几种石化企业电厂

·专题综述·
当代石油石化 ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ＆ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＴＯＤＡＹ
Ｖ０１．１６ ＮＯ．６ Ｊｕｎ．２００８
几种石化企业电厂 烟气脱硫技术成本比较及适用条件
李成益
（中国石化扬子石油化工有限公司发展计划部，江苏南京２１００４８）
摘要：从石化企业自备电厂的特点人手，对石化企业自备电厂烟气脱硫成本构成进行分析，根据国内 石化企业已建或在建的烟气脱硫装置的实际情况对脱硫成本进行了计算，对各方案的适用条件 进行了计算分析，提出了不同条件下的烟气脱硫解决方案。
销项税，即不用交纳城建维护税和教育费附加，也不 交纳增值税。 ２．２烟气脱硫成本的计算依据
有资料…介绍了相关的烟气脱硫机理及工艺
流程，因硫化钠一硫磺法报道极少，这里做补充说
明。硫化钠一硫磺法的基本反应方程式如下：
２Ｓ０２＋Ｎａ２Ｓ＿２Ｓ＋Ｎａ２Ｓ０４
（吸收）
Ｎａ２Ｓ０４＋４ＣＯ－－＋Ｎａ２Ｓ＋４Ｃ０２
２烟气脱硫成本的构成及计算依据 由于企业自备电厂的特点，决定了自备电厂的
单位脱硫成本计算方法也应有别于网上电厂。采用 单位二氧化硫的脱硫成本计算方法更能直观反映行 业特点。这是因为：网上电厂的脱硫成本对应于脱 硫电价补贴，而大部分企业自备电厂得不到这部分 补贴，对应的是二氧化硫排污费。 ２．１烟气脱硫成本构成
３．２氯的影响 氨一肥法和镁一肥法的副产品均作为肥料，
氨一肥法的副产品硫酸铵的质量标准（无论是国家 标准ＧＢ５３５—１ ９９５还是行业标准ＤＬ／Ｔ８０８—２００２） 中对氯没有质量要求。而目前国内硫酸镁肥料的质 量标准为企业标准。肥料级一水硫酸镁的主要质量
标准见表２。
表２肥料级一水硫酸镁的主要质量标准
图２脱硫剂实际消耗系数对脱硫成本的影响
由图２可见，氨一肥法和镁一肥法的脱硫成本 对脱硫剂的消耗系数较敏感。
３各种脱硫方法的适用条件 在上述讨论的６种烟气脱硫方案中，除氧化镁
（抛弃法）和半干法的副产品抛弃处置外，其他４种 方案的产品均为再利用，因此对烟气组成和脱硫剂 的组成有一定的要求。
３．１对烟气尘含量的要求 由于湿法脱硫能将烟气中携带的部分灰尘洗下
９６．Ｏ ９５．０ ９４．０ ９３．０ ９２．Ｏ ９１．０
石灰石粉中ＣａＣ０３含量，％
９４．３３ ９２．８４ ９１．３２ ８９．７６ ８８．１７ ８６．５５
４结论与建议 由于烟气脱硫成本与烟气中的ＳＯ：含量和方案
选择有关，因此，在选择脱硫方案时首先应考虑实际 生产过程中烟气ＳＯ：含量的最可能范围，从而为技 术路线的正确决策提供依据。
（再生）
烟气脱硫成本计算的原材料价格均按到厂价格
计算，副产品处理价格均按出厂价格计算。氨一肥
法和镁一肥法所产副产品均按肥料价格计算。脱硫 剂和副产品的品质与价格见表１。
表１脱硫剂和副产品的品质与价格
２．３几种烟气脱硫方法的脱硫成本计算结果 根据上述各参数可计算出不同烟气脱硫方案的
