擇特別是選用氨法煙氣脫硫技術提供參考。

　　1、FGD煙氣脫硫概況
　　我國清潔資源稀少，能源資源以煤炭為主，占一次能源消費總量的75％。燃煤排放的二氧化硫連續多年　　超過2000萬噸，居世界首位，我國已成為世界上第三大酸雨區和世界上大氣環境污染最嚴重的國家之一，其中火電廠二氧化硫排放量占全國總量的65% 。同時近年來電力供應緊張，電力裝機容量大量增加，預計到2020年我國二氧化硫排放量將達到每年3400萬噸。根據有關的研究結果，每排放1噸二氧化硫造成直接和間接經濟損失高達5000元，推算到2010年我國經濟損失的累計數字將達到2萬多億元，嚴重制約我國經濟和社會的發展。因此削減和控制燃煤二氧化硫污染、實現經濟與環境雙贏是我國能源和環境保護部門面臨的嚴峻挑戰，任務十分艱巨和緊迫。
　　我國的FGD煙氣脫硫在20世紀70年代開始研究，相對發達國家起步較晚、起點很低。長時間以來脫硫市場未形成規模，同時FGD變化因素較多、系統要求較高、投資和運行消耗很大，所以目前我國脫硫裝置基本上都是引進國外技術和設備并以鈣法（石灰石-石膏法）為主。一是因為鈣法的脫硫劑—石灰石來源豐富且價格便宜，另外鈣法技術在國外相當成熟且公開，獲取容易。但是由于鈣法技術設備易結垢阻塞、附產物石膏銷路不暢、系統復雜、投資多、占地面積大、產生二次污染、運行費用高等問題的日益顯現，使得這項技術在中國的推廣前景不容樂觀。
　　近年來氨法脫硫技術倍受業界關注，許多的企業、研究單位對氨法脫硫技術的前景作出了樂觀評價，諸如：“采用硫酸銨過程，煙氣脫硫可以實現自負盈虧”——美國Ellison 咨詢公司；“通過大量、高價值的副產品生產，煙氣脫硫可以獲得卓越的投資效益”——美國John Brown公司；“氨法煙氣脫硫時代已經到來了”——美國GE公司；“經過二十多年一步一步地漫長的發展，如今，氨法已進入工業化應用階段?！薄狵rupp公司。由于氨法是回收法，可充分利用我國廣泛的氨源生產硫肥，以彌補我國大量進口硫磺的缺口，這樣既治理了大氣二氧化硫的污染，又變廢為寶、滿足我們這一農業大國長期大量的化肥需求，并可產生一定的經濟效益，同時氨法脫硫工藝在脫硫的同時又可脫氮，對減少溫室氣體起到非常重要的作用，是一項較適應中國國情的、完全資源化的、適應長遠發展的、很具推廣價值的、更環保的脫硫技術。一些專家曾強調鈣法脫硫最終產物填埋處理方法不科學、造成資源浪費、產生二次污染的問題，并提出氨法更符合循環經濟理念、會成為將來的一個發展方向；還有一些官員曾表示支持電廠上氨法脫硫示范工程，也曾提出在很多條件下，如煤的含硫量較高時，無論是從經濟角度還是脫硫效果而言，都應當選擇氨法技術。本文擬對氨法脫硫技術的發展、原理、前景和各類氨法技術情況進行淺析，并側重介紹江南氨回收法脫硫技術。

　　2、 氨法脫硫的發展歷史   
　　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范籌，對電力企業而言比較陌生，這是氨法脫硫技術未得到廣泛應用的主要因素。隨著合成氨工業的不斷發展以及廠家對氨法脫硫工藝自身的不斷完善和改進，進入90年代后，氨法脫硫工藝漸漸得到了應用。   
　　國外研究氨法脫硫技術的企業主要有：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。不同工藝的氨法脫硫自20世紀80-90年代開始應用，日本NKK（日本鋼管公司）在70年代中期建成了200MW和300MW兩套機組，目前已累計運行二十多年。美國GE（通用環境系統公司）于1990年開始建成了多個大型示范裝置，規模從50MW至300MW。德國Krupp Koppers（德國克虜伯公司）也于1989年在德國建成65MW示范裝置，目前已累計運行十多年。據不完全統計，全世界目前使用氨法脫硫的機組大約在10000MW左右。   
　　但是，氨法脫硫技術長時間存在著氣溶膠、氨損、副產品穩定性的問題，加上氨法起步晚、業績少，這些都是制約氨法在煙氣脫硫上推廣的因素，一直沒有被企業和環保部門完全接受。1995年國家計委和科技部將氨法脫硫技術作為國家重點科技攻關項目并列入“十五”863項目，經過一些科研機構和企業的多年煙法和工業試驗，逐漸形成了適合我國國情的氨回收法脫硫技術并樹立了工程業績。目前國內氨法脫硫成功的業績是鎮江江南環保工程建設有限公司在河南、云南、江蘇和湖北建設的幾個中大規模的氨回收法煙氣脫硫裝置，這些裝置的成功應用，徹底解決了困擾氨法脫硫技術的應用難題，證明氨法技術的優勢，也使得氨法脫硫技術在我國的全面展開。   

