赤壁氨（ān）法與石灰石—石膏法煙氣（qì）脫硫技術比較分析（xī）

赤壁       隨著我國對大氣汙染和（hé）環境（jìng）保護的日益重視,煙氣脫硫技術得到了快速發展（zhǎn）,脫硫技（jì）術越來（lái）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法、半幹法和濕法（fǎ）三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫（liú）包（bāo）括氨法(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,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是（shì）石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用（yòng）在火電、鋼鐵和（hé）有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以（yǐ）氨法為主。

赤壁

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石（shí）-石膏（gāo）法脫硫（liú）技（jì）術（shù）已有（yǒu）幾十年的運行經驗,是目前世界技（jì）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（gāo）法脫硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿（jiāng）液（yè）,不斷補充道吸收塔內。煙氣在（zài）吸收塔內（nèi）向上流動北鄉下流動的循環漿液以逆流方式洗滌,循環漿液則通過循環泵向上輸送到噴漿層內設置（zhì）的噴嘴噴射到吸收塔（tǎ）中（zhōng）,氣體（tǐ）和液體得（dé）以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同（tóng）時生成的CaSO4在吸收塔底部（bù）與鼓入的（de）氧化空（kōng）氣發生化學反應,最終生（shēng）成石膏。吸收塔底部的石膏漿液（yè）先（xiān）在水力激流器中脫水支含固量餘額40%,然後經帶式真（zhēn）空過濾機過（guò）濾,得到含水量小（xiǎo）於10%的石膏。脫硫後的經（jīng）驗起經兩級除霧（wù）器去除水分,通過（guò）煙道進入煙囪排向大氣（qì）。
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸收（shōu）氧化係統、漿液製備係統、石膏脫水係統、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（liú）塔阻力（lì）約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在（zài）不同的煙氣負荷及SO2濃度下（xià）均可保持較高的脫硫效率和較好的（de）係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工（gōng）藝是將原煙氣引入脫硫（liú）塔中,與循環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫（liú）後的淨煙氣（qì）經二級除霧（wù）器去除（chú）霧滴,由煙囪（cōng）排向大氣。亞（yà）硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的（de）硫胺溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入設置有抽真（zhēn）空係統（tǒng）的政法結晶（jīng）器,料液在70℃左（zuǒ）右達到沸點（diǎn）,比（bǐ）正常蒸發下降了40℃,大（dà）大降低了蒸汽用（yòng）量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的（de）硫酸銨料漿,經離心機進一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（yào）包（bāo）括:煙氣係（xì）統、吸收氧化（huà）係統、脫水係統等,脫（tuō）硫效率高達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力僅（jǐn）約1kPa,脫硫（liú）副產（chǎn）品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積（jī）相對（duì）較大,幾（jǐ）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（fǎ）漿液循環量大,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（liú）酸銨（ǎn）和氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱（rè）器（qì）材質要求較高（gāo）;設備國產化程（chéng）度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫硫技術吸收劑（jì）氨的費用較高,占運行成本的比重較大（dà）。隨著工藝和設備國（guó）產化程度的不斷提（tí）高,石灰石—石膏法造價已大幅降低,其運行費用主要集（jí）中在點好上,因此進一步降低（dī）電耗是（shì）石灰石—石膏法工藝技改（gǎi）的關鍵。氨（ān）法脫硫技術的副產品硫酸銨售價在（zài）800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部（bù）分脫（tuō）硫成本,時期發電成本低於石灰石—石膏法,可以預測當煙（yān）氣中（zhōng）SO2含量更高時,氨法脫硫項目有可能實現盈利（lì）。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石（shí）灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石灰石物化（huà）性質穩（wěn）定,直接接觸對人體無危害。加工時（shí）有揚塵,會刺激眼睛、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（yì）爆、易中毒物品,便於運輸、加工和貯存,使用安全可靠（kào）。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆（bào）、有毒、有腐蝕,極易溶（róng）於（yú）水,對（duì）皮膚粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃度的氨（ān）可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反射性呼吸停止、心髒（zāng）停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管道內,即使在使用過程（chéng）中,也必須處於（yú）完好密閉狀態,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-石膏法煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫石（shí）膏對人（rén）體無直接危害,也不存在火（huǒ）災、爆（bào）炸和中毒危險,多用（yòng）於建築（zhù）行業,也用作工業材（cái）料,但總體（tǐ）消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存（cún）放,堆積如山,存在潰壩、塌（tā）方的危險（xiǎn）,應予以（yǐ）防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒（dú）等風險,使用安全、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的（de）安全（quán）性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰石-石膏法不涉（shè）及易燃、易（yì）爆、有毒等危（wēi）險作業,發生一般以上事故的可（kě）能性小,無特種工（gōng）種,無危險（xiǎn）工序（xù）,風險係數低,安（ān）全優勢大,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為其安全風險大,事故幾率高。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（fǎ）脫硫技術（shù）。
 
　　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（cǎi）取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染（rǎn）和健康危害小。氨泄（xiè）漏存在汙染作業環境和大氣環境的風險,可能危害人體健康和傷害動植（zhí）物。氨水泄漏應及時用酸中和（hé）處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫（tuō）硫石膏（gāo）是工業廢渣,其回收利用已成為（wéi）世界性難題,大多數情況下隻（zhī）能作為工業垃圾予以廢棄和存放,且隨時存在汙染環（huán）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。顯然（rán）,硫酸銨的環保（bǎo）優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰（huī）石-石膏法脫硫工藝具備以下優勢:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾（wěi）氣總排量少;二是無廢水（shuǐ）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（fèn）析結（jié）論
 
　　氨（ān）法煙氣脫硫的綜合優勢很大,主要是變（biàn）廢（fèi）為寶、低（dī）碳環（huán）保,可再生利用硫資源,符合循環經濟發展戰略,這是石灰石-石膏（gāo）法煙氣脫硫技術（shù）所無法比擬的。尤其（qí）是氮肥和煤化工企業（yè）副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫（tuō）硫劑,既解決了（le）廢水處理問題,回（huí）收但資源,且無運輸（shū）、裝卸、儲存和使用液氨的安全風險。這也是氮肥（féi）、焦化（huà）和煤化（huà）工（gōng）等行業采用氨法煙氣脫硫（liú）技術為主的根本原因（yīn）。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存度高（gāo）。與此同時,我國SO2排放量卻高居世界首位,提高（gāo）SO2利用率可大幅減（jiǎn）少硫資（zī）源（yuán）的（de）進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤炭燃（rán）燒（shāo）,占SO2總（zǒng）排（pái）量的94%,而火電廠SO2排放量又占總排量（liàng）的60%。這裏所指的SO2排放量不包含已轉化成難（nán）以回用的脫（tuō）硫石膏等含硫廢渣。同時,我國（guó）優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市（shì）場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發展,而（ér）且具（jù）有脫硫脫硝（xiāo）一體化的特點,其應用前（qián）景將越來越廣（guǎng）闊。因此,建議通過（guò）行政、立法等（děng）手段推廣和普及氨法石灰石-石膏法煙（yān）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法脫硫改造。