廣（guǎng）元氨法與（yǔ）石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我國對（duì）大（dà）氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術越來越多,脫硫效率也越（yuè）來越高。目前,我國煙氣脫硫（liú）技術主（zhǔ）要有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫（liú）酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉（nà）堿（jiǎn）與雙堿法)和金屬（shǔ）氧化物吸收法等,我國（guó）90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石（shí）灰石法主要應（yīng）用在火電、鋼鐵和有色冶（yě）煉行業,而氮肥、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
 
　　石灰（huī）石（shí）-石膏法脫硫技術已有幾十年的運行經（jīng）驗,是目前世界技術上成熟、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,職稱石灰石漿液（yè）,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸（xī）收塔內向（xiàng）上流動北鄉下流動（dòng）的循環漿液以逆流方式洗滌,循環漿液則通過循環泵（bèng）向上輸送到噴漿層內設置的噴嘴噴（pēn）射到吸收塔中（zhōng）,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（de）CaSO4在吸收塔底部與鼓（gǔ）入（rù）的氧化空氣（qì）發生化學反應（yīng）,最終生成（chéng）石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在水（shuǐ）力激流器中（zhōng）脫水（shuǐ）支含固量餘額40%,然後經（jīng）帶式真空過濾機過濾,得（dé）到含水量（liàng）小於10%的石膏（gāo）。脫硫後的經驗起經（jīng）兩級除霧器去除水分,通過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏（gāo）法脫硫工藝係統主要包（bāo）括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液製備係（xì）統、石膏脫水係統、排放係統等,脫硫效（xiào）率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石（shí）膏。在不同的煙氣負荷（hé）及SO2濃度下均可（kě）保持較高（gāo）的脫硫效率和較好的（de）係統穩定性。
 
　　2、 氨（ān）法（fǎ）脫硫技術特點（diǎn）
 
　　氨法脫硫工藝是將原（yuán）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（ǎn）;脫硫後的（de）淨煙氣經二級（jí）除霧器（qì）去除霧滴,由煙囪（cōng）排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成（chéng）硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出（chū）泵從脫（tuō）硫塔打入母液箱,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℃,大大降低（dī）了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的硫（liú）酸銨料漿,經離心機進一步（bù）分離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫（liú）酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水（shuǐ）係統等（děng）,脫硫效率高（gāo）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,脫硫副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分（fèn）析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相對較大,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻（zǔ）力大,幾（jǐ）乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液（yè）循環量（liàng）大,耗電量（liàng）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（ǎn）、硫酸銨和氯（lǜ）化銨等難以除去的氣溶膠,造成（chéng）氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質（zhì）要求較高（gāo）;設備國產化程度較石灰石—石（shí）膏法（fǎ）較（jiào）低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫（liú）劑石灰石價格低廉,二氨法脫（tuō）硫技術吸收劑氨的費（fèi）用較高,占運行（háng）成本的（de）比重較大。隨著工藝和設備（bèi）國（guó）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—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收（shōu）入（rù）可以（yǐ）抵消大部分脫硫成（chéng）本,時期發電（diàn）成（chéng）本低於石灰石—石（shí）膏法,可以預測當（dāng）煙（yān）氣中SO2含量（liàng）更高（gāo）時（shí）,氨法脫硫項（xiàng）目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石法煙氣（qì）脫硫所使用的脫硫（liú）劑為石灰（huī）石,石灰石物化性質穩定,直接接觸對（duì）人體無危害（hài）。加（jiā）工時有揚塵,會刺激（jī）眼睛、呼吸係統和皮膚,應（yīng）佩戴防塵口罩予以防護（hù）。石灰石不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加（jiā）工和貯存,使用安全可靠（kào）。
 
　　氨屬（shǔ）於危險化學品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有（yǒu）毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃度（dù）的氨可引起化學性咽喉炎、肺（fèi）炎等（děng）,吸入後可引起反（fǎn）射性呼吸停止、心髒停搏、直（zhí）接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和（hé）管道內,即使在使（shǐ）用過程中,也必須處於完好（hǎo）密閉狀態,應采取有效的（de）安全措施予以防（fáng）範。
 
　　3.3.2 產品（pǐn）的安全性
 
　　石（shí）灰（huī）石-石膏法（fǎ）煙氣脫硫的產（chǎn）品是（shì）脫硫（liú）石（shí）膏,脫硫石膏對人體無直接危害,也不存在火（huǒ）災、爆炸和中毒危險,多用於建（jiàn）築行業,也用作工業（yè）材（cái）料,但總體消耗量有（yǒu）限。火電、鋼鐵（tiě）和冶（yě）煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土造田（tián）;或租地存放,堆積如山,存在潰壩（bà）、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應（yīng）用於農業生（shēng）產,不屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使用安全（quán）、可靠、無（wú）不良影（yǐng）響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰石-石膏法（fǎ）不（bú）涉及易燃（rán）、易爆、有毒等危險作業,發生一（yī）般以（yǐ）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,尤其是非化工從業人員對“氨（ān）”的人事不足,認為其安全風（fēng）險大,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和（hé）冶煉行業基本上不采用氨法而（ér）采用石灰石-石膏（gāo）法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析（xī）
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石屬於（yú）天然原材料（liào）,隻（zhī）需采取簡易的通（tōng）風、防塵措施,對環境汙染和（hé）健康危害（hài）小。氨泄漏存在汙（wū）染作（zuò）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（yīng）及時用酸中（zhōng）和處理。
 
　　(2)產品的環（huán）保性
 
　　脫硫石（shí）膏（gāo）是工業廢渣,其回收利用已（yǐ）成為世界性（xìng）難題,大多數情況下隻能作為工（gōng）業垃圾予（yǔ）以廢棄和（hé）存放,且隨時存（cún）在汙染環境的可能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業生產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫酸銨的環保優勢大大高於脫（tuō）硫石（shí）膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙（yān）氣脫（tuō）硫工（gōng）藝（yì）較石灰石-石膏法脫硫工（gōng）藝具備以下優勢（shì）:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度（dù）低,尾氣總排量少（shǎo）;二是無廢水排放,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 分析結論（lùn）
 
　　氨法煙氣脫硫的（de）綜合優勢很大（dà）,主要是變廢為寶、低碳環（huán）保,可再生利用硫資源,符（fú）合循（xún）環經濟發（fā）展戰略（luè）,這（zhè）是石灰石-石膏法煙氣脫（tuō）硫（liú）技術所無法比擬的。尤其是氮肥和（hé）煤化工企（qǐ）業副產5%～8%廢氨水,可（kě）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（ān）全風險。這也是氮肥、焦化和煤化工等行業采（cǎi）用氨法煙氣脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊（jǐn）缺,60%需要進口,對外依存度高（gāo）。與此同（tóng）時,我國（guó）SO2排放量卻高居世界（jiè）首位,提高SO2利用率可（kě）大幅減（jiǎn）少硫資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來（lái）源於煤炭燃燒,占SO2總（zǒng）排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的（de）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（gāo）等含硫廢渣（zhā）。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（wǒ）國國情、負荷循環經（jīng）濟發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其應（yīng）用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立（lì）法等手段推廣和普及氨法（fǎ）石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵（lì）火電、鋼鐵和（hé）冶煉行業（yè）實（shí）施煙氣（qì）脫硫項目的氨法脫硫（liú）改（gǎi）造。