河（hé）池氨法與石灰石—石膏（gāo）法（fǎ）煙氣（qì）脫硫技術比較分析

河池       隨著我國對大氣汙染和環境（jìng）保護（hù）的日益重視,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術（shù）越來越多,脫硫效率也越（yuè）來越高。目（mù）前,我（wǒ）國煙氣脫硫技（jì）術主要有幹法、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（ān）法(即氨-硫酸銨法)、石灰石（shí）法(石灰石-石膏法)、堿（jiǎn）法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化（huà）物吸收法（fǎ）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（tuō）硫工藝。石灰石（shí）法主要應用在火電、鋼鐵和（hé）有色冶煉行業,而氮肥、焦化（huà）和煤化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石（shí）膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石-石（shí）膏法脫硫技術已有幾十年的運行經驗,是目前世界技術上成熟、實用業績（jì）最多、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混（hún）合,職稱石灰石漿液,不斷補充道吸收（shōu）塔內。煙氣在吸收塔內向上（shàng）流動北鄉下（xià）流動的循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（xī）收塔中,氣（qì）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（shōu）塔（tǎ）底部與鼓入（rù）的氧化（huà）空氣發生（shēng）化學反應,最終生成石（shí）膏。吸收塔底部的石膏漿液先在水力激流器中脫水支含固量餘額40%,然（rán）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（hòu）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（dà）氣（qì）。
 
　　石灰石-石膏法脫（tuō）硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸（xī）收氧化係統、漿液製備係（xì）統、石膏脫（tuō）水係統、排放（fàng）係統等,脫硫效率高（gāo）達（dá）95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在（zài）不同的煙氣負荷及SO2濃度下（xià）均（jun1）可保持較高的脫硫效率和較好的（de）係統穩定性（xìng）。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫（tuō）硫（liú）工藝是（shì）將（jiāng）原（yuán）煙氣引入（rù）脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸（suān）銨;脫（tuō）硫（liú）後的淨煙（yān）氣經二級除霧器去（qù）除霧滴,由煙囪排向大氣（qì）。亞（yà）硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在（zài）進入設置有抽真空係統的政法結晶器,料液在70℃左右達（dá）到沸點（diǎn）,比正常蒸（zhēng）發下降了40℃,大大降低（dī）了蒸汽用量;蒸發潔淨器出（chū）口為含固量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後（hòu）進（jìn）入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨（ān）法脫硫工藝主要包括（kuò）:煙氣係（xì）統、吸收氧化係統、脫水係統等,脫硫效率高達（dá）99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力（lì）僅約1kPa,脫硫副產品（pǐn）為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析（xī）
 
　　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)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量（liàng）大,耗電量較（jiào）高;(4)氨（ān）法脫硫效率高,且可脫（tuō）除部分NOX;(5)氨法（fǎ）脫硫技術存在問題是愛出煙氣（qì）中的按生成亞硫酸銨（ǎn）、硫（liú）酸（suān）銨（ǎn）和氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排（pái）放;硫胺結晶過（guò）程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化程（chéng）度較（jiào）石灰石（shí）—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏（gāo）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（shè）備國產化（huà）程度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降低,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（guān）鍵。氨法脫硫技（jì）術的副產品（pǐn）硫酸銨（ǎn）售價在800～1000元/噸,銷（xiāo）售收入可以抵消大部分脫（tuō）硫成本,時期發電（diàn）成本低於石（shí）灰（huī）石—石膏法（fǎ）,可以預測當煙氣中SO2含（hán）量更高時,氨法脫（tuō）硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰（huī）石法煙氣脫硫所使用的脫硫（liú）劑為石灰石,石灰（huī）石物化性質穩定,直接接觸對人體（tǐ）無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石灰石不屬於易燃（rán）、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,有強烈的刺（cì）激氣味,易燃、易（yì）爆、有毒、有（yǒu）腐蝕,極易溶於水,對（duì）皮膚粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃度的氨（ān）可引起化學性咽喉（hóu）炎、肺炎等,吸入後可引（yǐn）起反射（shè）性（xìng）呼吸停止、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管道內,即使在使用過程中,也必（bì）須處於完好密閉狀態,應采取有效（xiào）的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石（shí）膏法煙氣脫硫的產品（pǐn）是脫（tuō）硫石膏,脫硫石膏對人體無直接危害（hài）,也不存在火災、爆炸和中（zhōng）毒危險,多用於建築行業,也用作工業材料,但總體消耗量有（yǒu）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）。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於（yú）農業生產,不屬於危險（xiǎn）化學（xué）品,無燃燒（shāo）、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（gōng）藝相比,石（shí）灰石（shí）-石膏法不（bú）涉及易燃、易爆、有毒等危（wēi）險作業,發生一般以（yǐ）上事故的可能性小（xiǎo）,無特種工種,無危險（xiǎn）工序,風險係數低,安全優勢大,尤其（qí）是非（fēi）化（huà）工從業人員對“氨”的人事不足,認為其安全（quán）風（fēng）險大,事故幾率高（gāo）。因此,火（huǒ）電、鋼鐵和冶煉行業基（jī）本上（shàng）不（bú）采用氨法而（ér）采用石灰石-石膏法脫硫（liú）技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環（huán）保性
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需采取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染和健康危害小。氨泄（xiè）漏存在汙染（rǎn）作業環境和大氣環境的風險,可能危害人體健康和（hé）傷害動植物（wù）。氨水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品（pǐn）的環保性（xìng）
 
　　脫硫石膏是工業（yè）廢渣,其回收利用已成（chéng）為世界性難題,大多數情況下隻（zhī）能作為工業垃圾予以廢棄和存放,且隨時存在汙染環（huán）境的可（kě）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硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法（fǎ）煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法脫硫工藝具備以下優勢:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度低,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（hěn）少（shǎo）,僅占（zhàn）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,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源,符合循環經濟發（fā）展戰略,這是石灰石-石膏法煙氣脫（tuō）硫技術所無（wú）法比擬的（de）。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（jì）解決了廢水處理問題,回（huí）收但資源（yuán）,且無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全風險。這也是氮肥、焦化和煤化工等行（háng）業采用氨法煙氣（qì）脫硫技術為主的根（gēn）本（běn）原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存（cún）度高。與此同時,我國SO2排放量卻（què）高居世界首位,提高SO2利用率可大幅減少硫資（zī）源的進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤炭燃燒（shāo）,占SO2總排（pái）量（liàng）的94%,而火電廠SO2排放量又占總排（pái）量的60%。這裏所指的SO2排放量不包含（hán）已轉化成難以回用的脫硫石（shí）膏等含硫廢（fèi）渣。同時,我國優勢世（shì）界氮（dàn）肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的（de）市場（chǎng）潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發展,而且（qiě）具有脫硫脫（tuō）硝一體化的特點（diǎn）,其（qí）應用（yòng）前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立法等手段推廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵（lì）火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。