瑪蘇萊氨法煙氣脫硫技術(shù)介紹

瑪蘇萊氨法煙氣脫硫技術(shù)介紹第1頁/共30頁2瑪蘇萊電力集團公司GE環(huán)保脫硫?qū)I(yè)服務(wù)公司GE動力系統(tǒng)部(1981-1997)主要市場為公用事業(yè)和精煉廠在全球濕法煙氣脫硫市場份額中處于絕對領(lǐng)先水平在精煉廠FCCU旋流器銷售市場中次領(lǐng)先水平在美國開發(fā)與商業(yè)化硫酸氨脫硫工藝瑪蘇萊電力集團公司開發(fā)了先進(jìn)的空氣污染控制技術(shù)–氨法，鉀法及高速煙氣脫硫塔的開發(fā)者為環(huán)保達(dá)標(biāo)解決方案提供收費服務(wù)為傳統(tǒng)FGD技術(shù)方面客戶的協(xié)作伙伴上市公司營收4億美元為美國，歐洲及亞洲的精煉廠、冶煉廠和工業(yè)客戶提供專業(yè)技術(shù)服務(wù)在工廠資產(chǎn)所有權(quán)，O&M和付費合同方面經(jīng)驗豐富瑪蘇萊公司第2頁/共30頁3捷克共和國1350兆瓦斯洛伐克520兆瓦越南600兆瓦美國20449兆瓦加拿大315兆瓦日本5925兆瓦韓國3250兆瓦中國800兆瓦臺灣1000兆瓦巴西135兆瓦意大利2600兆瓦克羅地亞210兆瓦斯洛文尼亞275兆瓦奧地利980兆瓦波蘭1440兆瓦芬蘭1000兆瓦英國2000兆瓦荷蘭2585兆瓦法國1800兆瓦德國8440兆瓦瑪蘇萊電力集團脫硫技術(shù)以55,674兆瓦的業(yè)績領(lǐng)先于世界第3頁/共30頁4廣泛的技術(shù)基礎(chǔ)靜電除塵器 75,000兆瓦定制布袋除塵器(FF) 6,500兆瓦干法煙氣脫硫/干法酸氣脫硫 1,630兆瓦濕法煙氣脫硫(WFGD) 55,674兆瓦其中美國國內(nèi) 20,449兆瓦美國以外的國際上 35,225兆瓦M(jìn)LX在所有以上產(chǎn)品系列中均擁有豐富的經(jīng)驗第4頁/共30頁5MITSUIMIIKI(FGD)DOOSAN(FGD)ECE(FGD)HAMONRC(FGD)AE&E/BBP(FGD)HTS(FGD)KVAERNERJOHNBROWN(FGD)AHLSTROM(FGD)THERMOKIMIK(FGD)FOSTERWHEELER(FGD)SHANDAWIT(FGD)國際協(xié)議第5頁/共30頁6燃料………煤硫含量……2.3%入口煙氣流量(acfm)……2,088,000試劑………石灰石吸收塔類型………………噴淋塔脫硫效率…90%啟動日期…1994年南卡羅萊納州SanteeCooper電站——1520兆瓦南卡羅萊納州公共服務(wù)總公司(SanteeCooper)第一臺機組裝機容量為520兆瓦，F(xiàn)GD工藝采用石灰石作為試劑使SO2脫硫效率高達(dá)97%，一套裝備由三個50%吸收塔裝配而成(其中一個吸收塔為備用)。實例電站之一第6頁/共30頁7Marsulex濕法煙氣脫硫技術(shù)特點超過55,000兆瓦裝機容量采用MarsulexWFGD技術(shù)：遍布20個國家擁有112獨立反應(yīng)塔在153個鍋爐上共安裝反應(yīng)塔196個建成以石灰石生產(chǎn)石膏的裝置80座裝機容量超過550兆瓦的裝置30座裝機容量超過700兆瓦的裝置6座在煙囪底部安裝反應(yīng)塔2個第7頁/共30頁8第二部分氨法煙氣脫硫工藝氨/硫酸銨系統(tǒng)第8頁/共30頁9Marsulex公司硫酸銨工藝第9頁/共30頁10新的市場因素推動氨法脫硫工藝發(fā)展排放標(biāo)準(zhǔn)交易機制引發(fā)了新的競爭美國1990年“潔凈空氣修正案”建立了排放標(biāo)準(zhǔn)交易機制在缺少地方和特別法規(guī)的調(diào)節(jié)的情況下，SO2排污費變成了在市場可以交易的一種有價商品二十世紀(jì)九十年代該SO2排污值達(dá)到相對較低的水平，大約為每噸63美元這種低成本的“達(dá)標(biāo)”形成了對脫硫技術(shù)要求大幅提升需要建立一個新的方法，使之能與較低價的排污值形成競爭Marsulex公司(原GE環(huán)保服務(wù)部)開發(fā)并市場化了一種改進(jìn)型的氨法脫硫技術(shù)Marsulex公司開發(fā)出硫酸銨濕法煙氣脫硫技術(shù)可降低成本順應(yīng)競爭挑戰(zhàn)第10頁/共30頁11Marsulex公司煙氣脫硫工藝解決方案氨脫硫過程：較碳酸鈣工藝運行成本更低無化學(xué)品或副產(chǎn)品的廢物處理保證長期的環(huán)保達(dá)標(biāo)可生產(chǎn)出高質(zhì)量的附產(chǎn)品硫酸銨肥料結(jié)果是極大的降低了發(fā)電成本第11頁/共30頁12硫酸銨工藝的化學(xué)反應(yīng)過程SO2+2NH3+H2O(NH4)2SO3(1)(NH4)2SO3+1/2O2(NH4)2SO4(2)吸收1千克SO2，需0.5千克純氨，產(chǎn)生2千克硫酸銨每噸純氨將產(chǎn)生4噸硫酸銨源于4:1產(chǎn)品比率(硫酸銨:原料氨)的經(jīng)濟杠桿作用第12頁/共30頁13工藝比較硫酸銨工藝基于特定的設(shè)備在不同的試劑作用下進(jìn)行比較石灰石/石膏工藝第13頁/共30頁14硫酸銨工藝

