昌（chāng）樂（lè）氨法與石（shí）灰石（shí）—石膏法煙氣脫硫（liú）技（jì）術比較分析

昌樂       隨著我國對（duì）大氣汙染和環境保護（hù）的日益重視,煙氣（qì）脫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幹（gàn）法、半幹（gàn）法和（hé）濕（shī）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（suān）銨法)、石灰石法(石灰（huī）石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金（jīn）屬氧化物吸收法等（děng）,我國90%以上的煙氣脫（tuō）硫工程（chéng）采用的是石灰石（shí）-石膏（gāo）濕法（fǎ）脫硫工藝（yì）。石灰石法（fǎ）主要應（yīng）用在火電、鋼（gāng）鐵（tiě）和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石（shí）-石膏法脫硫技術（shù）特點
 
　　石灰（huī）石-石膏法脫硫技術已有幾十年的（de）運行經（jīng）驗,是目（mù）前世（shì）界技（jì）術上（shàng）成熟、實用業績最多、運（yùn）行狀況（kuàng）較穩定的脫（tuō）硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把（bǎ）石灰石磨成（chéng）粉後與（yǔ）水混合,職稱石灰石（shí）漿液,不斷補充（chōng）道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向（xiàng）上流動北鄉下流動的（de）循環漿（jiāng）液（yè）以逆流方式洗（xǐ）滌,循環漿液則通過循環（huán）泵向（xiàng）上輸送到噴漿層內設（shè）置的噴嘴（zuǐ）噴射（shè）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（de）CaSO4在吸收塔底部與鼓入（rù）的氧化空氣發生化學反應,最終生成石（shí）膏。吸收塔底部的石（shí）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（dé）到含水（shuǐ）量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級（jí）除霧器去除水分,通過煙道進入煙囪排（pái）向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係（xì）統主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統（tǒng）、漿液製備係統、石膏（gāo）脫水係統、排放係統（tǒng）等（děng）,脫硫效率高達（dá）95%,吸收器（qì）利用率90%,鈣硫（liú）比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在（zài）不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保（bǎo）持較高的脫硫（liú）效率和較好的（de）係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣引入脫硫塔中,與循環（huán）吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫（liú）後的淨煙氣經（jīng）二級除霧器去除霧滴,由煙囪排（pái）向大氣。亞硫酸銨（ǎn）在塔底被氧化（huà）成硫胺,35%的硫胺溶（róng）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係統（tǒng）的政法結晶器,料液在70℃左右達到沸點,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（hán）固量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進入幹（gàn）燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸（suān）銨產（chǎn）品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸（xī）收氧化係統、脫水係統（tǒng）等,脫（tuō）硫效率高達（dá）99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副（fù）產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技（jì）術分析
 
　　(1)石灰石—石（shí）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（huī）石—石（shí）膏法漿（jiāng）液循（xún）環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高,且（qiě）可脫除部分NOX;(5)氨（ān）法脫硫技術存在（zài）問題是愛出煙氣中的按生成（chéng）亞硫酸銨、硫（liú）酸銨和氯化銨等難以除去（qù）的氣溶（róng）膠,造成（chéng）氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加（jiā）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 經濟分析
 
　　石（shí）灰石—石膏法所用（yòng）脫硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫硫技術吸（xī）收劑氨的費用較高,占（zhàn）運行（háng）成本的比重較（jiào）大。隨著工藝和設備國產化程度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降低,其運行費用主要（yào）集中在點好上,因此進一（yī）步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵（jiàn）。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入（rù）可以抵消大部分脫硫（liú）成本,時期發（fā）電成（chéng）本低於石（shí）灰石—石膏法,可以（yǐ）預測（cè）當煙氣中SO2含（hán）量更（gèng）高時,氨法脫（tuō）硫項目有可（kě）能實現盈利（lì）。
 
　　3.3 安全性（xìng）分析
 
　　3.3.1 脫（tuō）硫劑的安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫（liú）劑為石灰石,石灰石物（wù）化性質穩定,直（zhí）接接觸對人體無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛（jīng）、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石灰石不屬於易燃（rán）、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（yú）危險化（huà）學品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺（cì）激和腐蝕作（zuò）用,高濃度的氨（ān）可引起化學性（xìng）咽喉炎、肺（fèi）炎等,吸入後可引起反射性呼吸停（tíng）止、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存（cún）在密閉（bì）容（róng）器和管道內,即使（shǐ）在使用過程中,也必須處於完好密閉狀態,應采取有（yǒu）效的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰（huī）石-石膏法煙氣脫硫的產品是脫硫（liú）石膏,脫硫石膏對人體無直接（jiē）危害,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多用（yòng）於建築行（háng）業（yè）,也用作工業材料,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均（jun1）運（yùn）出廠（chǎng）外（wài）,填溝築路,覆土造田;或（huò）租地存（cún）放（fàng）,堆積如山,存在潰壩、塌方的危險,應（yīng）予以防（fáng）範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險（xiǎn）化學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使用安全、可（kě）靠、無不良（liáng）影響。
 
　　3.3.3 工（gōng）藝的安全性
 
　　與氨法煙（yān）氣脫（tuō）硫（liú）工藝（yì）相比（bǐ）,石灰石-石（shí）膏法不涉及（jí）易燃、易爆、有毒（dú）等危險作（zuò）業,發生一般以上事故的可能（néng）性小,無特種工種,無危險工（gōng）序,風險係數低,安全（quán）優勢大,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為（wéi）其安全風險大,事故幾率高（gāo）。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用（yòng）氨法而采用石灰石-石膏法脫硫技（jì）術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需采取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙（wū）染作業環境和大氣環（huán）境的風險,可能危害人體健康和（hé）傷害動植物。氨水泄漏（lòu）應及時用酸中和處（chù）理（lǐ）。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢（fèi）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業垃圾予以廢棄和存放,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,使硫資源得（dé）到再生利用（yòng）。顯然,硫酸銨的（de）環保優勢大大高（gāo）於脫硫石（shí）膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法脫硫工藝具備以下優勢（shì）: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（wéi）寶、低（dī）碳環保,可再生利用硫資源,符合循環經（jīng）濟發展戰略,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無法比擬（nǐ）的。尤其是氮肥和煤化（huà）工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既解決了廢水處理問題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液（yè）氨的安（ān）全風險（xiǎn）。這也是氮肥、焦化和煤化工等行業采用氨法（fǎ）煙氣脫硫技術（shù）為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國（guó）硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放量卻高居世界首位,提高SO2利用率可大幅減（jiǎn）少硫資源的進口量。通（tōng）常,大氣（qì）中SO2主（zhǔ）要來源於煤炭燃（rán）燒,占SO2總（zǒng）排量的（de）94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的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含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥（féi）大國,土壤嚴重缺（quē）硫,硫銨（ǎn）具（jù）有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發展,而且具有（yǒu）脫硫脫硝一（yī）體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行（háng）政、立法等（děng）手段推廣和普及氨法石灰石-石膏法煙（yān）氣脫（tuō）硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙（yān）氣脫硫項目的氨法脫硫改造。