長興氨法與石灰石—石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（rì）益重視,煙（yān）氣（qì）脫（tuō）硫技術得到了快速發展,脫硫技術（shù）越來越多,脫硫效率也越來越（yuè）高。目前（qián）,我國煙氣脫硫技術主要（yào）有幹法、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（gāo）法（fǎ）)、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（yòng）的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝（yì）。石灰石（shí）法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行（háng）業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰（huī）石-石膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已有（yǒu）幾十年（nián）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（kuàng）較穩定的脫硫工（gōng）藝。
 
　　石灰石-石（shí）膏法脫硫是（shì）把石灰（huī）石磨成粉（fěn）後與水混合,職稱石灰（huī）石漿液（yè）,不斷補充道（dào）吸收塔內。煙氣在吸收塔內向上（shàng）流動北（běi）鄉下流動的循環漿（jiāng）液以逆流方式（shì）洗滌,循環漿液則通過循環泵向上輸（shū）送到噴漿層內設置（zhì）的噴嘴噴射到吸（xī）收（shōu）塔中,氣體和液體得以充分接觸（chù）,一邊脫（tuō）除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸（xī）收塔底部與鼓入的氧化（huà）空（kōng）氣發生化（huà）學（xué）反應,最終生（shēng）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%,然後經帶式真空過濾機過（guò）濾（lǜ）,得到含水（shuǐ）量小（xiǎo）於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級除霧器去除水分,通過（guò）煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏（gāo）法脫硫工藝係統主要包括:煙（yān）氣係統、吸收氧化係統、漿液製備係統、石（shí）膏脫水係統、排放係統等,脫硫效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫效率和（hé）較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣（qì）引入脫硫塔中（zhōng）,與循環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經二級除霧器（qì）去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫（liú）酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液（yè）由料液取出泵從脫硫塔打入（rù）母液箱,在進入設置有（yǒu）抽真空係統的政法（fǎ）結晶（jīng）器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降了（le）40℃,大大降低（dī）了蒸汽用量;蒸發（fā）潔淨器出口為（wéi）含固量30%的硫酸銨料漿,經離心機（jī）進一步分（fèn）離後（hòu）進入（rù）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（tóng）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（chǎn）品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合（hé）分析（xī）
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石（shí）—石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)石灰石—石膏法漿（jiāng）液循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和（hé）氯（lǜ）化（huà）銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化程度較石灰石—石膏法（fǎ）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）氨法脫硫技術吸收劑氨（ān）的費（fèi）用較（jiào）高（gāo）,占運（yùn）行成本的（de）比重較大。隨著工藝和設備國產化程度的不（bú）斷提高,石灰石（shí）—石膏法造價已大幅降低,其運行費用主要集中（zhōng）在點好上,因（yīn）此進一（yī）步降低電耗是石灰（huī）石—石膏法工藝（yì）技改（gǎi）的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元（yuán）/噸,銷售收入可以抵消大部（bù）分脫（tuō）硫成本,時期發電成（chéng）本低於石灰石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量（liàng）更高時（shí）,氨法脫硫項目有可能（néng）實現盈利。
 
　　3.3 安全性分（fèn）析
 
　　3.3.1 脫硫劑的（de）安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,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,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵（chén）口罩予以防護。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（ān）全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的（de）刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺激和腐（fǔ）蝕作（zuò）用,高濃度的氨可引起化學（xué）性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反射性呼吸停止、心髒停搏、直（zhí）接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管道內（nèi）,即使在使用過程中,也必（bì）須處於完好密閉狀（zhuàng）態,應采取有效的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的（de）產品是脫硫（liú）石膏,脫硫石膏對人（rén）體無直（zhí）接危害,也不（bú）存在火災、爆炸和中毒危險,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（chū）廠外,填溝築路,覆土造田（tián）;或租地存放,堆積如山（shān）,存在潰（kuì）壩、塌方的危（wēi）險,應予以防（fáng）範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險化學（xué）品,無燃燒、爆炸、有毒（dú）等風險,使用安全、可靠、無不（bú）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（bú）涉及易燃、易爆、有毒等危（wēi）險作業,發生一般以上事故的（de）可能（néng）性小,無特種工種,無危險工序（xù）,風險係數低,安全優勢大,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為（wéi）其安全（quán）風險大,事故幾（jǐ）率（lǜ）高。因此,火電、鋼鐵和冶（yě）煉行業基本上不采用（yòng）氨法而（ér）采用石（shí）灰石-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性（xìng）分析
 
　　(1)脫硫劑的環保（bǎo）性
 
　　石灰（huī）石屬於天然原材（cái）料,隻需采取簡易的通風、防塵（chén）措施,對環境（jìng）汙染和健康危害小。氨（ān）泄漏存在（zài）汙染作業環境和（hé）大氣環境（jìng）的風險,可能危害人體健康（kāng）和傷害動植物。氨水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的（de）環保性
 
　　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（lā）圾予以廢棄和存放,且隨時存在（zài）汙染環（huán）境的可能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應（yīng）用於農業生產,使硫資源得到再生利用。顯然（rán）,硫酸銨的環保優勢大大高於脫硫（liú）石（shí）膏。
 
　　(3)工藝（yì）的環保性
 
　　氨法煙氣脫（tuō）硫工藝較石灰石-石膏法脫硫（liú）工藝具備以下優勢:一（yī）是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣（qì）總排量少;二是無廢（fèi）水排放,無需處理;三是（shì）灰泥（ní）廢渣（zhā）排量（liàng）很少,僅占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法（fǎ）煙氣脫（tuō）硫的綜合優勢很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源（yuán）,符合循環經濟（jì）發展戰略,這是石灰石-石膏（gāo）法煙氣脫硫技術所無（wú）法比擬的。尤其是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑（jì）,既解決了廢水處理問題,回收但資源,且無運輸、裝卸（xiè）、儲存和使用液氨的安（ān）全風險。這也是氮肥、焦化和煤化工（gōng）等行業采用氨法煙氣脫硫技術為（wéi）主的根本原（yuán）因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進（jìn）口,對（duì）外依（yī）存度高。與（yǔ）此同時,我國SO2排（pái）放量卻高居世界首位,提高SO2利（lì）用率可大幅減少硫資源（yuán）的進口量。通常,大氣中SO2主（zhǔ）要來源於（yú）煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量（liàng）又占總排量的（de）60%。這裏所指（zhǐ）的SO2排放量不包含已轉化成難以回用的（de）脫（tuō）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（jù）有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負（fù）荷（hé）循環經濟發展,而（ér）且具有脫硫脫硝一體化的（de）特點,其（qí）應用前景將（jiāng）越來越廣（guǎng）闊。因此,建議通（tōng）過行政、立法等手段（duàn）推廣和（hé）普及氨法石灰石（shí）-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵（lì）火（huǒ）電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。

長興（xìng）