白城氨法（fǎ）與石灰石—石膏（gāo）法煙氣脫硫技術比較分析

白城       隨著我國對大氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣（qì）脫（tuō）硫技術得到了快速發展,脫硫技術越來越多,脫硫效率也越來越高。目前,我國煙氣脫硫技術主要有（yǒu）幹法、半幹法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石（shí）灰石-石膏法（fǎ）)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化物（wù）吸收法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電（diàn）、鋼鐵和（hé）有色冶煉行業,而氮（dàn）肥、焦化和煤化（huà）工行業多以氨（ān）法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏法（fǎ）脫硫技術特點
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年（nián）的運行（háng）經驗,是目前世界（jiè）技術上成熟、實用業（yè）績最（zuì）多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石（shí）膏法脫硫是（shì）把石灰石（shí）磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿液,不斷補充道吸收塔（tǎ）內。煙氣在吸收（shōu）塔內向上流動北鄉下流動的循環漿液（yè）以逆流方式洗滌,循環漿液則通過循環泵向上輸送到噴漿層內設置的（de）噴嘴噴射到吸收塔（tǎ）中,氣體和液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同（tóng）時生成的CaSO4在吸收塔（tǎ）底部與鼓入的氧化空（kōng）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（zhī）含固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得（dé）到含水（shuǐ）量小（xiǎo）於10%的（de）石（shí）膏。脫硫（liú）後的經（jīng）驗起經兩（liǎng）級除霧器去除水分,通過煙道進入（rù）煙囪（cōng）排向大氣。
 
　　石灰石（shí）-石膏法脫硫工藝（yì）係統主（zhǔ）要包（bāo）括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液（yè）製備係統、石膏（gāo）脫水係統（tǒng）、排放係統等,脫（tuō）硫效率高達（dá）95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔（tǎ）阻力約2000kPa,脫硫副產品（pǐn）為石膏。在不同的煙（yān）氣負荷及SO2濃度（dù）下均可保持較高的（de）脫硫效率和較好的係統穩（wěn）定性。
 
　　2、 氨法脫硫技（jì）術特點
 
　　氨法脫（tuō）硫工藝是將原煙氣引入脫硫塔中,與循環吸收溶液逆（nì）流（liú）接觸反應生成亞硫酸銨;脫（tuō）硫（liú）後的淨（jìng）煙氣經（jīng）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（huà）成硫胺,35%的硫（liú）胺溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入設置（zhì）有抽真空係統的政（zhèng）法結晶器,料（liào）液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降（jiàng）低了蒸汽（qì）用量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的硫酸銨料漿,經（jīng）離心機進一步分離（lí）後進入幹燥劑糟溜（liū）,得到含水率3%的硫酸銨（ǎn）產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要（yào）包括: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（zǔ）力僅約1kPa,脫硫副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜（zōng）合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏（gāo）法占地麵積相對較（jiào）大,幾乎是氨（ān）法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法的（de）兩倍;(3)石灰石（shí）—石膏法漿（jiāng）液（yè）循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效（xiào）率高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛出煙氣（qì）中（zhōng）的（de）按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以除去的（de）氣溶膠,造成氨損失和煙霧排（pái）放;硫胺結晶（jīng）過程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分（fèn）析
 
　　石灰石—石膏法所用（yòng）脫硫劑石灰（huī）石價格（gé）低廉,二氨法脫硫技術（shù）吸收劑（jì）氨的（de）費用（yòng）較高,占運行成本的比重較大。隨著工藝和設備（bèi）國產化程度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降低（dī）,其運行費用主要集中在點（diǎn）好（hǎo）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品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收（shōu）入可以抵消大部分脫硫成本,時期發電（diàn）成本低於石灰石—石膏法,可（kě）以預測當煙氣中（zhōng）SO2含量更高時（shí）,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（liú）所使用（yòng）的脫（tuō）硫（liú）劑為石灰石,石灰石物（wù）化性質穩定,直接接觸對人體（tǐ）無（wú）危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼（hū）吸係統和皮膚,應佩戴防塵（chén）口（kǒu）罩予以防護。石灰石（shí）不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工和貯存,使（shǐ）用安全可靠。
 
