高平氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技（jì）術比較分析

高平       隨著我國對大氣汙染和環境（jìng）保護的日益重視,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術越（yuè）來（lái）越多（duō）,脫硫效率（lǜ）也越來越高。目前（qián）,我國煙（yān）氣脫硫技術主要有幹法、半（bàn）幹（gàn）法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕（shī）法脫硫包括氨法(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（fǎ）等,我國90%以上的煙氣（qì）脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝（yì）。石灰石法主要應用（yòng）在火（huǒ）電、鋼鐵和有色冶煉（liàn）行業,而氮肥、焦化和煤化工（gōng）行業多以（yǐ）氨法為主。

高平

 
　　1、 石灰石（shí）-石膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年的運行經驗,是目前世界技術上成熟、實用業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱（chēng）石灰石漿液,不斷補（bǔ）充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內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（xún）環泵（bèng）向上輸送到（dào）噴漿層內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和液體得以（yǐ）充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和（hé）HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空氣發生化學反應,最終生成石膏。吸收塔底部的石（shí）膏（gāo）漿液先在水力激流器中脫水支（zhī）含（hán）固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機（jī）過濾,得到含（hán）水量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級除霧器去除（chú）水分（fèn）,通過煙道進入煙囪排（pái）向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝（yì）係統主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液製備係統、石膏脫（tuō）水係統、排放係（xì）統等（děng）,脫硫效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫（tuō）硫（liú）塔（tǎ）阻力約2000kPa,脫硫副產品（pǐn）為石膏。在（zài）不同的煙氣負荷及SO2濃（nóng）度下均可保（bǎo）持較高的脫硫效率和較好的係統穩定性（xìng）。
 
　　2、 氨法脫硫（liú）技術特點
 
　　氨法（fǎ）脫硫工藝是將原煙氣引入脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經二級除（chú）霧器去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔（tǎ）底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出泵從脫（tuō）硫塔打入母液箱,在進入設（shè）置有抽真空係統的政法結晶器,料液在70℃左右（yòu）達到沸點,比正（zhèng）常蒸發（fā）下（xià）降（jiàng）了40℃,大大降低了蒸汽用量（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（tuō）硫工藝主要包括:煙氣係統（tǒng）、吸（xī）收氧化係統、脫水係統等,脫硫效率高達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑（jì）利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為（wéi）硫酸（suān）銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石（shí）膏法占地麵積相對較大,幾乎是氨法的兩倍（bèi）;(2)脫硫塔阻力大,幾乎（hū）是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大（dà）,耗電量較高;(4)氨法脫硫效（xiào）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（chéng）亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨（ǎn）等難以除去的氣溶（róng）膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過（guò）程能耗（hào）大,對加熱器材質（zhì）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（jià）格低廉,二氨法脫硫技術（shù）吸收劑氨的費用較高,占運行成本的比重較大。隨著（zhe）工藝（yì）和設備國產化程度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大（dà）幅降低,其運行費用主要集中在點好上,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法工（gōng）藝（yì）技改的關鍵。氨法脫（tuō）硫技（jì）術的副產品硫酸（suān）銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部分脫硫成本,時（shí）期發電成本低於石灰石—石膏法,可以（yǐ）預測當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑（jì）的安全性
 
　　石灰石法煙氣（qì）脫硫所使用的脫硫劑為石灰石（shí）,石灰（huī）石（shí）物化性（xìng）質穩（wěn）定,直（zhí）接接觸對人體無危（wēi）害。加（jiā）工時有揚塵,會刺激（jī）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、易爆（bào）、易中毒物（wù）品,便於運（yùn）輸、加（jiā）工和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學（xué）品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕（shí）,極易溶於水,對（duì）皮膚粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃度的氨可（kě）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（shǐ）在使用過（guò）程中,也必須處於完好密閉狀態,應采取有（yǒu）效的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安（ān）全性
 
　　石灰（huī）石-石（shí）膏法煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體無直接危害,也不存在火災、爆炸（zhà）和中毒危險,多（duō）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（liàn）企業均運出廠外,填溝築路,覆（fù）土造田;或租地存放,堆（duī）積如山（shān）,存（cún）在潰壩、塌方的危險,應予以防（fáng）範。硫酸銨為工業產品,廣（guǎng）泛（fàn）應用於農業（yè）生產,不屬於危險化學品,無燃（rán）燒、爆炸、有毒等風險,使用安（ān）全、可（kě）靠、無（wú）不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫（liú）工（gōng）藝相比,石灰石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生（shēng）一般以上事故的可能性小,無特種工種,無危險（xiǎn）工序,風險係數（shù）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（rèn）為其安全風險大,事（shì）故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶（yě）煉行業基本（běn）上不采用氨法而采用石灰石-石膏法（fǎ）脫（tuō）硫技（jì）術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性（xìng）
 
　　石灰石屬於天然原材（cái）料,隻需采取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染和健（jiàn）康危害小。氨泄漏（lòu）存在汙染作業環境（jìng）和大氣環境的風（fēng）險,可能（néng）危害人體健康和傷害（hài）動植物。氨水泄漏應（yīng）及時（shí）用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏（gāo）是工業廢渣,其回收利用已成為世（shì）界（jiè）性難題,大多數情況（kuàng）下隻能作為工業垃（lā）圾予以廢棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫酸銨是化學（xué）肥料,廣泛應用於農業（yè）生產,使硫（liú）資（zī）源（yuán）得到再生利用。顯然,硫酸銨的環保優勢大大（dà）高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝（yì）的環保（bǎo）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優勢:一是大氣汙染小（xiǎo）,無CO2排放,SO2排放（fàng）濃度低,尾氣總（zǒng）排量少;二是無廢水排放,無需（xū）處理;三是灰泥廢渣（zhā）排量很少,僅占脫硫（liú）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優勢很大（dà）,主要是變廢為（wéi）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（qì）脫（tuō）硫技術所無法比（bǐ）擬（nǐ）的。尤其是氮肥（féi）和煤化工（gōng）企業副產5%～8%廢氨（ān）水,可直接用作脫硫劑,既解（jiě）決了廢（fèi）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（xiǎn）。這也是氮肥、焦化（huà）和煤化工等行業采用氨法煙氣（qì）脫（tuō）硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存（cún）度高。與此同時（shí）,我國SO2排放量卻高居世界首位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源（yuán）的進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤炭燃燒,占（zhàn）SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所（suǒ）指的SO2排（pái）放量不包含已轉化成難（nán）以回用的脫硫石膏等含硫廢渣。同時,我（wǒ）國優勢世界氮（dàn）肥大國,土壤嚴重缺硫（liú）,硫銨具（jù）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,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通（tōng）過行政、立法（fǎ）等手段推廣和普（pǔ）及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技（jì）術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。

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