脱硫成本如图１。由图１可见，烟气脱硫成本除了与 技术路线选择有关外，还与烟气中的二氧化硫含量 有关。随着烟气中的二氧化硫含量的升高，脱硫成 本均呈现下降的趋势。在不同ＳＯ：含量区间，烟气 中的ＳＯ：含量低于８００ ｍｇ／Ｎｍ３时，以半干法成本最 低；Ｓ０２含量在８００～２ ６００ ｍｇ／Ｎｍ３时，镁一肥法的 成本最低，氨一肥法次之；当烟气中的ＳＯ：含量在大 于２ ６００ ｍｇ／Ｎｍ３时，硫化钠一硫磺法显示出低成本 优势，镁一肥法、氨一肥法依次垫后。在抛弃法中，
％
在不考虑脱硫剂本身带人氯的情况下，镁一肥法 对烟气中的氯含量与烟气中的ＳＯ：含量关系如图４。 随着烟气中ｓ０：含量提高，氯含量的允许值亦提高。
石膏中的残留氯要求小于１００ ｐｐｍ，如无废水 排放，烟气中的氯含量应控制在２ ｍｇ／Ｎｍ３以下。 当然，石膏中可熔物（Ｍｇ＋Ｎａ＋Ｋ）的质量指标也使 得石灰石一石膏法须通过废水排放，同时解决氯和 可熔物两个问题。因此，在副产品回收的方法中，须 高度重视烟气中氯含量，同时在脱硫剂采购中考虑 氯含量对后系统的影响。无论哪种技术路线，系统 中的氯离子含量高都将导致设备腐蚀加剧。
在镁一肥法中，脱硫剂氧化镁粉（通常为轻烧镁 粉）中的氯、固体不溶物等将影响硫镁肥的质量，氯含 量高将导致废水排放量增加和脱硫剂消耗量增加。
在氨一肥法中，如脱硫剂氨（或氨水）中含有还 原性物质，将影响亚硫酸铵的氧化率，有些有机物还
会影响副产品的质量。 表３原料中ＣａＣＯ，含量对产品质量的影响
产品中ＣａＳＯ。含量，％
石化企业自备电厂一般都采用热一电联产方
式，即：在夏季用电高峰期多发电，在冬季用汽高峰 期则多抽蒸汽，因此，为实现蒸汽能量的分级利用， 汽轮机均采用分级抽出。石化企业自备电厂多采用 母管制，锅炉与发电机不是一一对应。另外，为灵活 调节、避免对下游蒸汽用户的影响，企业自备电厂的 锅炉数量多、单台锅炉蒸发量也小。以中国石化为 例，２９家企业共有锅炉近２００台，总蒸发量３．６万 吨／时，其中２２０吨／时锅炉５０台，４１０吨／时锅炉２４ 台，扣除燃气（油）锅炉后，２２０吨／时和４１０吨／时燃 煤锅炉的蒸发能力占６０％以上。本文对中国石化 已建和在建的２２０吨／时锅炉和４１０吨／时锅炉的烟 气脱硫装置的脱硫成本进行了研究，旨对其他热电 厂烟气脱硫方案选择有所参考。
万方数据
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当代石油石化
烟气ｔ９￥０２含量（ｍｇ／Ｎｍ３）
图４烟气中氯最高含量
３．３烟气中其他杂质的影响 氨一肥法和镁一肥法的副产品均作为肥料。在
ＧＢ５３５—１９９５中对农用硫酸铵化肥的重金属含量未 作要求，国家标准化管理委员会于２００３年３月５ １３ 发布ＧＢ５３５—１９９５《硫酸铵》国家标准第１号修改 单，自２００３年７月１日起ＧＢ５３５—１９９５不适合烟气 脱硫副产硫铵，取而代之的是ＤＬ／Ｔ８０８—２００２。在 该标准中，也未对烟气脱硫副产硫酸铵的重金属含 量作要求。为防止长期使用副产硫酸铵导致区域重 金属（主要是指砷、铅等）积累而进入食物链，须对 原煤中的重金属进行分析，或对施肥区域的土壤定 期监测，以确保土壤生态的平衡。同样，副产品硫酸 镁（俗称硫镁肥）也应有类似的要求。 ３．４对脱硫剂纯度的要求