硫酸銨工藝中，SO2脫除過程是在噴淋塔吸收器內(nèi)的硫酸銨飽和溶液中實現(xiàn)(完成)的，一定PH值下，吸收塔內(nèi)循環(huán)槽中加入氨水作為SO2的吸收劑。主反應(yīng)物——亞硫酸銨和亞硫酸氫銨，通過空氣強制氧化方

式轉(zhuǎn)化為硫酸銨副反應(yīng)物——硫酸銨，則在飽和吸收塔液中結(jié)晶析出，形成

了硫酸銨懸浮物通過吸收液不斷循環(huán)補充方式以及控制較低PH值，可將煙氣中氨的溢出降至最低，避免出現(xiàn)煙氣再污染問題——之前氨吸收法工藝中的一個難以解決的問題。第14頁/共30頁15硫酸銨工藝

從吸收器中流出的產(chǎn)品首先在旋液分離器中脫水，隨后通過離心生產(chǎn)出固體含量大約為98%的硫酸銨固體塊狀產(chǎn)物。所有回收的溶液返回吸收器中重新利用。離心出的塊狀物在造粒機或干燥器中進(jìn)一步進(jìn)行處理，得到大約含水量為0.2%的硫酸銨終產(chǎn)物。然后，干燥的硫酸銨產(chǎn)品被貯存或運輸銷售。硫酸銨工藝和碳酸鈣/石膏工藝在離心前的操作是相似的，因此，在試劑的選擇方面，這一相似行為為脫硫工藝提供了操作彈性。第15頁/共30頁16氨法脫硫工藝設(shè)計基礎(chǔ)第一代氨系統(tǒng)氨吸收法的初步嘗試是基于氨的高反應(yīng)活性特性，其吸收塔設(shè)計-PH,L/G，吸收塔尺寸–參數(shù)在后世備受爭議相應(yīng)的，早期的氨吸收法工藝中氨氣的溢出及濁度問題嚴(yán)重較高PH值及不完全氧化造成游離氨形成氣態(tài)氨MLX公司的氨法脫硫工藝MLX公司具體示范了最優(yōu)化操作范圍，從而使氨的流失和混濁降至最低，該工藝取得了專利權(quán)。氣相中的自由氨決定了混濁度，它是一個有三個工藝參數(shù)的函數(shù)。這三個工藝參數(shù)為PH值、氧化程度和氨的注入方法。MLX公司證明了在氨和銨鹽中氣相氨的最小限度及氨和銨鹽對混濁度的零影響MLX氨法專利的精髓保證了反應(yīng)過程中pH值處于最佳范圍，完全氧化及最佳的氨注入方法第16頁/共30頁17氨脫硫工藝摘要氨脫硫工藝的發(fā)展歷史1985–1987開發(fā)了小規(guī)模的氨脫硫工藝1987GEESI被授予的第一個氨脫硫工藝專利1992–1993基于兩種操作模式的10MW示范試驗1994與DGC簽定商業(yè)合同1994獲得第二個氨脫硫工藝專利1996–1997成功實現(xiàn)了350MW機組、產(chǎn)品為顆粒硫酸銨的氨法脫硫工藝的運行實例1997Marsulex公司收購GEESI公司的全部資產(chǎn)1998再申請了三個相關(guān)專利

