河南氨法與石灰石—石膏法煙（yān）氣（qì）脫硫技術比較分析

河南       隨著我國對大氣汙染和（hé）環境保護的日益重（chóng）視,煙氣脫硫技（jì）術得到了（le）快速發展,脫（tuō）硫技術越來越多,脫硫效率也越來越高。目前,我國煙氣脫硫技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕（shī）法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石（shí）-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和（hé）金屬氧化物吸收法等（děng）,我國90%以上的煙氣脫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（tiě）和有色冶煉行業,而氮肥、焦（jiāo）化（huà）和煤化工行業多以氨法為主。

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　　1、 石灰石-石（shí）膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石-石膏法脫（tuō）硫技術已有幾十（shí）年的運行經驗（yàn）,是目前世（shì）界技術（shù）上成熟、實用業績最多、運行狀況（kuàng）較（jiào）穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰（huī）石-石膏法脫硫是把石（shí）灰石磨成粉（fěn）後與水混合,職（zhí）稱石灰石漿液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸收（shōu）塔內（nèi）向上流動北鄉下（xià）流動（dòng）的循環漿液以逆流方式洗滌,循環漿液則通過循環泵向上（shàng）輸（shū）送到噴漿層內設置的（de）噴嘴噴射到吸收（shōu）塔中,氣體和液體得以充分接觸,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（rù）的氧（yǎng）化空氣（qì）發生化學反應,最終生成石（shí）膏。吸（xī）收塔底部的石膏漿液先在水力激流器中脫水支（zhī）含固量餘額40%,然後經帶式真空過濾（lǜ）機過濾,得到含（hán）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（rù）煙囪（cōng）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、漿液製備係統、石膏（gāo）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2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫效率和較（jiào）好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣（qì）引入（rù）脫硫塔中,與循（xún）環吸收溶液逆流接觸反應生成（chéng）亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經二級除霧器去除霧滴,由煙（yān）囪排向大氣。亞硫酸（suān）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（tǎ）打入母液箱,在進入設置有抽真空係統的政法（fǎ）結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比（bǐ）正常蒸發下降（jiàng）了40℃,大大降低（dī）了（le）蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含（hán）固量30%的硫酸銨料漿,經離（lí）心機進一步分離後（hòu）進入幹燥劑（jì）糟溜,得到含（hán）水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫（tuō）硫工藝主要包（bāo）括:煙（yān）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（zuǒ）右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻（zǔ）力僅（jǐn）約1kPa,脫硫副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相（xiàng）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（gāo）法漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫（liú）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（zhōng）的按生成亞硫酸（suān）銨、硫酸銨和（hé）氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨（ān）損失和煙霧排放;硫（liú）胺結晶過程能耗大（dà）,對加熱器材質要求較高;設（shè）備國產化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法（fǎ）所用（yòng）脫硫劑石灰（huī）石價格低廉,二（èr）氨法脫硫技（jì）術吸收劑（jì）氨的費用（yòng）較高,占（zhàn）運行成本的比重較大。隨著工（gōng）藝和設備國產化程度的（de）不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降低,其運行（háng）費用主要集（jí）中（zhōng）在點好上（shàng）,因此進一步降低電耗是（shì）石灰（huī）石—石膏法工（gōng）藝技改的關鍵（jiàn）。氨法脫硫技術的副產（chǎn）品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大（dà）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含量更高時,氨法脫硫（liú）項目有可能（néng）實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全（quán）性
 
　　石灰石法（fǎ）煙（yān）氣脫硫所使用的脫硫劑（jì）為石灰石,石灰石物化性質穩定,直接接觸對人體無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵（chén）口罩予以（yǐ）防護。石灰石不屬（shǔ）於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工和（hé）貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強（qiáng）烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃度的氨可引起化學性咽喉炎、肺（fèi）炎（yán）等（děng）,吸入後（hòu）可引起反射性呼吸停止、心髒停搏、直接接觸時可（kě）致皮膚（fū）凍傷。氨通（tōng）常儲存在密閉容（róng）器和管道內,即使在使用（yòng）過程中,也（yě）必須（xū）處於完好（hǎo）密閉狀態,應采取有效的安（ān）全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）煙氣脫硫的（de）產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人（rén）體無直接（jiē）危害,也（yě）不存在火災、爆炸和中毒危險,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（qǐ）業均運出廠外,填溝築路,覆土造田（tián）;或租地存放,堆積如山,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨（ǎn）為工業產品,廣泛應（yīng）用於農業生產（chǎn）,不屬（shǔ）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（de）安全性
 
　　與氨（ān）法煙氣脫硫工藝相比,石灰（huī）石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一般以上事故的可能（néng）性小（xiǎo）,無特種工種,無危險工序,風險係數低,安全優勢大,尤其（qí）是非化工從業（yè）人員對（duì）“氨”的人（rén）事不足,認為其安全風險大,事故幾率高。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-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性（xìng）分析
 
　　(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、防塵措施,對環境汙染（rǎn）和健康危害小。氨泄漏存在汙染作業環境（jìng）和大氣環境的風險,可（kě）能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏應（yīng）及時用（yòng）酸中和處理（lǐ）。
 
　　(2)產品的（de）環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收（shōu）利用已成為世界性難題（tí）,大多（duō）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（suān）銨是（shì）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（huán）保優勢大大高於脫硫（liú）石膏（gāo）。
 
　　(3)工藝的（de）環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏（gāo）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（dī）,尾（wěi）氣總排量少;二是無廢水排放,無需處理;三是灰（huī）泥廢渣排量很（hěn）少（shǎo）,僅占脫硫（liú）石膏總排量的（de）1%～3%。
 
　　3.3.5 分（fèn）析結論
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優勢很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源（yuán）,符合循環經濟發展（zhǎn）戰略,這是石灰石-石（shí）膏法煙氣脫（tuō）硫技術所（suǒ）無法比（bǐ）擬的。尤其是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢（fèi）氨水,可直接用作脫硫劑,既解決了廢水處理問（wèn）題,回收但資源,且無運輸、裝（zhuāng）卸、儲存和使用液氨的安全風險。這也是氮肥、焦化（huà）和煤化工等（děng）行業采用氨法煙氣脫硫技術為主的（de）根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫（liú）資（zī）源緊缺,60%需要進口,對外依存度（dù）高。與此同時,我國SO2排（pái）放（fàng）量卻高居世界首位（wèi）,提高SO2利用率可大幅（fú）減少（shǎo）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（pái）量的94%,而火電（diàn）廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所指的SO2排放量不包含已轉化成難以回用的脫（tuō）硫（liú）石膏等（děng）含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較（jiào）大的市場潛力。氨法脫硫適（shì）合我國國情、負荷循（xún）環經（jīng）濟發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越（yuè）來越廣（guǎng）闊。因此,建議通（tōng）過行政、立法等手（shǒu）段推廣（guǎng）和普及氨法石灰石（shí）-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵（lì）火電（diàn）、鋼鐵和冶煉行業實施（shī）煙氣脫硫項（xiàng）目（mù）的氨法脫硫改造。

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