桂平氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我國對大氣汙染和環境保護的日（rì）益重視,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術越來（lái）越多,脫硫（liú）效率也（yě）越來越高。目前,我國（guó）煙氣脫硫技術（shù）主要有幹法、半幹法和濕法三種（zhǒng）。其中濕法脫硫（liú）工藝應用最（zuì）廣,濕法脫硫包括氨法(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（hé）金屬氧化物吸收（shōu）法等,我國90%以上（shàng）的煙氣脫硫（liú）工程（chéng）采用的是石灰石-石（shí）膏濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用在（zài）火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法為主。

桂平

 
　　1、 石灰石-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（de）運行（háng）經驗,是目前世界技術上成熟、實用業績最多、運（yùn）行（háng）狀況（kuàng）較穩定的脫硫工藝。
 
　　石（shí）灰石-石膏法（fǎ）脫硫是把石灰（huī）石磨成粉後與水混合,職稱石灰（huī）石漿液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向上流動北鄉下流動的循（xún）環漿液以逆流方式洗滌,循環（huán）漿液則通過循環泵向（xiàng）上輸送到噴漿層內設置的噴嘴（zuǐ）噴射到吸收塔中,氣體和（hé）液體得（dé）以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓（gǔ）入的氧化（huà）空氣發生（shēng）化學反應,最終生（shēng）成石膏。吸收塔底部的石膏漿液先（xiān）在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（jī）過濾,得（dé）到含水量小於（yú）10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級除霧器去除（chú）水分,通過煙道進（jìn）入煙囪排向大（dà）氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工（gōng）藝係統主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿（jiāng）液製備係統、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（yuē）2000kPa,脫硫副（fù）產品（pǐn）為石膏。在不同的煙氣（qì）負荷及SO2濃（nóng）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（gōng）藝是將原（yuán）煙氣引入脫硫（liú）塔中,與循環吸收溶液逆流（liú）接（jiē）觸反應生成亞硫酸銨（ǎn）;脫（tuō）硫後的淨煙（yān）氣經（jīng）二級除霧器去除霧滴,由（yóu）煙囪排（pái）向大氣。亞硫酸銨在塔底（dǐ）被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出泵從（cóng）脫硫塔打入母液箱,在進入設置有抽真空（kōng）係統的政（zhèng）法（fǎ）結晶器（qì）,料液在70℃左右達到沸（fèi）點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽用（yòng）量;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（fèn）離後進入（rù）幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產（chǎn）品。
 
　　氨法脫硫工藝主（zhǔ）要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水係統等,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（pǐn）為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相對較大,幾乎是氨法的兩倍（bèi）;(2)脫硫塔阻（zǔ）力大（dà）,幾乎是氨法的兩倍;(3)石（shí）灰石—石（shí）膏法漿液循環量（liàng）大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存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（róng）膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較高（gāo）;設備（bèi）國產化程度較石灰石—石膏法（fǎ）較低（dī）。
 
　　3.2 經濟（jì）分析
 
　　石灰石—石膏法所（suǒ）用脫硫劑石灰石價格（gé）低廉,二（èr）氨法脫硫技術吸收（shōu）劑氨的費用較高,占運行成（chéng）本的比重（chóng）較大。隨著（zhe）工藝和設備國產化程度的不斷（duàn）提高,石灰石—石膏法造價已大幅降（jiàng）低,其運行費用主要集中在點好上,因此進（jìn）一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫（tuō）硫技（jì）術的副產品硫酸銨售價在（zài）800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部分脫硫成本,時期發電成本低於石灰石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量（liàng）更高時,氨法脫硫項（xiàng）目（mù）有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析（xī）
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石法（fǎ）煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石灰石物化性（xìng）質穩定,直接接觸（chù）對人體無危害。加工時（shí）有揚塵,會刺激眼（yǎn）睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防（fáng）塵口罩予以防護。石灰（huī）石（shí）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,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕作（zuò）用,高濃度的氨可引起化學性（xìng）咽（yān）喉（hóu）炎、肺炎等,吸入（rù）後可引起反射性呼吸停止、心髒停搏、直接（jiē）接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和（hé）管道內,即使在使用過程（chéng）中,也必（bì）須處於完好密閉狀態（tài）,應采取有效的安全措（cuò）施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性（xìng）
 
　　石灰石（shí）-石（shí）膏法煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫石膏（gāo）對（duì）人體無（wú）直接危害,也不存在（zài）火災、爆炸和中毒危險,多用於（yú）建築行業,也用（yòng）作工業材料,但（dàn）總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企（qǐ）業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積如山,存在潰壩、塌方的（de）危險,應予（yǔ）以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農（nóng）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、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰石（shí）-石膏法（fǎ）不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一（yī）般以上事故的可能性小,無特種工種,無危險工序（xù）,風險係數低（dī）,安全優勢大（dà）,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為其安（ān）全風險大,事故幾率高。因此（cǐ）,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用氨（ān）法而采用石灰石-石膏法脫（tuō）硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石屬於天然（rán）原（yuán）材料,隻需采取簡易的通風、防（fáng）塵措施,對環（huán）境汙染和（hé）健康危害小（xiǎo）。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（wù）。氨水泄漏（lòu）應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的（de）環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成為世界性難題,大多數情況下隻能作為工業垃圾（jī）予以廢（fèi）棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫酸銨（ǎn）是化學（xué）肥料,廣泛應用於農業生產,使（shǐ）硫資源得到再生利用。顯（xiǎn）然,硫酸銨的環保優勢大大高（gāo）於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較（jiào）石灰石-石膏法脫（tuō）硫工藝具備以下優（yōu）勢:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣總排（pái）量少;二（èr）是無（wú）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
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優（yōu）勢很大,主（zhǔ）要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源,符合循環經濟發展戰略,這（zhè）是石灰石（shí）-石膏法煙（yān）氣脫硫技術所無法比擬的。尤其（qí）是氮（dàn）肥和煤（méi）化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既解決了廢水處理問題,回收（shōu）但資（zī）源,且無（wú）運輸、裝卸、儲存和使（shǐ）用液氨的安全風（fēng）險。這也是氮肥、焦化（huà）和煤化工等行業采用氨法煙氣脫硫技術（shù）為主的根（gēn）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（cǐ）同時,我國SO2排放量（liàng）卻高居世界首位,提高SO2利用率可大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總排量的94%,而火電廠SO2排放量（liàng）又占總排量的60%。這裏所指的SO2排放量不包含已轉化成難以回用的脫硫石膏等含硫廢（fèi）渣。同時,我（wǒ）國（guó）優勢世界氮肥大（dà）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（jù）有脫硫脫硝一體化的特點,其（qí）應用前景將越來（lái）越廣闊。因此,建議通過行政、立法等手段推廣（guǎng）和（hé）普及氨法（fǎ）石灰石-石膏法煙氣脫硫技術（shù）;鼓勵火電（diàn）、鋼鐵和冶煉行業實施煙（yān）氣脫硫項目（mù）的氨法脫硫改造。