电子束法烟气脱硫技术与产物硫胺的应用
1、中国土壤的缺硫情况
硫是继氮、磷、钾之后第4种作物需要的中量营养元素，其需要量与磷相当，对某些作物甚至超过磷。由于硫元素常随传统的含硫化肥(硫按、过磷酸钙等)进人农田，因而掩盖了土壤缺硫和对硫肥的需求。60年代以后，主要由于高浓度尿素的使用，随化肥施人的硫大量减少及农作物产量增加，自土壤吸收的硫也相应增加，因而造成世界范围较普遍的缺硫现象。
据我国13个省1023个县的8521个土壤样品的测定结果，有效硫低于临界值的样品有2671个，占样品总数的31.3%。据云南中南部、广东西部、广西东部及海南中南部20个州、地的1460个土壤样品公验结果，严重缺硫(有效硫小于10mg/kg)的土壤为42.9%，轻度缺硫(小于20mg/kg)的土壤为47.3%，不缺硫的土壤仅为9.8%。目前我国土壤中的硫主要通过施用普钙补充，普钙中含有13.9%的硫。1993年我国年产普钙折合为307.8万t，由此带入硫为270万t;施硫按60万t带入硫14万t;每年随50万t硫酸钾带入硫8万t，合计施硫292万t。
据分析，现在每年尚需补充120万t硫才能维持养分平衡。据不完全统计，自前全国有54个地区报道施硫肥对作物有增产效果，分布达17个省。施硫肥有效的农作物有20余种。施硫肥不仅增加作物产量，还能提高产品质量。如增加花生的含油量和蛋氨酸含量;增加油菜不饱和脂肪酸及亚油酸含量;提高水果的可溶糖含量和降低葡萄的酸度等。施硫肥还能增加作物的抗旱、抗寒性，控制作物病虫害，并有改良土壤的作用。
2、对硫胺的需求
硫胺主要作为化肥原料，它一直是我国的一个化肥品种，只是60年代以后用量大大减少。作为肥料，一是可以单独施用，如直接撒人水稻田;二是掺于其他肥料中制成复合肥。由于硫胺的热分解温度较高(约280℃)，在生产复合肥时，加人一定量的硫胺可以改善造粒性能，提高生产效率。硫胺的非化肥应用，如农药、粘胶纤维、含硫染料、橡胶制品、矿石浸取、食糖脱色等，也在大量增加，1991年这方面用量达150万t。
目前我国的土壤缺硫现象已经比较普遍。据美国硫研究所预测，假设中国的粮食产量每年仍以3%一4%的速度增产，而硫肥的消费仍保持现有水平，则到2000年，每年缺硫260万t;到2010年，每年缺硫410万t。若硫不能及时补充，将严重影响粮食等农作物产量。生产普钙需要硫酸，由于国内硫酸供应紧张，普钙的增产受到限制。目前国内无专门生产硫胺的厂，只是由焦化厂、冶炼厂的废气回收及生产的副产品，产量有限。1985年为60万t，1995年仅31万t，1998年54万t。硫钱适于做复合肥的原料，市场前景很好。
3、硫胺是生产复合肥的优质原料
中国氮肥产量及化肥消费量均居世界第一。目前，我国单位耕地面积的施肥量达293kg/hm2，其中主要是氮肥。氮素施用量超过世界平均水平3倍多。如美国的谷物产量比中国高10%，而每吨谷物的化肥投人量只有中国的1/3。中国的氮肥单位面积施用量是美国的4倍，而其他养分如磷、钾等则远低于美国。作物吸收氮素是有限的，若过量施用，则过量的氮素通过雨水渗人地下，引起地下水的硝酸盐污染。硝酸盐进入人体会在口腔和肠道中迅速转化为亚硝酸盐，并进一步形成亚硝基化合物，从而引起食道癌、胃癌等消化系统癌症。据中国农业科学院土壤肥料研究所连续3a对北京、天津、河北、山东等4省市的多个县、市的地下水和饮用水进行检测表明，在103个采样中，有49个水样的硝酸盐含量超过国际上通
常饮用水中50mg/L含量限值，26个水样超过100mg/L(中国饮用水中硝酸盐含量标准为80mg/L)，含量最高的达300~500mg/L。从这些情况不难看出，为提高单位面积产量，不只是增加化肥施用量，更重要的是注重科学施肥。今后要提倡测土平衡施肥，即对某地区的土壤养分及作物养分利用状况进行调查，针对土壤实测情况和作物不同需求配制各种复合肥和专用肥。特别要注意控制氮肥的用量，增加磷、钾及其他中微量元素的施用。
为适应农亚发展的需要，要提高高浓度化肥(如尿素、硝铵、磷钱、过磷酸钙等)和复合肥的比例。在发达国家，特别注重发展各种形式、不同养分和不同比例的复合肥，复合肥占化肥的比重达70%以上，而我国现在仅占10%左右。根据农业部的规划，到2000年，我国化肥总产量将达到1.44亿t(实物)，复合肥比例要提高到30%，即4300万t。作物需要的营养元素，除来自空气和水外，其他营养元素需要量占5，5%，氮/磷(或氮/硫)比为4:1。若以复合肥中一般加硫胺8%一10%计，则在规划的4300万t复合肥中，需硫胺约400万t，这样可增加硫素约100万t，约为2000年缺硫260万t的40%。硫胺还可作为生产忌氯经济作物(烟囱、茶叶、水果等)专用肥硫酸钾的优质原料。中国每年要进口50多万吨硫酸钾，以满足一些经济作物的需要。国际市场上硫酸钾比氯化钾价格高l倍，每吨约200美元以上。硫胺和氯化钾复分解反应可以生产硫酸钾并副产氮、钾复混肥。硫胺含21%的硫和24%的氮，具有良好的造粒性能，是生产多种复合肥的优良基础肥料。在复合肥市场上，硫胺比尿素、氯化铰、碳酸氢按等含氮肥料有明显的竞争优势。据国家化肥部门预测，硫胺每年可销售出500万t以上，市场前景很好。
4、潜在的硫资源
硫铁矿是我国目前主要的硫资源。但由于我国硫铁矿的硫品位较低约(约18%)，且多系地下开采，开采成本较高。尽管1991年我国硫铁矿的产量达570万t，但仍难以满足工农业发展对矿的需求。我国一个潜在的硫资源是一些含硫量很高的近海油、气田，但近期内尚不能实现大规模开采。另一个潜在的硫资源是燃煤烟气。1998年全国燃煤13.6亿t，其中火电燃煤约占36%，为4.90亿t，以后还会逐年增加。按燃煤平均含硫量1.2%计，则每年有约588万t硫随电厂烟气排放，这是一个比较现实的潜在硫资源。若用电子束脱硫，既净化了烟气，又可以方便地回收这部分硫，实现废气资源综合利用。1998年全国电力总装机容量为277GW，其中火电约205GW。在火电中200MW及以上机组约占45%，为92GW。若这些大机组中有10%采用电子束脱硫技术，脱硫率90%，则每年可脱除SO2104万t(假设煤中含硫量2.5%，机组年运行5000h)，耗液氨55万t(这个数字仅为我国1995年液氨产量的2%，为当年小型化肥厂液氨产量的3.5%)，可生产硫胺214万t。这样，可以大大缓解目前市场上硫胺的紧缺。
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