海寧氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比（bǐ）較分析

海寧       隨著我國對大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（fā）展,脫硫技術（shù）越來越多,脫硫效率也越（yuè）來越高。目前（qián）,我國煙氣（qì）脫硫技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕（shī）法脫硫工藝應用最（zuì）廣（guǎng）,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫酸（suān）銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和（hé）金屬（shǔ）氧化物吸收法等（děng）,我國90%以上的煙氣脫（tuō）硫工程采用的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石（shí）灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工（gōng）行業多以氨法為主（zhǔ）。

 
　　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運（yùn）行經驗,是目前世界技術上（shàng）成熟、實（shí）用業績最多、運行狀況較穩定（dìng）的脫硫工藝。
 
　　石灰（huī）石-石（shí）膏法脫硫是（shì）把石灰石磨成（chéng）粉後與（yǔ）水混合,職稱石灰石漿液,不斷（duàn）補充道吸收塔（tǎ）內。煙氣在吸收塔內向上流動（dòng）北鄉下流動的循環漿液以逆流方式洗滌,循（xún）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吸收塔中,氣體和液（yè）體得以充（chōng）分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸（xī）收塔底部與鼓入的氧化空（kōng）氣發生化學反應,最終生成石膏。吸收塔（tǎ）底部的石膏漿液（yè）先在水力激流（liú）器中（zhōng）脫水支含固量餘額40%,然後經（jīng）帶式真（zhēn）空過濾機過濾,得到含水量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級除霧器去除水分,通過煙道（dào）進入煙囪排向大氣。
 
　　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（lì）用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力（lì）約2000kPa,脫硫副產（chǎn）品為石膏。在不同的煙（yān）氣負荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫效率和較好（hǎo）的係統穩定性。
 
　　2、 氨法（fǎ）脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝（yì）是將原煙（yān）氣引入脫硫（liú）塔中,與（yǔ）循環吸收溶液逆流接觸反應生成（chéng）亞硫酸銨;脫硫後的淨煙（yān）氣經二級除霧器去除霧滴（dī）,由煙（yān）囪排向（xiàng）大氣（qì）。亞硫酸銨在（zài）塔底被氧化成硫胺,35%的（de）硫胺溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入設置有抽（chōu）真空係統的政法結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發（fā）下降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的硫酸銨（ǎn）料漿,經離心機進一（yī）步分（fèn）離後進入幹（gàn）燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸（suān）銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要（yào）包括:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水係統等,脫硫效率高達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率（lǜ）100%脫硫塔（tǎ）阻力（lì）僅約1kPa,脫硫副產（chǎn）品為硫酸（suān）銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石（shí）—石膏法占（zhàn）地麵積相對較大,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（shí）灰石—石膏法漿（jiāng）液循環量大,耗電量較（jiào）高;(4)氨（ān）法脫硫（liú）效率高,且可脫除部分（fèn）NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題（tí）是愛出煙氣中的（de）按（àn）生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以除去的氣溶（róng）膠,造成氨（ān）損失（shī）和煙霧（wù）排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化程度較石灰（huī）石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫硫技術吸收劑氨的費用較高,占運行成本的比重較大。隨著工藝和設備國（guó）產化程度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降低,其運（yùn）行費用主要集中在（zài）點好（hǎo）上,因此進一步降低電耗（hào）是石灰石（shí）—石膏法工藝（yì）技改的關鍵。氨法（fǎ）脫硫（liú）技（jì）術的副產（chǎn）品（pǐn）硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可（kě）以（yǐ）抵消（xiāo）大部分脫（tuō）硫成本,時期發電成本低於石灰（huī）石—石膏法（fǎ）,可以預測當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫硫項（xiàng）目有可（kě）能實現（xiàn）盈利。
 
　　3.3 安全（quán）性（xìng）分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的（de）安全性
 
　　石灰（huī）石法煙氣脫硫所（suǒ）使用的脫硫（liú）劑為（wéi）石灰（huī）石,石灰石物化性質穩定,直接接觸對人體無危害。加工時有（yǒu）揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防（fáng）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（ān）屬於危險化學品（pǐn）,有強烈（liè）的（de）刺激氣味,易（yì）燃、易爆、有毒、有腐蝕（shí）,極（jí）易溶於（yú）水（shuǐ）,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咽喉（hóu）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（cháng）儲（chǔ）存在密閉容器和管道內,即使在使用過程中（zhōng）,也必須處於完好密閉狀態,應采取有效的（de）安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石（shí）灰（huī）石-石膏法煙氣脫硫（liú）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、爆炸和中毒危（wēi）險,多用於建築行業,也用作工業材料,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出（chū）廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積如山,存在潰壩、塌（tā）方的危險,應予以防範（fàn）。硫酸（suān）銨為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險化學品,無（wú）燃燒、爆炸、有毒等風險,使（shǐ）用安全、可靠、無不良（liáng）影響。
 
　　3.3.3 工藝（yì）的安全性（xìng）
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰石（shí）-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一般（bān）以上事故的可能（néng）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（shì）非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為其安全風險大,事故幾率高。因此,火電（diàn）、鋼鐵和冶煉行業基本上（shàng）不采用氨法而采（cǎi）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（xìng）
 
　　石（shí）灰石屬於天然原材料,隻需采取簡易的通（tōng）風、防塵措施,對環境汙染和健康危（wēi）害小。氨（ān）泄漏存在汙染作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（lòu）應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫（tuō）硫石膏是工業廢（fèi）渣,其回收利用已成為世界性（xìng）難題,大多數情況下隻能作為工業垃圾予（yǔ）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（nóng）業生（shēng）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硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石（shí）灰石-石膏法脫硫工藝具備以下優（yōu）勢:一是（shì）大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃（nóng）度低,尾氣總排量少;二是無廢水排放,無需處（chù）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勢很（hěn）大,主要（yào）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,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無（wú）法比擬的。尤其是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直（zhí）接用作脫硫劑,既解決了廢水處理問（wèn）題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲存（cún）和使用液氨的安全風險。這也是（shì）氮（dàn）肥、焦化和煤化工等行業（yè）采（cǎi）用（yòng）氨法煙氣脫（tuō）硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺（quē）,60%需要進口,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放量（liàng）卻高居世（shì）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（yào）來源於煤（méi）炭（tàn）燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總（zǒng）排量的60%。這裏所指的SO2排放量不（bú）包（bāo）含已轉化成難以回用（yòng）的（de）脫硫石膏等（děng）含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥（féi）大國,土壤（rǎng）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（fù）荷循環經濟發展,而且具有脫硫脫硝（xiāo）一（yī）體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立法等手段推廣（guǎng）和普及氨法石灰石（shí）-石（shí）膏法煙氣（qì）脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實（shí）施煙氣脫硫項目的氨法（fǎ）脫硫改造。