商業(yè)NH3系統(tǒng)在DGC公司的性能設(shè)計參數(shù)設(shè)計指標(biāo)工作情況SO2排除效率93%95-98+%氨流失(ppm)<10-7混濁度NH3中<4%NH3中0%壓降WC<117–8純度%9999.5濕度wt%<1.0<0.1硬度%<51–2粒度240–290240-260第17頁/共30頁18MLX公司硫酸銨工藝流程圖第18頁/共30頁19燃料………煤硫含量……5%煙氣流量(acfm)…………

1,187,000試劑………氨吸收塔類型………………噴淋塔SO2脫硫效率……………98+%啟動日期…1996年Dakota氣化公司，北大草原燃煤氣生產(chǎn)公司，350兆瓦BasinElectric附屬的DGF公司是第一個應(yīng)用MLX的硫酸銨FGD專利技術(shù)的合作伙伴。該工藝因產(chǎn)出了高附加值的副產(chǎn)物，為投資者產(chǎn)生了高回報現(xiàn)金流，從而抵消了系統(tǒng)運行費用。DGC公司選擇MLX公司的氨法脫硫工藝代替了傳統(tǒng)的碳酸鈣脫硫。氨法脫硫電站實例之一第19頁/共30頁20MLX公司硫酸銨系統(tǒng)的優(yōu)點

超過預(yù)期要求的商業(yè)化運行經(jīng)驗高純度硫酸銨副產(chǎn)品，免除了廢物處理的要求專利技術(shù)避免了第一代氨系統(tǒng)關(guān)心的濁度問題該技術(shù)生產(chǎn)的氮肥在市場上供不應(yīng)求該技術(shù)所生產(chǎn)的硫酸銨成本很低硫酸銨副產(chǎn)品創(chuàng)造了附加效益(氨水轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徜@后)每當(dāng)量氮(N)銷售價得到提高M(jìn)LX公司獨一無二的商業(yè)解決方案允許在沒有資本投入的情況下節(jié)約大量的運營成本硫酸銨的優(yōu)勢銨鹽形式的氮—較尿素和硝酸銨的揮發(fā)性小很多—無爆炸性—不易流失—更有利于植被硫以硫酸鹽形式存在—硫?qū)Χ喾N作物是有價值的主要營養(yǎng)成份之一—彌補工業(yè)化國家土壤中日益缺乏的硫的不足—可被植物迅速利用—硫和氮的協(xié)同作用是緩釋聚合物應(yīng)用產(chǎn)品的理想原料是可靠的肥料混和顆粒原料MLX工藝在有效控制了酸性有害物質(zhì)排放的同時，并得到了高價值的氮硫肥料第20頁/共30頁21硫酸銨產(chǎn)品質(zhì)量特征

