電子束法煙氣脫硫技術與中國的液氨市場
1、電子束脫硫對液氨的要求
加入的氨主要消耗于生成硫胺和硝銨,也有一定量的氨參與自由基反應。因此,在電子束脫硫過程中,氨提供了均相氣相化學反應與非均相氣相一粒子間轉化的聯系。加人的氨量與處理煙氣中SO2與NO、濃度有下列計量關系:
[NH3」=s([NO2」+2「SO2〕(式中,s是氨化學計量比,其典型值為0.5一1.0)
這里,氨成為體系中除空氣以外的最大量的微量氣體組分。電子束脫硫用氨量是較可觀的。對于不考慮脫硝的情況,每脫1tSO2,約需0.5t液氨。對于一個300MW的機組,年需液氨約1.6萬t(見圖12)。
2、中國液氨生產的基本情況
1990年世界合成氨產量為117石Mt,并有80%-90%供生產化肥。中國合成氨工業是本世紀30年代開始發展的。解放初期,中國年產合成氨僅1.1萬t。1957一1960年間,在吉林等地建成5座中型氨廠。
60年代初,又建成一批年產2.5一5.0萬t的合成氨裝置。特別是1958一1970年代,建成一大批年產3000~5OO0t的小型合成氨廠。70年代末,陸續引進13套年產30萬t合成氨的大型裝置,并配產48一52萬t尿素。除引進外,國內還進行了大型氮肥廠的國產化工作。自行設計和建造的年產30萬t合成氨裝置已在上海吳徑化工廠投產。歷經40多年的發展,我國合成氨產量不斷增加,1995年合成氨產量達2744萬t。目前中國合成氨產量居世界第一,約占世界合成氨產量的20%。圖13為1991-1995年中國合成氨產量。
3.中國合成氨工業的主要特點
規模特點:由于中國的農業主要是由分散的小農戶組成,在技術和經濟方面缺乏建設大廠的條件,因此,投資少、見效快的小型合成氨廠應運而生。1990年以前,中國有小型合成氨廠1200多個。
原料特點:50年代,我國合成氨原料以焦炭為主。50年代末,隨著鋼鐵工業發展,焦炭供不應求,改成以無煙煤為原料。我國無煙煤儲量豐富,達750億t。僅山西晉城就達682億t,年生產能力近400萬t。用無煙煤為原料制合成氨一直占總產量的55%一60%。從世界合成氨原料看,天然氣占75%,煤焦僅占10%。從技術經濟角度考慮,以天然氣為原料,技術簡單,經濟性好。但我國天然氣儲量僅幾十萬億m3,且主要集中在四川省。因此,以煤為合成氨原料,特別對中小企業,將長期不會改變。
化肥品種特點:多年來,我國化肥品種單一,氮肥占75%-80%,磷肥和鉀肥,特別是鉀肥和一些中微量元素化肥比例很低。在氮肥中,小型化肥廠生產的碳酸氫錢占50%以上,高于尿素的產量。復合肥產量更低,許多化肥品種仍依靠進口。1991年我國僅磷肥就進口500萬t,其中含硫200萬t。1995年1一7月,累計進口化肥1071萬t(實物),其中進口尿素347萬t,氯化鉀264萬t,硫酸鉀35萬t,復合肥373萬t,累計19.6億美元。碳錢由于含氮量低(17.7%)、易結塊、揮發性大,是一種低效化肥。國家計劃在“九五”期間要限制碳按產量,一部分小型氮肥廠轉產尿素,另一部分直接生產液氨,供各種形式的液氨用戶。目前國內合成氨廠的開工率平均不足80%,有些省市的小型合成氨廠的開工率僅40%。因此,液氨供給有較大的潛力。
4、可能的供氨途徑
(l)大中型合成氨廠可調劑部分液氨;(2)地域分布遼闊、產量占合成氨總產量近60%的小型合成氨廠,根據市場需要,可以方便地將碳鉸生產直接轉向為電廠煙氣脫硫提供液氨。在工藝上,將變換氣中CO2與氨反應生成碳按的“碳化”工序簡化為從變換氣中脫除CO2的“脫碳”工序,改造簡單易行。只要電廠與氨廠簽訂某種形式的合作合同,很容易實現所謂的“氨與硫胺聯產”。
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