長嶺氨法與石灰石—石（shí）膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我國對大氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣（qì）脫硫（liú）技術得到了（le）快速發展,脫硫（liú）技術越來越多,脫硫效率也越來越高。目前,我國煙（yān）氣脫（tuō）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（kuò）氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化物吸收法等（děng）,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石（shí）膏濕法脫硫工藝。石灰石（shí）法（fǎ）主（zhǔ）要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行（háng）業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以（yǐ）氨法（fǎ）為主。

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年的運行（háng）經驗（yàn）,是（shì）目前（qián）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-石膏法脫硫是把（bǎ）石灰石磨成粉後與水混合,職稱石（shí）灰石漿（jiāng）液,不斷補充道（dào）吸收塔內。煙氣（qì）在吸收塔內向上流動北鄉下流動的循（xún）環漿（jiāng）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（yè）體得以充（chōng）分接觸（chù）,一邊脫除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（shēng）化學反應,最終生成石膏。吸收塔底（dǐ）部的石（shí）膏漿液先（xiān）在水力激流器中脫水（shuǐ）支含固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得（dé）到含水量小於（yú）10%的石膏。脫（tuō）硫後的經驗（yàn）起經兩級除霧（wù）器去除水分,通過煙道進入煙囪排向大（dà）氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工（gōng）藝係統主（zhǔ）要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液製備係統、石膏脫水係統、排放係（xì）統等,脫硫效率高（gāo）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（tóng）的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較高的（de）脫硫效（xiào）率和較好（hǎo）的係統穩定性。
 
　　2、 氨法（fǎ）脫硫技術特點
 
　　氨法脫（tuō）硫工藝是將原煙氣引（yǐn）入脫硫塔（tǎ）中,與循環（huán）吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨（jìng）煙氣經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫（liú）酸銨（ǎn）在塔底被氧化成硫胺,35%的硫（liú）胺溶液由（yóu）料液（yè）取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入設置（zhì）有抽真空係統（tǒng）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（liàng）;蒸發潔淨器出口為（wéi）含固量（liàng）30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後（hòu）進（jìn）入幹燥劑（jì）糟溜,得到含水（shuǐ）率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙（yān）氣係統、吸收氧（yǎng）化係統、脫水係統等,脫硫效率高達（dá）99%,並可（kě）同時脫除20%左右（yòu）的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力僅（jǐn）約1kPa,脫硫副產品為（wéi）硫酸銨。
 
　　3、 綜（zōng）合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石（shí）灰石—石膏法占地麵積相對較大,幾乎是氨法的（de）兩倍;(2)脫硫（liú）塔阻力大,幾乎是氨（ān）法（fǎ）的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨（ān）法脫硫（liú）效（xiào）率高,且可脫除（chú）部分NOX;(5)氨法脫硫技術（shù）存在問題是愛出煙氣中的（de）按生成（chéng）亞硫（liú）酸銨、硫酸銨和（hé）氯化銨等（děng）難以除去的氣溶（róng）膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大（dà）,對加熱器（qì）材質要求較高;設備（bèi）國（guó）產（chǎn）化程度較石灰石（shí）—石膏法較低。
 
　　3.2 經（jīng）濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑（jì）石灰石價格低廉,二氨法（fǎ）脫硫技術吸（xī）收劑氨的費用較高,占運行成本的比重（chóng）較大。隨著工（gōng）藝和設備國產化程度的不斷提高,石（shí）灰石（shí）—石膏法造價已大幅降低,其運行費用主要集中在點好上,因此進一步降低電耗是（shì）石灰石—石膏法工（gōng）藝技改的（de）關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價（jià）在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部分（fèn）脫硫成本,時期發電成本低於（yú）石灰石—石（shí）膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫（tuō）硫項目有（yǒu）可能實現盈利。
 
　　3.3 安全（quán）性分析
 
　　3.3.1 脫（tuō）硫劑的安全性
 
　　石灰石法（fǎ）煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石灰石物化性（xìng）質穩定,直接接觸對人體無危害。加工時（shí）有揚（yáng）塵,會刺激眼（yǎn）睛、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、易爆、易中（zhōng）毒物品,便於運輸、加工和（hé）貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品（pǐn）,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易（yì）溶於水,對（duì）皮膚粘（zhān）膜有刺（cì）激和腐蝕作用,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（shè）性呼（hū）吸停止、心髒停搏、直接接觸時可致皮（pí）膚凍（dòng）傷。氨通常儲存在密閉容器和管道內,即使在使（shǐ）用過程中,也必須處於完好密閉狀態,應采取（qǔ）有效的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全（quán）性（xìng）
 
　　石灰石（shí）-石膏法（fǎ）煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體（tǐ）無直接（jiē）危害（hài）,也不存在（zài）火災、爆炸（zhà）和中毒危險,多用於建築行業,也用作工業材料,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠（chǎng）外,填溝築路,覆土造（zào）田;或租地存放,堆積如山,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛（fàn）應用於農業生產,不屬於危險化（huà）學品,無燃（rán）燒、爆炸、有毒等風險,使用（yòng）安全、可（kě）靠、無不良影響。
 
　　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（děng）危險作業,發生一般以上事故的可能性（xìng）小,無特（tè）種工種,無危（wēi）險工序,風險係數低,安全優勢大,尤其是非（fēi）化（huà）工從（cóng）業（yè）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（gāng）鐵和冶煉行業基本上不（bú）采用氨法而采用石灰石（shí）-石膏法（fǎ）脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析（xī）
 
　　(1)脫硫劑（jì）的環保性
 
　　石（shí）灰石屬於天然原（yuán）材料,隻需采取簡易的通風、防（fáng）塵措施,對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（qì）環境的風險,可能危害人體健康和（hé）傷害動植物。氨水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成為世界性難（nán）題,大多數情況下隻能作為工業（yè）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（shǐ）硫資源（yuán）得（dé）到再生利用。顯然,硫酸銨的環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨（ān）法煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法脫硫工藝具備以下優勢:一是（shì）大氣汙染小,無CO2排放（fàng）,SO2排放濃度低（dī）,尾氣總排量少;二是無廢水排放,無需（xū）處理;三是灰泥廢渣排量很（hěn）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（yōu）勢很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源,符合循（xún）環經濟發展戰略,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無法比擬的（de）。尤其是氮肥和煤化工（gōng）企業（yè）副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫（liú）劑,既解決了廢水處理（lǐ）問題,回收（shōu）但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全風險。這也是氮肥、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（guó）硫資（zī）源緊缺（quē）,60%需要進口,對外依存度高。與此同時,我國SO2排（pái）放量卻高居世界（jiè）首位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤炭燃燒,占SO2總（zǒng）排量的94%,而火電廠SO2排放量又（yòu）占總排量的60%。這裏所指的（de）SO2排放（fàng）量不包含已轉化成難以回（huí）用的脫硫石膏等（děng）含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫（liú）銨具有較大（dà）的市場潛力。氨（ān）法脫硫適合（hé）我國國情、負荷循環經濟發展（zhǎn）,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（ān）法石灰石-石膏法（fǎ）煙氣脫硫技術;鼓（gǔ）勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨（ān）法脫硫改造。

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