　　3、 氨法分類及各類氨法簡介
　　氨法脫硫工藝皆是根據氨與SO2、水反應成脫硫產物的基本機理而進行的，主要有濕式氨法、電子束氨法、脈沖電暈氨法、簡易氨法等。
　　3.1 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，產生OH、O、HO2等多種活性粒子和自由基。在反應器里，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器的電場本身同時具有除塵功能。這兩種氨法大的能耗和低的效率尚要改進，同時設備容易阻塞，主要設備如大功率的電子束加速器和脈沖電暈發生裝置還在研制階段。
　　3.2 簡易氨法
　　簡易氨法已商業化的有TS、PS氨法脫硫工藝等，主要利用氣相條件下的H2O、NH3與SO2間的快速反應設計的簡易反應裝置，嚴格地講簡易氨法是一種不回收的氨法，其脫硫產物大部分是氣溶膠狀態的不穩定的亞銨鹽，回收十分困難，氨法的經濟性不能體現；且脫硫產物隨煙氣排空后又會有部分分解出SO2，形成二次污染。所以，該工藝只能用在環保要求低、有廢氨水來源、不要求長期運行的裝置上。
　　3.3 濕式氨法
　　濕式氨法是目前較成熟的、已工業化的氨法脫硫工藝，并且濕式氨法既脫硫又脫氮。濕式氨法工藝過程一般分成三大步驟：脫硫吸收、中間產品處理、副產品制造。根據過程和副產物的不同，濕式氨法又可分為氨-肥法、氨-酸法、氨-亞硫酸銨法等。其中氨-肥法又可根據附產物不同分為氨-硫酸銨肥法和氨-磷酸銨肥法，本文詳述的氨-肥法特指附產物為硫酸銨肥。
　　濕法氨水脫硫工藝最早是由克盧伯（krupp kroppers）公司開發于七八十年代的氨法Walther工藝。傳統的氨法工藝遇到的主要問題之一是凈化后的煙氣中存在氣溶膠問題沒得到解決。能捷斯-比曉夫公司對傳統氨法進行了改造和完善為氨法AMASOX工藝。90年代，美國的GE公司也開發了氨法GE工藝，并在威斯康辛州的kenosha電廠建一個500MW的工業性示范裝置。之后日本鋼管公司又開發了氨法NKK工藝。
　　3.4 江南氨回收法脫硫工藝
　　“九五”期間，在國家發展計劃委員會、國家科技部、國家教育部的共同支持下，華東理工大學成功地完成了國家“九五”重點科技攻關項目“二氧化硫廢氣回收凈化新技術的工程化”，開發了一種新的火電廠煙氣SO2回收凈化技術。該技術于1999年9月17日通過了由國家科技部、國家教育部、國家環保局和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“國際領先水平”。

    目前江南公司已經擁有各項專利28項，幾乎覆蓋了氨法脫硫技術的所有內容，形成了一套完全自主知識產權的江南氨回收法煙氣脫硫技術。江南氨回收法脫硫技術吸納了化學工程、化工設備和化工材料等多方面的先進成果，繼承了傳統氨法脫硫技術反應速度快、工藝流程短、裝置占地少等優點，徹底解決了氨法脫硫中的氣溶膠、氨損失、設備腐蝕、亞氨氧化、操作可靠性等方面的重大問題。

　　4、 江南氨法煙氣脫硫的原理和工藝流程
　　4.1 工藝原理
　　以水溶液中的SO2和NH3的反應為基礎：
　　SO2＋H2O＋xNH3 = (NH4) xH2－XSO3 （1）
　　得到亞硫酸銨中間產品，亞硫酸銨再進行氧化：
　　(NH4)XH2-XSO3+1/2O2 +(2-x)NH3=(NH4)2SO4 （2）
　　4.2 工藝流程
　　鍋爐引風機（或脫硫增壓風機）來的煙氣，經換熱降溫至100℃左右進入脫硫塔用氨化液循環吸收生產亞硫酸銨；脫硫后的煙氣經除霧凈化入再熱器（可用蒸汽加熱器或氣氣換熱器）加熱至70℃左右后進入煙囪排放。脫硫塔為噴淋吸收塔是專利設備，主要引用在濕式石灰石/石膏脫硫中常用的結構，在反應段、除霧段增加了相應的構件增大反應接觸時間。吸收劑氨水（或液氨）與吸收液混合進入吸收塔。吸收形成的亞硫酸銨在吸收塔底部氧化成硫酸銨溶液，再將硫酸銨溶液泵入過濾器，除去溶液中的煙塵送入蒸發結晶器。硫酸銨溶液在蒸發結晶器中蒸發結晶，生成的結晶漿液流入過濾離心機分離得到固體硫酸銨(含水量2～3%)，再進入干燥器，干燥后的成品入料倉進行包裝，即可得到商品硫酸銨化肥。