表１中的脱硫剂消耗系数为设计消耗系数，而 实际生产中由于各种原因，脱硫剂的实际消耗量会 高于设计系数，烟气中ＳＯ：含量为２ １００ ｍｇ／Ｎｍ３时 几种烟气脱硫方法的脱硫成本变化如图２。
万方数据
当代石油石化
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烟气中Ｓ０：含量（ｍｇ脯ｎ３） 图１烟气脱硫成本
一ｄ∞ ］Ｉ，恨一埒镁褥霉
烟气脱硫的总成本主要由以下几部分组成：主
收稿日期：２００８—０６—１２。 作者简介：李成益，高级工程师，１９８７年毕业于江苏化工学院有 机化工专业，现在扬子石油化工有限公司从事项目管理工作。 曾在一些专业刊物上发表过文章。
万方数据
李成益．几种石化企业电厂烟气脱硫技术成本比较及适用条件
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要原材料、辅助材料、燃料及动力、工资及福利、制造 费用、管理费用、财务费用、销售费用、副产品处理费 用（销售收入或处理费用）。各部分具体如下：
及福利按３万形（人·年）计算。
装置年操作时间按８ ０００小时计算。折旧平均 按１４年计算，检修维修费用按固定资产原值的３％ 计算，其他制造费按固定资产原值的０．４％计算，摊 销按１０年平均计算。
管理费用按装置定员２５ ０００形（人·年）计
算。销售费用：副产品有销售收入的按销售收入的 ０．５％计算。
副产品销售收入（或处置费用）：指副产品出厂
１石化企业自备电厂的特点 目前，网上电厂的脱硫成本计算均采用单位发
电量的脱硫成本，即烟气脱硫增加的成本分摊到单 位发电量。这是由于网上火电厂采用的是单元制模 式，无论机组采用哪种类型（超高压、亚临界或超临 界），其锅炉蒸发量和机组的发电量基本上是对应 的。网上火电厂的机组能力均朝着大型化方向 发展。
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有一定数量的杂质，同样影响着石膏的产品质量 （含量和色泽）。在原料中的ＣａＣＯ，含量为９３％时，
为满足产品中的ＣａＳＯ。含量达到９３％以上，烟气中 的最高尘含量如图３所示。
墨
翟
奢
＇删ｅｓ０２食＇－Ｍ（ｍｇ／Ｎｍ３）
图３脱硫副产品对烟气中尘含量的要求
注：①硫酸铵合格品的氮含量按２０．５％计算；②硫酸铵一级品的氮含量按２１．０％计算；③石灰石中的ＣａＣ０３含量按９３％，石膏 中的ＣａＳＯ。含量按９３％计算；④镁肥法的硫镁肥颗粒料的含量（酸溶ＭｇＯ）为大于或等于２５％，脱硫剂中的水不溶物不计； ⑤镁肥法的硫镁肥粉末料的含量（酸溶Ｍ９０）为大于或等于２７％，脱硫剂中的水不溶物不计；⑥镁肥法的硫镁肥颗粒料的含 量（酸溶Ｍ９０）为大于或等于２５％，脱硫剂中的水不溶物按５％计。
关键词：烟气脱硫脱硫成本硫酸铵石膏硫酸镁