　　氨（ān）屬於危險化學品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水（shuǐ）,對皮膚粘膜（mó）有刺激和腐蝕（shí）作用,高濃度的氨（ān）可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反射性呼吸停止（zhǐ）、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常（cháng）儲存（cún）在密閉容器和管道（dào）內,即使在使用過程中,也必須處於完好（hǎo）密（mì）閉狀態,應采取有效的安全措（cuò）施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰（huī）石-石膏法煙氣脫（tuō）硫的產（chǎn）品是脫硫石膏,脫硫（liú）石（shí）膏對人體無直接危害,也不存在火災、爆炸和中毒危（wēi）險,多用於建築行業,也用作工業材料,但（dàn）總體消（xiāo）耗量有限。火（huǒ）電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外（wài）,填溝築（zhù）路,覆土造田;或租地存放,堆積如山,存在潰壩、塌（tā）方的危（wēi）險,應予（yǔ）以防範（fàn）。硫酸（suān）銨為工業產品,廣（guǎng）泛應（yīng）用於農業生產,不（bú）屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使用安全、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫工（gōng）藝相比,石（shí）灰石-石（shí）膏法不（bú）涉及易燃（rán）、易爆、有（yǒu）毒等危險作業,發生一般以上事故的可能性小（xiǎo）,無特種工種（zhǒng）,無危險工序,風險係數低,安全優勢大,尤其是非化工（gōng）從（cóng）業人員對“氨”的人事不足,認為（wéi）其安（ān）全風險（xiǎn）大（dà）,事故（gù）幾（jǐ）率（lǜ）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 環保性分析
 
　　(1)脫（tuō）硫劑的環保性（xìng）
 
　　石灰石（shí）屬於天然原材料,隻需采取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染和健康危害（hài）小。氨泄（xiè）漏存在汙染作業環境和（hé）大氣環境的風險,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏（lòu）應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產（chǎn）品的環（huán）保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成為世界性難題,大多數情況下隻能作為工業垃圾予以廢棄和存放,且（qiě）隨時存在汙染（rǎn）環境的可能;而（ér）硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業生產,使硫資源得（dé）到再生利用。顯然,硫酸銨的（de）環保（bǎo）優勢大（dà）大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙（yān）氣脫硫工藝較石灰石-石（shí）膏法（fǎ）脫硫（liú）工藝具備以下優勢:一是大（dà）氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二是無廢（fèi）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（liàng）的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法（fǎ）煙（yān）氣脫硫的綜合優勢很大,主要是變廢為寶（bǎo）、低碳環保（bǎo）,可再生利用硫資源,符合循（xún）環經濟發展戰（zhàn）略,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無法比擬（nǐ）的。尤其是氮肥（féi）和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接（jiē）用作脫硫劑,既解決了廢水處理（lǐ）問題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液（yè）氨的安全風險。這也是氮肥、焦化和煤（méi）化工等（děng）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（kǒu）,對外依存度高。與此同（tóng）時（shí）,我國SO2排放量卻高居世（shì）界首位,提（tí）高SO2利用率可大幅減少硫資源的進口量。通（tōng）常,大氣中SO2主要來源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火（huǒ）電廠SO2排放（fàng）量又占總排量的60%。這（zhè）裏所指的SO2排放量不包含已轉化成難以回用的脫硫石膏等（děng）含（hán）硫（liú）廢渣（zhā）。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具（jù）有較大的市場潛力。氨法脫硫適（shì）合我國（guó）國情（qíng）、負荷（hé）循環經濟發展,而且具有脫硫脫硝一體化（huà）的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立法等手段推廣和普及氨法（fǎ）石灰石-石膏法煙氣（qì）脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業（yè）實施煙氣脫硫（liú）項目的氨法脫硫改（gǎi）造。