定邊氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

定邊       隨著我國對大氣汙染（rǎn）和環境保（bǎo）護的日益重視,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術越來越多,脫硫效率（lǜ）也越來越高（gāo）。目前,我（wǒ）國煙氣脫硫技術主（zhǔ）要有幹法、半幹法（fǎ）和濕法三（sān）種。其中濕法脫（tuō）硫工藝應用最（zuì）廣,濕法脫（tuō）硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰（huī）石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧（yǎng）化物吸收法等,我國90%以上的煙（yān）氣脫（tuō）硫工程采用的是石灰石-石（shí）膏濕（shī）法脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉（liàn）行業,而氮肥、焦化和煤化工行（háng）業多以氨法為主（zhǔ）。

 
　　1、 石（shí）灰石-石膏（gāo）法脫硫技術特點
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年（nián）的運行經驗,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（liú）工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石磨（mó）成粉後與水混合,職稱石（shí）灰石（shí）漿液,不斷（duàn）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到噴漿層內設置的噴嘴噴射到（dào）吸收塔中,氣體和液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生（shēng）成的CaSO4在吸收塔底部與（yǔ）鼓入的氧化空氣發（fā）生化學反應,最（zuì）終生成石膏（gāo）。吸收塔底部的石膏漿（jiāng）液先在（zài）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,得到含水量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級除（chú）霧器去除水分（fèn）,通（tōng）過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）脫硫工藝（yì）係統（tǒng）主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液製備（bèi）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,脫硫塔阻力約2000kPa,脫（tuō）硫副產（chǎn）品（pǐn）為石（shí）膏。在不同的（de）煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫（liú）效率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫（liú）技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣引入脫硫塔中,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（chú）霧滴,由煙囪排向（xiàng）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（qǔ）出泵（bèng）從脫硫塔打入母液箱,在進入設置有抽真空係統（tǒng）的政法結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸（zhēng）發下降了40℃,大大降（jiàng）低了蒸汽用量（liàng）;蒸發潔淨器出口為含固量30%的硫酸銨料漿,經離（lí）心機進一步分離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸（suān）銨（ǎn）產品。
 
　　氨（ān）法脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水（shuǐ）係（xì）統等,脫（tuō）硫效率高達99%,並可同（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,脫硫副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分（fèn）析
 
　　(1)石（shí）灰（huī）石—石膏法占地麵（miàn）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（shí）—石膏法漿液循環量大,耗（hào）電量較高;(4)氨法脫硫效率高,且（qiě）可脫除部分NOX;(5)氨法脫（tuō）硫技術存（cún）在問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難（nán）以除去的氣溶膠（jiāo）,造成氨（ān）損失和煙霧排（pái）放;硫胺結晶過程能耗大,對（duì）加熱器材質要求較高;設備國產化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟（jì）分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫（liú）劑石灰石價格低（dī）廉,二氨法脫硫技術吸收劑氨的費用較高,占（zhàn）運行成本的（de）比重較大（dà）。隨著工藝和設備國產化程度的不斷提高（gāo）,石（shí）灰（huī）石—石膏法造價已大幅降低,其（qí）運行費（fèi）用主要集中（zhōng）在（zài）點好上,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨（ǎn）售價在800～1000元/噸,銷售收（shōu）入可以抵消大（dà）部（bù）分脫硫成（chéng）本,時（shí）期發電成本低（dī）於石灰（huī）石—石（shí）膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫硫項目有可能實現盈（yíng）利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫（liú）所使用（yòng）的脫（tuō）硫劑為石（shí）灰石,石灰石物化性質穩定,直接接觸對人體（tǐ）無危害。加工時有揚塵,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、易中毒物品,便於運輸、加工和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有（yǒu）強烈的（de）刺激氣味,易燃、易爆、有毒（dú）、有腐蝕,極易溶於水,對皮（pí）膚粘膜有（yǒu）刺激和腐（fǔ）蝕作用,高（gāo）濃度的氨可引起化（huà）學性咽喉炎、肺炎（yán）等,吸入後可引起（qǐ）反射性呼吸停止、心髒停（tíng）搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和（hé）管道（dào）內,即（jí）使在使用（yòng）過程中（zhōng）,也必須處於完好密閉狀態,應采取有效的安全措施予以防範（fàn）。
 
　　3.3.2 產（chǎn）品的（de）安全（quán）性
 
　　石灰（huī）石-石膏法煙氣脫硫的產品是脫（tuō）硫石膏,脫硫石膏對人體無直接危（wēi）害,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也用作工業材料（liào）,但總體消耗量有（yǒu）限。火電、鋼鐵和冶煉企業（yè）均（jun1）運出（chū）廠（chǎng）外（wài）,填（tián）溝築路（lù）,覆土造田;或租地存（cún）放（fàng）,堆積如山,存在（zài）潰壩（bà）、塌方的（de）危險（xiǎn）,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬（shǔ）於危（wēi）險化學品,無燃燒（shāo）、爆炸、有毒等風險（xiǎn）,使用安全、可靠（kào）、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫（liú）工藝（yì）相比,石灰石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一般以上（shàng）事故的可能（néng）性小,無（wú）特種（zhǒng）工種,無危險工（gōng）序,風險係數低（dī）,安全（quán）優勢（shì）大,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事不（bú）足,認為其（qí）安全風（fēng）險大,事故幾（jǐ）率高。因此,火電（diàn）、鋼鐵和冶煉行（háng）業基本上不（bú）采用氨法（fǎ）而采用石灰石-石（shí）膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環（huán）保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需采取（qǔ）簡易（yì）的通風（fēng）、防塵措施,對（duì）環境汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作業環境和大氣環境的風險,可能（néng）危害（hài）人體健康和傷害動（dòng）植物。氨水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫（liú）石膏是工業廢渣,其回（huí）收利用已成為世界性難（nán）題,大多數（shù）情況下隻能作為工業（yè）垃圾（jī）予以（yǐ）廢棄和存（cún）放,且隨時存在（zài）汙染環境的可能;而硫酸銨是化學（xué）肥料,廣泛應用於農（nóng）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（tuō）硫石膏。
 
　　(3)工藝的（de）環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝（yì）較石（shí）灰石-石膏法脫硫工藝（yì）具備以下優勢（shì）:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二是無廢水排放,無需處理;三是灰泥廢渣（zhā）排量很少,僅占脫硫石膏總排量（liàng）的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合（hé）優勢很（hěn）大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源,符合循環（huán）經濟發展戰略,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術（shù）所（suǒ）無法比擬的。尤其是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨（ān）水,可直接用作脫硫劑,既解決了廢水處理問題,回收但資源,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（fǎ）煙氣脫硫技術為主的根本原因（yīn）。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源（yuán）緊缺,60%需要進口,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放（fàng）量卻高（gāo）居世界首位,提高SO2利用率可大（dà）幅減（jiǎn）少硫資源的進口（kǒu）量。通常,大氣中（zhōng）SO2主（zhǔ）要來源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而（ér）火電廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所指的SO2排放量不（bú）包（bāo）含已（yǐ）轉化成難以回用的脫硫石膏等（děng）含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫（liú）脫硝一體（tǐ）化的特點,其應（yīng）用前（qián）景將越來（lái）越廣闊。因此,建議通過行政、立法（fǎ）等手段推廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火電（diàn）、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。