随着《火电厂大气污染物排放标准》的实施，多 数电厂的燃煤锅炉需进行烟气脱硫改造。２００５年５ 月，国家发改委发布了《关于加快火电厂烟气脱硫 产业化发展的若干意见》，对火电厂烟气脱硫的技 术路线选择提出了原则性意见。目前，８０％以上的 网上大型火电厂采用了石灰石一石膏法．ｏ而对于化 工和石化行业，由于其机组能力偏小（一般为 ６０ＭＷ、锅炉蒸发能力２２０吨／时），不在《意见》规定 范围内，加上这些企业在原料和副产品的综合利用、 产品销售等方面有一定优势，在生产运行及管理方 面没有障碍，因此，化工及石化行业自备电厂的烟气 脱硫技术有更多选择余地。随着中国石化投入运行 的烟气脱硫装置数量的增加，不同工艺的烟气脱硫 条件下为便于比较，按照《中国石化集团公司项目 可行性研究技术经济参数与数据２００７》，对中国石 化已建和在建的几套烟气脱硫装置的脱硫成本进行 了测算，为今后同类装置技术路线比选提供依据。
价格或副产品委托处理的费用。燃料动力消耗价格
均按含税价计算，其中：电０．５９形千瓦时；水２．３４ 形吨；蒸汽１１３形吨。
流转税及附加则根据财税［２００４］２５号《关于部 分资源综合利用产品增值税政策的补充通知》，对 燃煤电厂烟气脱硫副产品实行增值税即征即退的政 策。根据计算，在所选的几种方法中，进项税均大于
半干法的脱硫成本略低于氧化镁（抛弃法）；氧化镁 （抛弃法）的成本略低于石灰石一石膏法，而ｓ０：含 量高于１ ４００ｍｇ／Ｎｍ３时氧化镁（抛弃法）的成本则略 高于石灰石一石膏法。
由图１还可见，有些方法脱硫成本的比较优势随 烟气中ｓＯ：含量变化而发生交替变化（先低后高或先 高后低），这说明各工艺均存在一定的适用范围。
硫酸铵、硫酸镁在水中的溶解度较高，烟气中的 尘虽对产品质量有影响，但可通过增设沉降分离等 设施将尘从系统中分离出来。因此，烟气中的尘含 量将直接影响副产品质量。由图３可见，烟气中的 允许尘含量与Ｓ０：含量呈一定的对应关系，即ＳＯ： 含量越高、尘含量的允许值相应提高。
国家标准ＧＢ２４４９—９２中硫磺合格品的灰分含 量要求小于０．０２％（ｗ／ｗ），按此计算，烟气中的尘 含量要求控制在很低的水平（一般在０．５８～４．１ｍｇ／ Ｎｍ３以下，图３中很难标注清楚）。因此系统中必 须设置尘过滤系统。
来而进入副产品，因此在脱硫系统中如未增设除尘 过滤设施，烟气中的尘含量将影响副产品质量。
根据实际生产经验，烟气中约６０％的粉尘在脱 硫过程中随喷淋液捕捉下来进入副产品石膏中，硫 酸钙在水中的溶解度稍小，要在石灰石一石膏法工 艺过程中去除粉尘较困难。另外，石灰石粉中也带
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万方数据
李成益．几种石化企业电厂烟气脱硫技术成本比较及适用条件
主要原材料：指脱硫剂（氨或氨水、石灰石粉或 熟石灰、氧化镁粉等）。辅助材料：指各类助剂、催 化剂、产品包装材料。燃料及动力：主要指由装置外 提供的水、循环水、电、蒸汽、风及燃料、氮气等。
工资及福利：指直接从事本装置的操作人员的 工资及福利。制造费用：包括折旧、检修维修、其他 制造费用。管理费用：按装置定员计算。财务费用： 因本项目为环保项目，没有赢利能力，固定资产投资 和流动资产投资均一次投入，不计贷款利息。工资
在不考虑烟气中尘含量时，石灰石粉中ＣａＣＯ。 含量与产品中ＣａＳＯ。含量的对应关系如表３。由表 ３可见，在不考虑烟气中的尘含量的情况下，为满足 脱硫石膏的含量要求，石灰石粉中的ＣａＣＯ，含量应 在８９．７６％以上。石灰石中的氯、可熔物（Ｍｇ＋Ｎａ ＋Ｋ）对石膏质量也有影响，上述杂质含量增加，废 水排放量也将增加。