德陽（yáng）氨法與石灰石（shí）—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我（wǒ）國對大氣汙染和環境保護的日益重視（shì）,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術越來越多（duō）,脫硫效率也越來越高。目（mù）前,我國煙氣脫硫技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕法脫硫（liú）工藝（yì）應用最廣,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法（fǎ）)、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（shōu）法等（děng）,我國（guó）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。石灰石法主要應用（yòng）在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤（méi）化工行業多以氨法為（wéi）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（yǐ）有幾十年的運行經（jīng）驗,是目前世（shì）界技術上成熟、實用業績最多、運行狀（zhuàng）況較穩（wěn）定的脫硫工藝。
 
　　石灰（huī）石-石膏法（fǎ）脫硫是把（bǎ）石灰石（shí）磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內（nèi）向上流動北鄉下流動的循環漿液以逆（nì）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的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和（hé）液體得以充分接觸,一邊（biān）脫除（chú）SO2、SO3、HCI和（hé）HF,同時（shí）生（shēng）成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空氣發生化（huà）學反應,最終生成石膏。吸收塔底（dǐ）部的石膏漿液先在水力激流器中脫水（shuǐ）支含固量餘額40%,然（rán）後經帶式真空過濾機過濾,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（qù）除水分,通過煙（yān）道進入煙囪排（pái）向大氣。
 
　　石（shí）灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液製（zhì）備係統、石膏脫水係統、排（pái）放係統等,脫硫（liú）效（xiào）率（lǜ）高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫（tuō）硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品（pǐn）為石膏。在不同的（de）煙氣負荷及SO2濃（nóng）度下均可保持較高的脫硫效率（lǜ）和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法（fǎ）脫硫技術特點
 
　　氨法（fǎ）脫硫工藝是將原煙氣引入（rù）脫硫塔中,與（yǔ）循環吸收溶液逆（nì）流接觸反（fǎn）應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經（jīng）二級除（chú）霧器去除霧滴,由煙囪（cōng）排向大氣（qì）。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母（mǔ）液箱,在進入設置有抽真空係統的政法結晶器,料液（yè）在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大（dà）降低了（le）蒸汽用量（liàng）;蒸發潔淨器出（chū）口為含固量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進（jìn）入（rù）幹（gàn）燥劑糟溜,得到含水率3%的（de）硫酸銨產（chǎn）品（pǐn）。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸（xī）收氧化係統、脫水係統等,脫硫效率（lǜ）高達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為（wéi）硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分（fèn）析
 
　　(1)石灰石—石膏法占（zhàn）地麵積相（xiàng）對較大,幾乎是氨（ān）法的兩倍（bèi）;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是（shì）氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法（fǎ）漿液（yè）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（tuō）硫技術存在問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨（ǎn）、硫酸銨和氯化銨等難以除去的氣溶（róng）膠,造成（chéng）氨（ān）損失和煙霧排放;硫胺結晶過（guò）程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化程度（dù）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氨的費用較高,占運行成本的（de）比重較大。隨（suí）著工藝和設備國產化程度的不斷提高,石（shí）灰石—石膏法（fǎ）造價已大幅降低（dī）,其運行（háng）費用主要集中在點好上,因此進一步降低電耗是石灰石（shí）—石膏法工藝技改的（de）關鍵。氨法脫硫技術的（de）副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可（kě）以抵消大部分（fèn）脫硫成本,時期發（fā）電成本低於石灰石—石（shí）膏法,可（kě）以預測當煙氣（qì）中SO2含量更高時,氨法脫硫項（xiàng）目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全（quán）性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所（suǒ）使用的脫硫劑為石灰石,石（shí）灰石物化性質穩定,直接接觸對人（rén）體（tǐ）無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼（hū）吸係統和皮膚,應佩戴防塵口（kǒu）罩予以防護。石灰（huī）石不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於（yú）危險（xiǎn）化學品,有強烈的刺激氣味,易（yì）燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺激（jī）和腐（fǔ）蝕作（zuò）用,高濃度的氨可引起化（huà）學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引（yǐn）起（qǐ）反射性呼吸停止、心髒停（tíng）搏（bó）、直（zhí）接接觸時（shí）可致皮膚凍傷。氨通（tōng）常（cháng）儲存在密閉容（róng）器和管道內,即使在使（shǐ）用過程中,也必須處於完（wán）好密閉狀態,應采取有（yǒu）效的安全措施予以防（fáng）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（shí）膏,脫（tuō）硫石（shí）膏對人體無直接危害,也不存在火災、爆炸和中毒危險（xiǎn）,多用於建築行業,也用作工業材料,但總體消耗量有限。火（huǒ）電、鋼鐵（tiě）和冶煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或（huò）租地存放（fàng）,堆積如山,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨（ǎn）為工業（yè）產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使用安全、可靠、無不（bú）良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性（xìng）
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰（huī）石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一般以上事故的可能性小,無特種工種,無危險工序,風險（xiǎn）係（xì）數低（dī）,安全（quán）優勢大,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為其安全風險大,事故幾（jǐ）率高。因（yīn）此（cǐ）,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用氨法而采用石灰石-石膏法脫硫技（jì）術。
 
　　3.3.4 環保性（xìng）分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石屬於（yú）天然原材（cái）料,隻需采取簡易的通風（fēng）、防塵措施（shī）,對環境汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作業（yè）環境和大氣環境的風險,可能危害（hài）人體健康和傷害動植物。氨（ān）水泄漏應及時用酸中和處理（lǐ）。
 
　　(2)產品的環保性（xìng）
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回（huí）收利用已成為世界性難題,大多（duō）數情況下隻能（néng）作為工業垃圾予以廢棄和存放,且隨時（shí）存在汙染環境的可能;而硫（liú）酸銨是化（huà）學肥料,廣泛應（yīng）用於農業生產,使硫資源得到（dào）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
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法脫硫工藝具備（bèi）以下優勢:一（yī）是大氣汙染小（xiǎo）,無CO2排放,SO2排放濃度低（dī）,尾氣總排量少（shǎo）;二是無廢水排放,無需處理;三是灰泥廢渣（zhā）排量很少,僅占脫（tuō）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（hěn）大,主要（yào）是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源,符合循環經濟發展戰略,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無法比擬的。尤其是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作（zuò）脫硫（liú）劑,既解決了廢水處理問題,回收但資源（yuán）,且無運輸（shū）、裝卸、儲存和使用液氨的安全（quán）風險。這也是（shì）氮肥、焦化（huà）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
 
　　我國硫（liú）資源（yuán）緊缺,60%需要進口,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放量（liàng）卻高居世界（jiè）首位,提高SO2利用率可（kě）大幅減少硫資源的進口量。通（tōng）常,大氣（qì）中SO2主要（yào）來源於煤（méi）炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又（yòu）占總（zǒng）排量的60%。這裏所指的SO2排放量不包（bāo）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（guó）,土（tǔ）壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的（de）市場潛力。氨法脫（tuō）硫適合我國國情、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫脫硝一（yī）體化的（de）特點,其應用前景將越來越廣闊。因（yīn）此,建議通過行政、立法等手段推廣和普（pǔ）及氨法（fǎ）石灰石-石膏法（fǎ）煙氣（qì）脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施（shī）煙（yān）氣脫硫項目（mù）的氨法脫硫改造。

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