北海氨法與（yǔ）石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我國（guó）對大氣汙染和環境保護（hù）的日益重視,煙（yān）氣脫硫技術得到（dào）了快（kuài）速發展,脫硫技術越來越多,脫硫效率（lǜ）也（yě）越來越高。目前,我國煙氣（qì）脫硫（liú）技術（shù）主要有幹法、半（bàn）幹法（fǎ）和濕法三種。其（qí）中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨法(即氨（ān）-硫酸銨（ǎn）法)、石灰（huī）石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙（shuāng）堿法)和金屬氧化物吸收法等,我國（guó）90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕法（fǎ）脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電（diàn）、鋼鐵和有色冶（yě）煉行業,而氮（dàn）肥、焦化和（hé）煤化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰（huī）石-石膏法脫硫技（jì）術特點
 
　　石灰（huī）石-石膏法脫硫技術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（yùn）行狀況較穩定（dìng）的（de）脫硫工藝。
 
　　石灰（huī）石-石膏法脫硫是把（bǎ）石灰石磨成粉後與水混（hún）合,職稱（chēng）石灰石漿液,不斷補充道吸收塔內。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（fāng）式洗滌,循環漿液則通過循環（huán）泵向上輸送到噴漿層內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和液體得以充分接觸,一（yī）邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空氣發（fā）生化學反應,最終生成（chéng）石膏。吸收塔底部的石膏漿液先（xiān）在水力激流器中脫水支含固量餘額（é）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（qǐ）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（gāo）法脫硫工藝係統主（zhǔ）要包括:煙氣係統（tǒng）、吸收氧化係統、漿液製備係統、石膏脫（tuō）水係統（tǒng）、排放係統等,脫硫效率高達95%,吸收器（qì）利用率90%,鈣硫比低,脫（tuō）硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石（shí）膏（gāo）。在不同的（de）煙氣負荷及（jí）SO2濃度下均可保持較高的脫硫效率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技（jì）術（shù）特點
 
　　氨法脫（tuō）硫（liú）工藝是將（jiāng）原煙氣引入脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨（ǎn）;脫（tuō）硫（liú）後的淨煙（yān）氣經二（èr）級除霧（wù）器去除霧滴（dī）,由（yóu）煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫（liú）胺溶液由料液（yè）取出泵從脫硫塔打入母液（yè）箱,在進入設置有抽真（zhēn）空係統的政法結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口（kǒu）為含固量30%的硫（liú）酸銨料漿,經離心機進一（yī）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（kě）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、 綜合分（fèn）析
 
　　3.1 技（jì）術分析
 
　　(1)石（shí）灰石—石膏法占地麵積相對較大,幾乎是（shì）氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏（gāo）法漿液循環量大,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（jì）術存在問題是（shì）愛出（chū）煙氣中的按（àn）生成亞硫酸銨（ǎn）、硫酸銨和氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結（jié）晶過程能耗大,對加熱器材質要求較高;設（shè）備國產化程度較石灰石—石（shí）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格低廉（lián）,二（èr）氨法脫硫（liú）技術吸收劑（jì）氨的費用較（jiào）高,占運行成本的比重較大。隨著工（gōng）藝和設備國產（chǎn）化程度的不斷提高,石灰石—石（shí）膏法造價已大幅降低,其運行費用（yòng）主要集中在點好上,因此進一步降低電耗（hào）是石灰石—石膏法工藝（yì）技改的（de）關鍵。氨（ān）法脫硫技術（shù）的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵（dǐ）消大部分脫硫成本（běn）,時期發電成本低於石灰石—石（shí）膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫硫項目（mù）有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全（quán）性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石（shí）灰石,石灰石物化性質穩定,直接接觸對人體無危害。加工（gōng）時有揚塵,會刺激眼（yǎn）睛、呼吸（xī）係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石灰石不屬於（yú）易燃、易爆、易中（zhōng）毒物品,便於運輸、加工和貯存,使用安（ān）全可靠。
 
　　氨屬（shǔ）於危險化學品（pǐn）,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶（róng）於水,對皮膚粘膜有刺（cì）激和腐蝕作（zuò）用,高濃度的氨可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反射性呼吸（xī）停止、心髒停搏、直接接（jiē）觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管道（dào）內,即使在使用過程中,也必須處於（yú）完好密閉狀態,應采（cǎi）取有效的安（ān）全措（cuò）施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的（de）安全性
 
　　石灰石-石膏（gāo）法煙氣脫硫的產品是脫（tuō）硫（liú）石膏,脫（tuō）硫石膏對人體（tǐ）無直（zhí）接危害,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也（yě）用作工業材料,但（dàn）總體消耗量有限。火電、鋼（gāng）鐵和冶煉企業均運出廠外,填溝築路（lù）,覆（fù）土造田;或租地存放,堆積如（rú）山,存在潰壩、塌方的危險,應予（yǔ）以防範。硫酸（suān）銨（ǎn）為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險化（huà）學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使用安全、可靠、無不良（liáng）影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法（fǎ）煙氣脫硫工藝相比,石灰石-石（shí）膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生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,尤其是非化工從業人員（yuán）對“氨”的人事不（bú）足,認為其安全風險大,事（shì）故幾率（lǜ）高。因（yīn）此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用氨法而采用石（shí）灰石-石膏法脫（tuō）硫技術。
 
　　3.3.4 環保（bǎo）性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石屬於天然原材料（liào）,隻需采取簡易（yì）的通風、防塵措施,對（duì）環境汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作業（yè）環境和大氣環境的風險,可能危害（hài）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)產品的環保性
 
　　脫硫石膏（gāo）是工業廢（fèi）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,且隨時存在汙染環境的可能;而（ér）硫酸銨是化學肥料,廣（guǎng）泛應用於農業生產,使（shǐ）硫資（zī）源得到再生利用。顯然,硫酸銨的環保（bǎo）優勢大（dà）大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保（bǎo）性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石-石（shí）膏法脫硫工藝具備（bèi）以下優勢:一是大氣汙染小,無CO2排（pái）放（fàng）,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二是無（wú）廢水排放,無需處理;三是灰泥廢（fèi）渣排量很少,僅占脫硫（liú）石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨（ān）法煙氣脫硫的綜合優勢很大,主（zhǔ）要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源,符合循環經濟發展戰（zhàn）略,這是石（shí）灰石-石膏法煙氣脫硫技術所（suǒ）無法比（bǐ）擬的。尤其是氮肥和煤（méi）化工企（qǐ）業副產（chǎn）5%～8%廢氨水（shuǐ）,可（kě）直接（jiē）用（yòng）作脫（tuō）硫劑,既解（jiě）決了廢水處理問題,回（huí）收但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用（yòng）液氨的安全風險（xiǎn）。這（zhè）也（yě）是氮（dàn）肥（féi）、焦化（huà）和煤化工（gōng）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（wǒ）國硫資源緊缺,60%需要（yào）進口,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放量（liàng）卻高居世界首（shǒu）位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的進口（kǒu）量。通常,大（dà）氣中SO2主要來源（yuán）於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總排（pái）量的60%。這裏所指（zhǐ）的SO2排放量不（bú）包含已轉化成難以回用（yòng）的脫硫石膏等含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土（tǔ）壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的（de）市場潛力。氨法（fǎ）脫硫適（shì）合我國國情、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫脫（tuō）硝一體化的特點,其應用前景將越（yuè）來越廣闊。因此,建議通（tōng）過行政、立法（fǎ）等手段推廣和普及氨法（fǎ）石灰石-石膏法煙（yān）氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫（tuō）硫項目的（de）氨法脫硫改造（zào）。

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