純度–99+%氮–21.0–21.1%硫–24.0–24.2%水不溶成分-<0.1%顏色–白色至淺褐色重金屬-<10ppm優(yōu)于肥料標(biāo)準(zhǔn)殘留水分多步干燥低于1.0wt%的濕氣用粘結(jié)劑包被便于儲存和處理顆粒大小1.0mm–3.5mm240–275SGN均一性–45-50可大批混合及直接使用硬度公認(rèn)的壓縮技術(shù)專業(yè)的產(chǎn)品淬水技術(shù)工業(yè)測試中1–3%的磨損易操作和運輸而不產(chǎn)生塵埃高質(zhì)量的商業(yè)產(chǎn)品第21頁/共30頁22優(yōu)化的硫酸銨FGD產(chǎn)品價值硫酸銨的兩種主要產(chǎn)品形式—標(biāo)準(zhǔn)級晶體(晶狀物)，具有糖一樣的外觀—1.0–3.5mm的粒狀產(chǎn)品，其大小可根據(jù)當(dāng)?shù)匾蠖淖儤?biāo)準(zhǔn)級產(chǎn)品可用作銨化的NPKS復(fù)合物產(chǎn)品的原料粒狀產(chǎn)品通常被混合起來用于各種土壤，可以根據(jù)土壤的成分、先前栽培的作物情況和本年度要栽培的目標(biāo)作物情況而準(zhǔn)確的訂制粒狀產(chǎn)品可使作物優(yōu)化營養(yǎng)的利用，同時最大限度的降低NPKS的非有效成分的利用MLX系統(tǒng)的靈活性保證了標(biāo)準(zhǔn)級和顆粒產(chǎn)品的生產(chǎn)第22頁/共30頁23硫酸銨市場展望緩釋多聚物添加至MLX產(chǎn)品來擴大市場中國每年缺口大于200萬噸的“S”肥料向拉丁美洲市場滲透是一種高級氮肥“硫”—比尿素?fù)]發(fā)性低—抗?jié)B透—“N”和“S“共作用—非爆炸性硫肥料市場展望—農(nóng)作物產(chǎn)量翻倍—1995年美國有一百二十萬噸“S”或四百八十萬噸的硫酸銨缺口—1995年全世界有六百六十萬噸“S”缺口—北美每年“S”的需求量按3%的速率增長農(nóng)作物消耗1Ib.“S”/5Ibs.“N”；目前消耗量僅是1/2Ib“S”/10Ibs.“N”

已內(nèi)酰胺合成的進(jìn)步降低硫酸銨的產(chǎn)量潛在的巨大硫酸銨市場第23頁/共30頁24硫酸銨及總氮(N)源硫酸銨產(chǎn)量氮肥料總產(chǎn)量(“N”源)結(jié)論：每500兆瓦硫酸銨車間(如硫含量為3%)代表大約3%的北美產(chǎn)量和0.6%的世界產(chǎn)量。硫酸銨將在它的含量值(僅指“N”含量值)與尿素、硝酸銨和其它氮源肥料相競爭。一旦在“N”值上形成競爭，那么每500兆瓦車間僅分別相當(dāng)于北美和世界容量的0.2%和0.04%。氮肥市場是硫酸銨出路的穩(wěn)固基礎(chǔ)第24頁/共30頁25在中國非常需要硫肥料的地區(qū)和農(nóng)作物地區(qū)農(nóng)作物江西?。黑M州，井岡山，營潭大米、芝麻、乳碗豆、大豆、油菜籽、蘿卜浙江?。合染闲←?、油菜籽、乳碗豆、大米福建省：大米湖南?。簾煵輳V西?。毫?、淶濱、柳城甘蔗、黃麻云南省：江川、德宏、楚雄大米廣東?。赫拷鹉z、荔枝湖北?。簠浅谴竺装不帐。和拖竺捉K?。号婵h大蒜吉林省：長春大米黑龍江?。汗枮I、雙城大米、玉米、油菜籽、亞麻陜西?。河窳?、米脂馬鈴薯、大豆、玉米、小麥、大米山西省：油菜籽、小麥、高梁、黍中國是大米、小麥、豆類、玉米、高梁、油菜籽的農(nóng)作物生產(chǎn)大國第25頁/共30頁26中國植物營養(yǎng)硫平衡的需求缺口圖2010年不足將達(dá)到290萬噸第26頁/共30頁27MLX公司硫酸銨技術(shù)服務(wù)環(huán)境解決方案概述MarsulexAS

脫硫工藝的優(yōu)點對微粒，SO2，濁度和CO2的高效控制技術(shù)對不同含硫量的燃料，SO2脫除率均高于98%達(dá)到>99%的可靠性和有效性極大的成本降低和顯著的凈實現(xiàn)值(NPV)遠(yuǎn)較LSFO更為優(yōu)越商業(yè)運行中證實了的技術(shù)，節(jié)約了廢物處理成本和潛在的責(zé)任有15年AS技術(shù)成功的歷史350兆瓦機組在DakotaGasif