哈密氨（ān）法與石灰石—石膏法煙（yān）氣脫硫技術比較分析

       隨著我國對（duì）大氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣脫硫技術得到了快（kuài）速發展,脫（tuō）硫技術越來越多,脫硫效率也越來越高。目（mù）前,我國煙氣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（yì）應用最廣,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰（huī）石-石膏（gāo）法)、堿（jiǎn）法(鈉堿與雙堿法)和金（jīn）屬氧化物吸收法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采（cǎi）用的是石灰石-石膏濕法脫硫（liú）工藝。石灰石法主要應用在火電、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（shí）-石膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已有幾十（shí）年的運行經（jīng）驗,是目前世界技（jì）術上成熟（shú）、實用業績最多、運行狀況較（jiào）穩定的脫硫（liú）工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰（huī）石磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿液,不（bú）斷補充道吸收（shōu）塔內（nèi）。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（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CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空氣發生化學反應,最終生（shēng）成石膏。吸收塔（tǎ）底部的石膏漿液先在水力激流器中脫水支含固量餘（yú）額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,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,通過煙道進入煙（yān）囪排向大（dà）氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫（liú）工藝係（xì）統主要包（bāo）括:煙氣係統、吸收氧（yǎng）化係統（tǒng）、漿液製備係統、石膏脫水（shuǐ）係統、排放係統等,脫硫（liú）效率（lǜ）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（pǐn）為石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較高（gāo）的脫硫效率和較（jiào）好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技（jì）術特點
 
　　氨法脫硫工（gōng）藝是將原煙氣引入脫硫（liú）塔中（zhōng）,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（qì）經二級除霧器去除（chú）霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨（ǎn）在塔底（dǐ）被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入設置（zhì）有抽真空係統的政法結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽用（yòng）量;蒸發潔淨器出口（kǒu）為含固量30%的硫（liú）酸銨料漿,經離心機進一步分離後（hòu）進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括（kuò）:煙氣係統、吸（xī）收（shōu）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100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫（liú）副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合（hé）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;(2)脫硫塔（tǎ）阻力大,幾乎（hū）是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法（fǎ）漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨法（fǎ）脫硫效率高（gāo）,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫（tuō）硫技術存在（zài）問題是愛出煙氣中的按生成亞硫（liú）酸銨、硫酸銨和氯化銨等（děng）難以除去的氣溶膠,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;設備國產化（huà）程度較石（shí）灰石—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（de）費用較高,占運行成本（běn）的比重較大。隨（suí）著工藝和（hé）設備（bèi）國產化程度的不斷提高,石灰石（shí）—石膏法造價已大幅降低,其運行費用（yòng）主（zhǔ）要集中在點好上,因此進（jìn）一步降低電耗（hào）是石灰石—石膏法工藝（yì）技改的關鍵（jiàn）。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元（yuán）/噸（dūn）,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（yǐ）預測當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫硫項目（mù）有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫（liú）劑的安全性
 
　　石灰石法煙（yān）氣脫硫所使（shǐ）用的脫硫劑為石灰石,石（shí）灰（huī）石物（wù）化性質穩定,直接接觸對人體無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統（tǒng）和皮膚,應佩戴防塵口罩（zhào）予以防護。石灰石不屬於易燃、易爆、易中毒物（wù）品,便於運輸、加工（gōng）和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化（huà）學品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐（fǔ）蝕,極易溶於水,對（duì）皮膚（fū）粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃度的氨可引起化學性咽喉（hóu）炎、肺炎（yán）等,吸入後可引起（qǐ）反射（shè）性呼吸停（tíng）止（zhǐ）、心髒停搏、直接接觸時可（kě）致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉（bì）容器和管道內,即（jí）使在（zài）使用過程中,也必須處於完好密閉狀態,應采取有（yǒu）效的安全（quán）措施予以（yǐ）防範（fàn）。
 
　　3.3.2 產品（pǐn）的安全性（xìng）
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體無直接（jiē）危害,也不存（cún）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（dàn）總體消耗量有（yǒu）限。火電、鋼鐵和冶（yě）煉（liàn）企業均運出（chū）廠外,填溝築（zhù）路,覆土造田;或租（zū）地存放,堆積如山,存在潰壩、塌方的（de）危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於（yú）農（nóng）業（yè）生產,不屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有（yǒu）毒（dú）等風險,使用安全、可靠、無不良影（yǐng）響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫（liú）工藝相比,石灰石-石（shí）膏法不涉及易燃、易爆、有（yǒu）毒等危（wēi）險作業（yè）,發生一般以上事故的可能性小,無特種（zhǒng）工種,無危險工序,風（fēng）險係數低,安全（quán）優勢（shì）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、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用氨法而采用石灰石-石膏法脫硫技（jì）術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石（shí）灰石屬於天然原材料,隻（zhī）需采取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作業環境和大氣（qì）環境的風（fēng）險（xiǎn）,可能危害（hài）人體健康和傷害動（dòng）植物（wù）。氨水泄漏應及（jí）時用酸中（zhōng）和處理。
 
　　(2)產（chǎn）品的（de）環保性
 
　　脫硫石膏是（shì）工業廢渣,其回收利（lì）用已成為世界性難題,大多數情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（huà）學肥料,廣泛應用於農業生（shēng）產,使（shǐ）硫資源得到再（zài）生利（lì）用。顯然,硫酸銨的環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的（de）環保性
 
　　氨法煙氣（qì）脫硫工藝較石灰（huī）石-石膏法脫硫工藝具備（bèi）以下優（yōu）勢（shì）:一是大（dà）氣汙染小,無（wú）CO2排放,SO2排放濃（nóng）度低,尾氣總排量少;二（èr）是無廢水排放,無需處理;三是灰泥廢渣排量很少,僅占脫（tuō）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（shì）很（hěn）大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用（yòng）硫資源,符合循環經濟發展戰略（luè）,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無法比擬的。尤其是氮肥（féi）和煤化工企（qǐ）業副產5%～8%廢氨（ān）水,可直接用作脫硫劑,既解決了廢（fèi）水處理（lǐ）問題,回收但資源,且無運（yùn）輸、裝卸（xiè）、儲存和使用（yòng）液氨的安全（quán）風險。這也是氮肥、焦化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）可大幅減少硫（liú）資源的進口量。通常,大氣中（zhōng）SO2主要來源（yuán）於煤炭燃燒,占SO2總（zǒng）排量的94%,而火電（diàn）廠（chǎng）SO2排放量又占總排量的（de）60%。這裏所（suǒ）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渣。同時（shí）,我國優（yōu）勢世界氮肥大國（guó）,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的（de）市場潛力（lì）。氨（ān）法脫（tuō）硫適合我（wǒ）國（guó）國情、負荷循環經濟發展,而且具（jù）有脫硫脫（tuō）硝一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此（cǐ）,建議通過行政、立法等手段推廣和普及氨法石灰（huī）石（shí）-石膏（gāo）法煙氣脫硫技術;鼓（gǔ）勵火電（diàn）、鋼鐵和冶煉行業實施（shī）煙氣脫硫項目（mù）的（de）氨法脫硫改造。

哈（hā）密