海（hǎi）門氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

海門       隨著我國對大氣汙染和環境保護的日益重（chóng）視,煙氣脫硫技術得到了快（kuài）速發展,脫硫技術越來越多,脫硫效率也越來越高。目前,我（wǒ）國煙氣（qì）脫硫技術主要有幹法、半幹法和（hé）濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨（ān）法(即氨（ān）-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法（fǎ）(鈉堿與雙堿法)和（hé）金（jīn）屬氧化物吸收法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是（shì）石（shí）灰石-石膏濕法脫硫工（gōng）藝。石灰（huī）石（shí）法主要應用在（zài）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（yǐ）氨法為主。

海（hǎi）門

 
　　1、 石灰（huī）石-石膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石（shí）-石膏法脫硫技術已有幾十（shí）年的運行經驗,是目前世界技術上成熟（shú）、實用業績最（zuì）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（shuǐ）混合,職稱石灰石漿液,不斷補（bǔ）充道吸收塔內（nèi）。煙氣在吸收塔內（nèi）向上流動北鄉下流動的循（xún）環漿液以逆流方式（shì）洗滌,循環漿液則通過循環泵向（xiàng）上輸送到噴漿層（céng）內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和液體（tǐ）得以充分接觸,一邊（biān）脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時（shí）生（shēng）成（chéng）的（de）CaSO4在吸收塔底部與鼓（gǔ）入的氧（yǎng）化空氣發（fā）生化學反應,最終生成石膏（gāo）。吸收塔底部的石膏（gāo）漿（jiāng）液先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過（guò）濾,得到含水（shuǐ）量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級除（chú）霧器去（qù）除水分,通過煙道進入煙（yān）囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括（kuò）:煙氣（qì）係統、吸收氧化係統、漿液（yè）製備係統、石膏脫水係統、排放係（xì）統等,脫硫（liú）效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫（liú）比低（dī）,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不同的（de）煙氣負（fù）荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫效率和較好（hǎo）的（de）係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣（qì）引入脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫（liú）酸銨;脫硫後的淨煙氣（qì）經二級（jí）除霧器去除霧（wù）滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨（ǎn）在塔底被氧化成硫（liú）胺,35%的硫胺溶液由料液（yè）取出泵從脫硫塔（tǎ）打入母液箱,在進入設置有抽真空（kōng）係統的政法結晶器,料液在70℃左右達到沸點（diǎn）,比正常蒸發下降（jiàng）了40℃,大（dà）大降低了蒸汽用量;蒸（zhēng）發潔淨器出口為含固量30%的硫酸銨料漿,經離心（xīn）機進一步分離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率（lǜ）3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫（tuō）硫工藝（yì）主要包括:煙氣係統（tǒng）、吸（xī）收氧（yǎng）化係統、脫水係統等,脫（tuō）硫效率高達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,脫硫副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析（xī）
 
　　3.1 技術分析（xī）
 
　　(1)石灰（huī）石—石膏法占地麵積相對較大,幾（jǐ）乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔（tǎ）阻力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大（dà）,耗電量較高;(4)氨法脫（tuō）硫效率高（gāo）,且（qiě）可脫（tuō）除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛出煙（yān）氣中的按生成亞硫酸（suān）銨、硫酸銨和氯化銨等難以除去的氣（qì）溶膠,造（zào）成（chéng）氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程（chéng）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（gāo）法較低。
 
　　3.2 經濟分析（xī）
 
　　石灰石—石膏法（fǎ）所用脫硫劑石灰石價（jià）格低廉,二（èr）氨法脫（tuō）硫技術吸收劑（jì）氨的（de）費用較高,占運行（háng）成本的比重較（jiào）大。隨著工藝（yì）和設備（bèi）國產（chǎn）化程度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大（dà）幅降低,其（qí）運行費用主要集中在點好上,因此進一步降低（dī）電耗是石灰石—石膏法工（gōng）藝技改的關鍵。氨法脫硫技術（shù）的副產品硫酸銨（ǎn）售（shòu）價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部（bù）分脫硫（liú）成本,時期發電成（chéng）本低於石灰石—石膏法,可以預測當煙（yān）氣中SO2含量更高（gāo）時,氨法脫硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析（xī）
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全（quán）性
 
　　石（shí）灰（huī）石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石灰石（shí）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（pí）膚,應佩戴防塵口罩予以（yǐ）防護。石灰石不（bú）屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於（yú）運輸（shū）、加工和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化（huà）學品,有強（qiáng）烈的刺激氣味,易燃、易爆（bào）、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮（pí）膚粘膜有刺（cì）激和腐蝕作用,高（gāo）濃度的氨可（kě）引起化學性咽喉炎、肺炎等（děng）,吸入後可引起反射性呼吸停止、心髒停（tíng）搏、直接接觸時可致皮膚（fū）凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管道（dào）內,即使在使用過程中,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。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石膏（gāo）法煙氣脫硫的產（chǎn）品是脫硫（liú）石膏,脫硫石膏對（duì）人體無直接（jiē）危（wēi）害,也（yě）不存在火災（zāi）、爆炸和中毒（dú）危（wēi）險,多用於建築（zhù）行業,也（yě）用作工業（yè）材料,但總體消耗（hào）量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或（huò）租地存放,堆積如山,存在潰（kuì）壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,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、無不良影響。
 
　　3.3.3 工（gōng）藝的安全（quán）性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰石-石膏法（fǎ）不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發（fā）生一般以上事故的可能性小,無特種（zhǒng）工種（zhǒng）,無（wú）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”的人事不足,認為（wéi）其安全風險大（dà）,事故幾（jǐ）率高。因此,火（huǒ）電、鋼鐵（tiě）和冶煉行業基本上不采用氨法而（ér）采用石灰石-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分（fèn）析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石屬於天然原材料（liào）,隻需采取簡（jiǎn）易的通風、防（fáng）塵措施,對環境汙染（rǎn）和健康危（wēi）害小。氨泄漏存在（zài）汙染作業環境和大氣環境的風險（xiǎn）,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏應及（jí）時用酸（suān）中和（hé）處理。
 
　　(2)產品（pǐn）的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其（qí）回收（shōu）利用已成為世界性難題,大多數情（qíng）況下隻能作為工業垃圾予以廢棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業生（shēng）產,使硫資源得到再生利用。顯然（rán）,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以下優勢:一是大氣（qì）汙染小,無CO2排（pái）放（fàng）,SO2排放濃度低,尾氣（qì）總排量少;二是無廢水排放,無需處理;三是灰泥廢渣排量很少（shǎo）,僅占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨（ān）法煙氣脫硫的（de）綜合優勢很大,主要是變廢為寶、低碳（tàn）環保,可再生利用硫資（zī）源,符合循環經濟發展（zhǎn）戰略,這（zhè）是石灰石-石膏法煙氣（qì）脫硫技（jì）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,可直接用作脫（tuō）硫劑,既解決（jué）了（le）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風險。這也是氮（dàn）肥、焦化和煤化工等行業采用氨（ān）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（wài）依存度高。與此同時,我國SO2排放量卻高居世界首位,提高（gāo）SO2利用率（lǜ）可大幅減少（shǎo）硫資源的進口（kǒu）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排放量又占總排量的60%。這裏所指（zhǐ）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渣。同時（shí）,我國（guó）優勢（shì）世界氮肥大國,土壤（rǎng）嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場潛（qián）力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發（fā）展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其（qí）應用前景將越來越（yuè）廣闊。因此,建議通過行政、立法等（děng）手段推廣和普及氨法（fǎ）石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶（yě）煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。

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