茌平氨法與石灰石—石膏法煙（yān）氣脫硫技術比較分析

       隨著我國對大氣汙染和環境保護的（de）日益（yì）重視,煙氣脫（tuō）硫（liú）技術得到（dào）了快速（sù）發展,脫（tuō）硫技術越來越多,脫硫效率也越來越高。目前,我國煙（yān）氣脫硫技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其（qí）中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石（shí）灰石（shí）法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉（nà）堿與雙堿法)和（hé）金屬氧化物吸收法等,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（shí）灰石法主要應用在火電（diàn）、鋼鐵和有（yǒu）色冶煉行業,而氮（dàn）肥、焦化和煤化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技術特點（diǎn）
 
　　石灰（huī）石（shí）-石膏法脫硫技術（shù）已有（yǒu）幾十年的運行經驗,是目（mù）前世界技術上成熟、實用業績最多、運行（háng）狀況較穩定的脫硫工（gōng）藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰（huī）石漿（jiāng）液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向上流動北鄉（xiāng）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（sòng）到噴漿層內設置的（de）噴嘴噴射（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（hé）HF,同時生（shēng）成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧（yǎng）化空氣發生化學反應,最終生成石膏。吸收塔（tǎ）底（dǐ）部（bù）的石膏漿液先在水（shuǐ）力激流器中脫（tuō）水支含固（gù）量餘額40%,然後經帶（dài）式（shì）真空過濾機（jī）過濾,得到含水量小於10%的石膏。脫硫後的（de）經驗起經兩級除霧器去除（chú）水分（fèn）,通過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸（xī）收氧化（huà）係（xì）統、漿液製備係統、石膏脫水係統（tǒng）、排放（fàng）係統等（děng）,脫硫效率高達95%,吸收（shōu）器利用率90%,鈣硫比（bǐ）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（yān）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;脫硫後的淨煙氣（qì）經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶（róng）液由料液取出泵從（cóng）脫硫塔打入母液箱,在進入設置有抽真空係統的政法結晶（jīng）器,料液在（zài）70℃左右（yòu）達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大（dà）降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的硫酸銨料（liào）漿,經離心機進一步分離後進（jìn）入幹燥劑糟溜,得到含（hán）水率3%的硫（liú）酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要（yào）包括:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水係統等,脫硫（liú）效率高達99%,並可同時脫（tuō）除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫（tuō）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)石灰石—石膏法占地麵積（jī）相對較大（dà）,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎（hū）是（shì）氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大（dà）,耗（hào）電量較高;(4)氨法（fǎ）脫硫效率（lǜ）高,且可脫除部分（fèn）NOX;(5)氨法脫硫技術存（cún）在問題是愛（ài）出煙氣中的按（àn）生（shēng）成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以除去的（de）氣溶（róng）膠,造成氨損失和煙（yān）霧排（pái）放;硫胺結（jié）晶過程能耗大,對加（jiā）熱器材質要求較（jiào）高（gāo）;設備國（guó）產化（huà）程度較石灰石—石（shí）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（shí）價格低廉,二氨法脫硫（liú）技術吸（xī）收劑（jì）氨的費用較高,占運行成本的比重較大（dà）。隨著工藝和設備國產化程度的不斷提高（gāo）,石灰石—石膏法造價已大幅降（jiàng）低,其運行費用主要（yào）集中在點好上,因此進一步降低（dī）電耗是石灰石—石（shí）膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的（de）副產（chǎn）品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售（shòu）收入可以抵消大部（bù）分脫硫成（chéng）本,時（shí）期發電（diàn）成本低於石灰石—石膏法,可以預測（cè）當煙氣中（zhōng）SO2含量更高時,氨法脫硫項目有可能（néng）實現盈利。
 
　　3.3 安（ān）全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑（jì）的安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的（de）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。加工時有揚塵,會刺（cì）激眼睛（jīng）、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石灰（huī）石不屬於易燃（rán）、易爆（bào）、易（yì）中毒物品（pǐn）,便於（yú）運輸、加工和貯存（cún）,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮（pí）膚粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃度（dù）的氨（ān）可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入（rù）後可（kě）引起反射性呼吸停止、心髒停搏（bó）、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存（cún）在密閉容器和管道（dào）內,即使在使用過程中,也必須處於完（wán）好密閉狀態,應采取有效的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品（pǐn）的（de）安全性
 
　　石灰石-石（shí）膏法煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫（tuō）硫石（shí）膏對人體無（wú）直接危（wēi）害,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多用於（yú）建築行業,也用作工業材（cái）料,但（dàn）總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填（tián）溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積如山（shān）,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產（chǎn）品,廣泛應用（yòng）於農業生產,不屬於危（wēi）險（xiǎn）化學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使用安（ān）全（quán）、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的（de）安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相（xiàng）比,石灰石-石膏法不涉（shè）及（jí）易燃、易爆（bào）、有毒（dú）等危險（xiǎn）作業,發生（shēng）一般（bān）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（shì）非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為其安全風險大,事故（gù）幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本（běn）上不采用氨法而采用石灰石-石膏（gāo）法脫（tuō）硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的（de）環（huán）保（bǎo）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（kāng）危害小。氨泄漏存在汙染作業環境（jìng）和大氣環境的風險,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產（chǎn）品（pǐn）的環保性
 
　　脫（tuō）硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成為（wéi）世界性難題,大多數情況下隻能作為工業垃圾予（yǔ）以廢棄和（hé）存放,且隨時存在汙染環境的可（kě）能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業（yè）生產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫酸銨的環（huán）保優勢大大高於（yú）脫硫（liú）石膏。
 
　　(3)工（gōng）藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工（gōng）藝較石灰石-石膏法脫硫工藝具備以下（xià）優勢:一（yī）是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度（dù）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（pái）量很少,僅占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論（lùn）
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優勢很大,主要是變（biàn）廢為寶、低碳環保,可再生利用（yòng）硫資源,符合循環經濟發展（zhǎn）戰略,這是（shì）石灰（huī）石-石膏法煙（yān）氣脫硫技術所（suǒ）無法比（bǐ）擬的。尤其（qí）是氮（dàn）肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用（yòng）作脫硫劑,既解決了廢水（shuǐ）處理問題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲（chǔ）存和使用液氨的安（ān）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（zhǔ）的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,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（wèi）,提高SO2利用率可大（dà）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總排量（liàng）的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（huà）成難以回用的脫（tuō）硫（liú）石膏等含硫（liú）廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重（chóng）缺硫,硫銨具有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循（xún）環（huán）經濟（jì）發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政（zhèng）、立法等手段推（tuī）廣和普及氨法石灰石-石（shí）膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火（huǒ）電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。