阿壩氨法與石（shí）灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我國對大氣汙染（rǎn）和環（huán）境保護的日益重視,煙氣脫（tuō）硫技術得到了快速（sù）發（fā）展,脫硫技術越來越多,脫硫效率也越來越高。目前,我國煙（yān）氣脫硫技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕法（fǎ）脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨法(即（jí）氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石（shí）膏法（fǎ）)、堿法(鈉堿與（yǔ）雙堿法)和金屬氧化物吸收法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕法脫硫（liú）工藝。石灰石法主要應用在（zài）火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工（gōng）行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石（shí）-石膏法脫硫（liú）技術特點
 
　　石（shí）灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年的運（yùn）行經驗,是目前世界技術上成熟、實用業績最多、運行狀況較（jiào）穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）脫硫是把（bǎ）石灰石磨成粉後與水混合,職稱石（shí）灰石漿液,不斷補充道吸收（shōu）塔內。煙氣（qì）在吸收（shōu）塔內向上流動北鄉下流動的循環漿液以（yǐ）逆流方式洗滌,循環（huán）漿液則通過循環（huán）泵向上輸送到噴漿層內設置的噴嘴噴射到（dào）吸收塔中,氣體（tǐ）和液體（tǐ）得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部與（yǔ）鼓入的氧化空氣（qì）發生化學反應（yīng）,最終生成石膏。吸收塔（tǎ）底部的石膏漿液先在水力激流器中脫水支含固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得到含水量小於10%的石膏。脫（tuō）硫後的經驗（yàn）起經兩級（jí）除霧器去除（chú）水分,通過（guò）煙道進（jìn）入煙囪排向（xiàng）大氣。
 
　　石灰石-石（shí）膏法脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸收氧化係（xì）統、漿液製備係統、石膏脫水（shuǐ）係統、排放係統等,脫硫效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較（jiào）高（gāo）的脫硫效率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工（gōng）藝是將原煙（yān）氣引入脫硫塔（tǎ）中,與循環吸收溶液（yè）逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫（liú）後的淨煙氣經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入設置有抽真空（kōng）係統的政法（fǎ）結晶器,料液在70℃左右達到沸點（diǎn）,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器（qì）出口為含固量30%的硫（liú）酸銨（ǎn）料漿,經離（lí）心機進一步分離後進入幹燥劑糟溜,得到（dào）含水率3%的（de）硫酸銨產品（pǐn）。
 
　　氨法脫（tuō）硫工（gōng）藝主要包括（kuò）:煙氣係統、吸收氧化係統（tǒng）、脫水係統等,脫硫效率高達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫（liú）塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為硫酸（suān）銨。
 
　　3、 綜（zōng）合分析
 
　　3.1 技（jì）術分析
 
　　(1)石灰石—石膏（gāo）法占（zhàn）地麵積相對（duì）較大,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法的兩倍（bèi）;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大,耗電量較（jiào）高;(4)氨法脫硫效率高,且（qiě）可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題（tí）是愛出煙氣中的按生成亞（yà）硫酸（suān）銨、硫酸銨和氯化銨（ǎn）等（děng）難（nán）以除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化程（chéng）度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟（jì）分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石灰（huī）石價格低廉,二氨法脫硫技（jì）術吸收劑氨的費用較高,占（zhàn）運行成本的比重較大（dà）。隨著工藝和設備（bèi）國產化程度的不（bú）斷提高,石灰石—石膏法造（zào）價已大幅降低,其運行費用主要集（jí）中在點好上,因此進一步降低電（diàn）耗是石灰石—石膏法（fǎ）工藝（yì）技（jì）改的關鍵。氨（ān）法脫硫（liú）技（jì）術的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部分（fèn）脫硫（liú）成本,時期發電成本低於（yú）石灰石—石膏法,可以預（yù）測當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石灰石物化性質穩定,直接接觸對人體無危害。加工時有揚塵（chén）,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石灰（huī）石不屬於易燃、易（yì）爆、易中毒（dú）物（wù）品（pǐn）,便（biàn）於運輸、加工和（hé）貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學（xué）品,有強烈的刺激氣味（wèi）,易燃、易（yì）爆、有毒（dú）、有腐蝕,極（jí）易溶於水,對皮膚粘膜有（yǒu）刺激和腐蝕作用,高濃度的氨可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起（qǐ）反射性呼吸停（tíng）止、心髒停搏、直接接觸（chù）時可致皮膚凍（dòng）傷。氨通常儲存在密閉容器和管道內,即使（shǐ）在使用過程中,也（yě）必須處於完好密閉狀態,應采取有效的安全措施予以防（fáng）範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石膏（gāo）法煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體（tǐ）無直接危害（hài）,也不存在火（huǒ）災、爆炸（zhà）和中毒危險,多用於建築行業,也用作工業材料,但總體消（xiāo）耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填（tián）溝築路,覆土造田;或租（zū）地存放,堆（duī）積如山,存在（zài）潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬於（yú）危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒（dú）等（děng）風險,使用安全、可（kě）靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨（ān）法煙氣脫硫工藝相比,石灰石-石膏法不涉及易燃、易（yì）爆、有毒等危險作業,發生一般以上事故（gù）的可能性小,無特種工種,無危險工序,風險係數低,安（ān）全優勢大,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為其安全風險大,事故幾（jǐ）率高（gāo）。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用氨法而采用石灰石-石膏法脫硫技（jì）術。
 
　　3.3.4 環保性分（fèn）析
 
　　(1)脫硫（liú）劑的環保性
 
　　石灰石（shí）屬於天然原材料,隻需采取簡易的通（tōng）風、防塵措施,對環境汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作業環境和大氣環境的風險,可能危害人體健康和傷害動（dòng）植物。氨水泄漏應及時用酸（suān）中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收（shōu）利用已成為世界性難題,大多數情況下隻能作為工業垃圾（jī）予以廢棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能（néng）;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業生產（chǎn）,使硫資源得到再生利（lì）用。顯然,硫酸銨（ǎn）的環（huán）保優勢大大高於脫硫石（shí）膏。
 
　　(3)工藝（yì）的環（huán）保性
 
　　氨法煙氣脫（tuō）硫工藝較石灰石（shí）-石膏法（fǎ）脫硫（liú）工藝具備以下優勢:一是大氣（qì）汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二是（shì）無廢（fèi）水排放,無需處理;三是灰泥廢渣排量很少,僅占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣（qì）脫硫的綜合優勢很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可（kě）再生利用硫資源,符合循環經濟發展戰略,這（zhè）是石灰石-石膏法煙氣（qì）脫硫（liú）技術所無法比擬的。尤（yóu）其（qí）是氮肥和煤化工企業副產（chǎn）5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既解決（jué）了廢水（shuǐ）處理問題,回收但資源,且（qiě）無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全風險。這也是氮肥、焦化（huà）和煤化工等行業采（cǎi）用氨法煙氣脫硫技（jì）術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫（liú）資源緊缺,60%需要進口,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放量卻高居世界首位,提高SO2利用率可大幅減少（shǎo）硫資源（yuán）的進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量（liàng）又占總排量的60%。這裏所指的SO2排放量不（bú）包含已轉化成難以（yǐ）回用的脫硫石膏（gāo）等含硫廢（fèi）渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫（liú）銨具有較大的市場（chǎng）潛力。氨（ān）法脫硫適合我國國情、負荷循環經（jīng）濟發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點（diǎn）,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立法等手段推（tuī）廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫（tuō）硫技術;鼓勵火（huǒ）電、鋼（gāng）鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫（tuō）硫改造。