安陸氨法與石灰石（shí）—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我國（guó）對大氣汙染和（hé）環境保（bǎo）護的日益重視,煙（yān）氣脫硫技術得到（dào）了（le）快速發展,脫硫技術（shù）越來越多,脫硫效率（lǜ）也（yě）越來越高。目前,我國煙氣脫硫技術主要（yào）有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕法脫硫（liú）工藝應用最廣（guǎng）,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫（liú）酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙（shuāng）堿法)和金屬氧化物吸（xī）收法等,我國90%以上的煙氣（qì）脫硫工程采用的（de）是石灰石-石膏濕法脫硫工藝（yì）。石灰石法主要應用在（zài）火電、鋼鐵和（hé）有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏法（fǎ）脫硫技術特點
 
　　石（shí）灰石-石膏法脫硫技（jì）術（shù）已有幾十年的運行經驗,是目前世界技術上成熟、實用業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫（tuō）硫是把石灰石磨成粉（fěn）後與水混合,職稱石灰石漿液,不（bú）斷補充道吸收塔內。煙氣在吸收（shōu）塔內向上流（liú）動（dòng）北鄉下流（liú）動的循環漿液以逆流方（fāng）式洗滌,循環漿液則通過循環泵向上輸送（sòng）到噴漿層內設置的噴嘴噴射到（dào）吸收塔中（zhōng）,氣體和液體得以充分接觸,一邊脫除（chú）SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空（kōng）氣發生化學反應,最（zuì）終生成石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在水力激流器中脫（tuō）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。脫硫後的經驗起經兩級除霧器去除水分,通過煙道進入煙（yān）囪（cōng）排向大氣。
 
　　石（shí）灰石-石膏法脫硫工（gōng）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（tuō）水係統、排放係（xì）統等,脫硫效率高達（dá）95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻（zǔ）力約2000kPa,脫硫（liú）副產品為石（shí）膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保（bǎo）持較高的脫（tuō）硫效率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨（ān）法脫（tuō）硫技術（shù）特點
 
　　氨法脫硫（liú）工藝（yì）是將原（yuán）煙氣引入脫硫塔中,與循環吸收（shōu）溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙（yān）氣經二級除（chú）霧器去除霧（wù）滴（dī）,由煙囪排向（xiàng）大（dà）氣。亞硫（liú）酸銨在塔底被氧化成（chéng）硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母液（yè）箱,在進入設置有抽真空係統的政法（fǎ）結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下（xià）降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器（qì）出口為含（hán）固量30%的（de）硫酸（suān）銨（ǎn）料漿,經離心機（jī）進一步分離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包（bāo）括:煙氣係統、吸收氧化係統、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%脫硫塔阻力（lì）僅（jǐn）約1kPa,脫硫副產品（pǐn）為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分（fèn）析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相對較大,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石（shí）膏法漿液循環（huán）量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫（liú）效（xiào）率高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術（shù）存在問題是愛出煙氣中的按生成（chéng）亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以除去（qù）的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能（néng）耗大,對加熱器材（cái）質要求較高（gāo）;設備國產化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石灰石價（jià）格低廉,二氨法（fǎ）脫硫技術吸收劑氨的費用（yòng）較高（gāo）,占（zhàn）運（yùn）行成本的比重較大。隨著工藝和設備國產化程度的不斷提（tí）高,石（shí）灰石—石膏法造（zào）價已大幅降低,其運行費用（yòng）主（zhǔ）要集中在（zài）點好上,因此進一步降低電耗（hào）是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的（de）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）脫硫成本（běn）,時期發電成本（běn）低於（yú）石灰石—石膏法,可以預測當（dāng）煙氣中SO2含量更高時,氨法脫硫項目有（yǒu）可能實現盈利（lì）。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的（de）安全性
 
　　石灰石法煙（yān）氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石（shí）灰石（shí）物化性質穩定,直接接觸對（duì）人體（tǐ）無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統（tǒng）和皮膚,應佩戴防塵口罩予（yǔ）以防護。石灰石（shí）不屬於易（yì）燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加（jiā）工和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於（yú）危險化學品,有強（qiáng）烈的刺激氣味（wèi）,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於（yú）水,對皮膚粘膜有刺（cì）激（jī）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（hòu）可引起反（fǎn）射性呼（hū）吸停（tíng）止、心髒停搏、直接接（jiē）觸時（shí）可致皮膚凍（dòng）傷。氨通常儲存在密閉容器和管道內,即使在使用過程中,也必須處於完好密閉狀態,應采取有效的安（ān）全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙（yān）氣脫硫的產（chǎn）品是脫硫石膏（gāo）,脫硫石膏對人體無直接危害,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（cái）料,但總體消耗量（liàng）有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均（jun1）運出廠外,填溝築（zhù）路,覆（fù）土造田;或（huò）租地存放,堆積如山,存在潰壩、塌（tā）方的危險,應予以（yǐ）防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應（yīng）用（yòng）於農業生產,不屬於危險（xiǎn）化學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使用（yòng）安全、可靠、無（wú）不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生（shēng）一般以上事故的可能性小,無特種工種,無危險工序,風險係數低,安全優勢大,尤（yóu）其是非（fēi）化工從業人（rén）員對“氨”的人事不足,認為其安全風險大,事故幾率高。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-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性（xìng）分析
 
　　(1)脫（tuō）硫劑的（de）環保性
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需采（cǎi）取簡（jiǎn）易的通風、防塵措施,對環境汙染（rǎn）和健康危害（hài）小。氨泄漏存在汙染作業環境（jìng）和大氣環境的風險,可能危害人體健康（kāng）和傷害動植物。氨水泄漏（lòu）應及（jí）時用（yòng）酸中（zhōng）和處理。
 
　　(2)產品的環（huán）保性
 
　　脫硫石膏是工業（yè）廢渣,其回收利用（yòng）已成為世界性難題,大多數情況下隻能作為工（gōng）業垃圾予以廢棄和存放,且隨（suí）時（shí）存在汙染環境的可能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於（yú）農業生產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫（liú）酸銨的環保優勢（shì）大（dà）大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環（huán）保性（xìng）
 
　　氨法煙氣（qì）脫（tuō）硫工藝較石（shí）灰石-石膏法脫硫工藝具（jù）備以下優勢:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二是無廢水排放,無需處理;三是灰泥廢渣排量（liàng）很少,僅占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優勢很大,主要是變廢為寶、低碳環（huán）保,可再生利用硫資源,符合循環經濟發展戰略,這是石灰石（shí）-石膏法煙氣脫硫技術（shù）所無法比擬的。尤（yóu）其是氮肥和煤化工企業副（fù）產（chǎn）5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既（jì）解決了廢水處理問題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲存（cún）和（hé）使用液氨的安全風險。這也是氮肥、焦化和煤化工等行業采用氨法煙氣脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放量卻高（gāo）居世界首位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的進（jìn）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排放量又占總排量的60%。這裏所指的SO2排放量（liàng）不包含已轉化成難以回用的脫硫石膏等含（hán）硫廢渣。同時,我國優勢世（shì）界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場潛力（lì）。氨法脫硫（liú）適合我（wǒ）國國情、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其應用前（qián）景將越來（lái）越（yuè）廣闊。因此,建議通過行（háng）政、立法等（děng）手段（duàn）推廣和普及氨（ān）法石（shí）灰石-石膏（gāo）法煙（yān）氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。

安陸