澳門氨（ān）法與（yǔ）石灰石—石膏（gāo）法煙氣脫硫技術比較分析

澳門       隨著我國對大（dà）氣汙染和環境（jìng）保護的日益重視,煙氣（qì）脫硫（liú）技術得到了快速發展,脫硫技術越來越多（duō）,脫（tuō）硫（liú）效率也越來越高。目前,我國煙氣脫硫技術主要（yào）有幹法、半幹法和濕（shī）法三種。其中濕法（fǎ）脫硫工藝應用最（zuì）廣,濕法脫硫包括氨法（fǎ）(即氨（ān）-硫酸銨法)、石灰石法(石（shí）灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化物吸收（shōu）法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤（méi）化工行業多以氨法為主。

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　　1、 石灰石-石膏法脫硫（liú）技術特點
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）脫硫技術已有幾（jǐ）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-石膏法脫硫（liú）是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿液,不斷補（bǔ）充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向上流動北鄉下流動的循環漿液以逆流方式洗滌,循環漿液則通（tōng）過循環泵向上輸送到噴漿層內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收（shōu）塔底（dǐ）部與鼓入的氧化空氣發（fā）生化學反應,最終生成石膏。吸收塔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（zhēn）空過濾機過濾,得到含水量小於10%的石膏（gāo）。脫硫後的經驗起經兩級除霧器去除水分,通過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸收氧（yǎng）化係統（tǒng）、漿液製備係統、石膏脫水係統、排放係（xì）統等（děng）,脫硫效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫（liú）比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石（shí）膏。在不同的煙氣負荷及（jí）SO2濃度下均可保持較高的脫（tuō）硫效率和較好的係（xì）統穩（wěn）定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點（diǎn）
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣引入脫硫塔中,與循環吸收溶液逆（nì）流接觸（chù）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（xiàng）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（liú）塔打入母液箱,在進（jìn）入設置有抽真空係統（tǒng）的（de）政法結晶器,料液在70℃左右達到沸（fèi）點,比（bǐ）正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含固（gù）量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離（lí）後進入幹燥劑糟溜,得到含水率（lǜ）3%的硫酸銨產品。
 
　　氨（ān）法（fǎ）脫硫工（gōng）藝主要包括:煙氣係統、吸收（shōu）氧化係統、脫水係統等,脫（tuō）硫效率高達（dá）99%,並可同時（shí）脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為硫（liú）酸銨（ǎn）。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析（xī）
 
　　(1)石灰石—石膏（gāo）法（fǎ）占地麵積相對較大,幾乎（hū）是氨法的兩（liǎng）倍;(2)脫硫（liú）塔阻（zǔ）力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法（fǎ）漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨（ān）法脫硫效率高,且可脫（tuō）除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨（ǎn）和氯化銨等難以（yǐ）除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺（àn）結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備（bèi）國產化程度較石灰石（shí）—石膏法較低。
 
　　3.2 經（jīng）濟分析
 
　　石灰石（shí）—石膏法所用脫硫劑石灰石價（jià）格低廉,二氨法脫硫技（jì）術吸收（shōu）劑氨的費用較高,占運行成（chéng）本的比重較大。隨著工藝和設備國產化（huà）程度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降低,其運行費用主要集中在（zài）點好上,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產（chǎn）品硫酸銨（ǎn）售價在（zài）800～1000元/噸（dūn）,銷售收入（rù）可（kě）以抵消大部分脫硫成本,時期發電成本低於石灰（huī）石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高時（shí）,氨法脫硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全（quán）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（shí）灰石物化性質穩定,直接接（jiē）觸對（duì）人體無危害。加工（gōng）時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係（xì）統和（hé）皮膚,應佩戴防塵口罩予以防（fáng）護。石灰石不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈（liè）的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐（fǔ）蝕,極易溶於水（shuǐ）,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕作用（yòng）,高濃度的氨可引起化學（xué）性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引（yǐn）起反射性呼吸停止、心髒停（tíng）搏、直接（jiē）接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉（bì）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,應采取有效的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產（chǎn）品的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣（qì）脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫（liú）石膏對人體（tǐ）無直接危害,也不存在火災（zāi）、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也（yě）用作工（gōng）業材料,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶（yě）煉企業均運出廠外（wài）,填（tián）溝築路,覆土造田;或租地存放（fàng）,堆積如（rú）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,不屬於危險化學品,無燃燒、爆炸（zhà）、有毒等風險,使用安全、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝（yì）的安全性
 
　　與氨法（fǎ）煙氣脫（tuō）硫工藝（yì）相比,石灰石（shí）-石膏法不（bú）涉及易（yì）燃、易爆、有毒等危險作業,發生一般以上事故的可能（néng）性小,無特種工種,無危險工序,風險係數低,安全優（yōu）勢（shì）大,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事（shì）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（cǎi）用石灰石-石膏法脫硫技術（shù）。
 
　　3.3.4 環保（bǎo）性分析
 
　　(1)脫硫（liú）劑的環保性
 
　　石灰石屬於天然原（yuán）材料,隻需（xū）采取簡易的通風、防塵措施,對（duì）環境汙染和健（jiàn）康危害小。氨泄（xiè）漏（lòu）存在汙染作業環境和大氣（qì）環境的風險,可能危害人體健康和傷害（hài）動植物。氨（ān）水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石（shí）膏是工業廢渣,其回收利用已成為世界性難題,大多數情況下隻（zhī）能作為工業垃圾予以（yǐ）廢棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能;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用。顯然,硫酸銨的環保優（yōu）勢（shì）大大高於脫硫（liú）石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙（yān）氣脫硫工藝較石灰石（shí）-石膏（gāo）法脫硫工藝（yì）具備以下優勢:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣總（zǒng）排量少;二是無廢水（shuǐ）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
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優勢很大,主要（yào）是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源,符合循環經濟（jì）發展（zhǎn）戰略,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫（liú）技術所無法（fǎ）比擬的。尤其是氮肥和煤化（huà）工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑（jì）,既解決了廢水處理問題,回收但（dàn）資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全風險。這也是氮肥（féi）、焦化和煤（méi）化工等行業采用氨法煙氣脫硫技術為（wéi）主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需（xū）要進口,對外依存度高。與此（cǐ）同時,我國SO2排放（fàng）量卻高居世界首位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的進口（kǒu）量。通常,大氣中SO2主要來源（yuán）於煤炭（tàn）燃燒,占SO2總排（pái）量的94%,而火電廠SO2排放量又（yòu）占（zhàn）總排量的60%。這裏（lǐ）所指的SO2排放量不包含已轉（zhuǎn）化成（chéng）難以回用的脫硫石膏等含硫廢渣。同（tóng）時,我（wǒ）國優勢世界（jiè）氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有（yǒu）較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國（guó）國情、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議（yì）通過行政、立法等手（shǒu）段推廣和普及氨法（fǎ）石灰石（shí）-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫（tuō）硫改造。