電子束法煙氣脫硫技術(shù)與中國(guó)的液氨市場(chǎng)
1、電子束脫硫?qū)σ喊钡囊?/strong>
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(yīng)。因此,在電子束脫硫過(guò)程中,氨提供了均相氣相化學(xué)反應(yīng)與非均相氣相一粒子間轉(zhuǎn)化的聯(lián)系。加人的氨量與處理煙氣中SO2與NO、濃度有下列計(jì)量關(guān)系:
[NH3」=s([NO2」+2「SO2〕(式中,s是氨化學(xué)計(jì)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(duì)于不考慮脫硝的情況,每脫1tSO2,約需0.5t液氨。對(duì)于一個(gè)300MW的機(jī)組,年需液氨約1.6萬(wàn)t(見(jiàn)圖12)。
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2、中國(guó)液氨生產(chǎn)的基本情況
1990年世界合成氨產(chǎn)量為117石Mt,并有80%-90%供生產(chǎn)化肥。中國(guó)合成氨工業(yè)是本世紀(jì)30年代開始發(fā)展的。解放初期,中國(guó)年產(chǎn)合成氨僅1.1萬(wàn)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(chǎn)2.5一5.0萬(wàn)t的合成氨裝置。特別是1958一1970年代,建成一大批年產(chǎn)3000~5OO0t的小型合成氨廠。70年代末,陸續(xù)引進(jìn)13套年產(chǎn)30萬(wàn)t合成氨的大型裝置,并配產(chǎn)48一52萬(wàn)t尿素。除引進(jìn)外,國(guó)內(nèi)還進(jìn)行了大型氮肥廠的國(guó)產(chǎn)化工作。自行設(shè)計(jì)和建造的年產(chǎn)30萬(wàn)t合成氨裝置已在上海吳徑化工廠投產(chǎn)。歷經(jīng)40多年的發(fā)展,我國(guó)合成氨產(chǎn)量不斷增加,1995年合成氨產(chǎn)量達(dá)2744萬(wàn)t。目前中國(guó)合成氨產(chǎn)量居世界第一,約占世界合成氨產(chǎn)量的20%。圖13為1991-1995年中國(guó)合成氨產(chǎn)量。
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3.中國(guó)合成氨工業(yè)的主要特點(diǎn)
規(guī)模特點(diǎn):由于中國(guó)的農(nóng)業(yè)主要是由分散的小農(nóng)戶組成,在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面缺乏建設(shè)大廠的條件,因此,投資少、見(jiàn)效快的小型合成氨廠應(yīng)運(yùn)而生。1990年以前,中國(guó)有小型合成氨廠1200多個(gè)。
原料特點(diǎn):50年代,我國(guó)合成氨原料以焦炭為主。50年代末,隨著鋼鐵工業(yè)發(fā)展,焦炭供不應(yīng)求,改成以無(wú)煙煤為原料。我國(guó)無(wú)煙煤儲(chǔ)量豐富,達(dá)750億t。僅山西晉城就達(dá)682億t,年生產(chǎn)能力近400萬(wàn)t。用無(wú)煙煤為原料制合成氨一直占總產(chǎn)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(shù)經(jīng)濟(jì)角度考慮,以天然氣為原料,技術(shù)簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)性好。但我國(guó)天然氣儲(chǔ)量?jī)H幾十萬(wàn)億m3,且主要集中在四川省。因此,以煤為合成氨原料,特別對(duì)中小企業(yè),將長(zhǎng)期不會(huì)改變。
化肥品種特點(diǎn):多年來(lái),我國(guó)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(chǎn)的碳酸氫錢占50%以上,高于尿素的產(chǎn)量。復(fù)合肥產(chǎn)量更低,許多化肥品種仍依靠進(jìn)口。1991年我國(guó)僅磷肥就進(jìn)口500萬(wàn)t,其中含硫200萬(wàn)t。1995年1一7月,累計(jì)進(jìn)口化肥1071萬(wàn)t(實(shí)物),其中進(jìn)口尿素347萬(wàn)t,氯化鉀264萬(wàn)t,硫酸鉀35萬(wàn)t,復(fù)合肥373萬(wàn)t,累計(jì)19.6億美元。碳錢由于含氮量低(17.7%)、易結(jié)塊、揮發(fā)性大,是一種低效化肥。國(guó)家計(jì)劃在“九五”期間要限制碳按產(chǎn)量,一部分小型氮肥廠轉(zhuǎn)產(chǎn)尿素,另一部分直接生產(chǎn)液氨,供各種形式的液氨用戶。目前國(guó)內(nèi)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(diào)劑部分液氨;(2)地域分布遼闊、產(chǎn)量占合成氨總產(chǎn)量近60%的小型合成氨廠,根據(jù)市場(chǎng)需要,可以方便地將碳鉸生產(chǎn)直接轉(zhuǎn)向?yàn)殡姀S煙氣脫硫提供液氨。在工藝上,將變換氣中CO2與氨反應(yīng)生成碳按的“碳化”工序簡(jiǎn)化為從變換氣中脫除CO2的“脫碳”工序,改造簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)所謂的“氨與硫胺聯(lián)產(chǎn)”。

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