淮（huái）北氨法與石灰石—石（shí）膏法煙氣脫硫技術（shù）比（bǐ）較分析

       隨著我國對大氣（qì）汙染和（hé）環境保護（hù）的日（rì）益重視（shì）,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技（jì）術越來越（yuè）多（duō）,脫硫效率（lǜ）也越來越高。目前,我國煙（yān）氣脫硫技術主要有（yǒu）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（liú）包括（kuò）氨法(即氨-硫酸銨（ǎn）法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法（fǎ）(鈉堿與雙堿法)和金屬（shǔ）氧化物吸收法等,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、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏（gāo）法脫硫技術特點
 
　　石灰石（shí）-石膏法脫硫技術已有幾十年的運行經驗,是目前世（shì）界技術上成熟、實用業績最多（duō）、運（yùn）行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰（huī）石-石膏法脫硫是把石灰石（shí）磨成粉後與水混合,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環漿液以逆流方式洗滌,循（xún）環漿液則通過循環泵向上輸（shū）送（sòng）到（dào）噴漿層（céng）內（nèi）設置（zhì）的噴嘴噴（pēn）射到吸收塔中,氣體和液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和（hé）HF,同（tóng）時生成（chéng）的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的（de）氧化空氣發生化學反應,最終生成石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在（zài）水力激流器中脫水支含固量餘額40%,然後經帶式真空（kōng）過濾機過濾,得到含水量小於10%的石膏。脫硫後的（de）經驗起（qǐ）經兩級除霧器（qì）去除水分（fèn）,通過煙道進入煙囪排向大氣（qì）。
 
　　石灰石-石膏法脫（tuō）硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸收氧化（huà）係統、漿液製備（bèi）係統、石膏脫水係統、排放係統等（děng）,脫硫效率（lǜ）高達95%,吸收（shōu）器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為（wéi）石膏。在（zài）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（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引（yǐn）入脫硫塔中,與（yǔ）循環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫（liú）後的淨煙氣經二級除霧器去除霧滴,由煙囪（cōng）排向大氣。亞硫酸銨在塔底被（bèi）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,在進入設置有抽（chōu）真（zhēn）空係（xì）統的（de）政法結晶器（qì）,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發（fā）潔淨器出口為含固量30%的硫酸（suān）銨料漿,經離心機（jī）進一步分離後進入幹燥劑糟溜,得到（dào）含（hán）水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙（yān）氣係（xì）統、吸（xī）收氧化係統、脫水係統等（děng）,脫硫效率（lǜ）高達99%,並可同（tóng）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
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石（shí）—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（de）兩倍;(3)石灰（huī）石—石膏法漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫（tuō）硫技術（shù）存在問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難（nán）以除（chú）去的氣溶膠,造成氨損失和煙（yān）霧排放;硫胺（àn）結晶（jīng）過程能耗（hào）大,對加熱器材質要求較高;設備（bèi）國產化程度較（jiào）石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經（jīng）濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石（shí）灰石價格低廉,二氨法脫（tuō）硫（liú）技術吸收劑氨的費（fèi）用較高,占運行成（chéng）本的比重較大（dà）。隨（suí）著工藝和設（shè）備國產化程度的不斷提高,石灰石（shí）—石膏（gāo）法造價已大幅降低,其運行費用主要集中在點（diǎn）好上,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副（fù）產品（pǐn）硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收（shōu）入可（kě）以抵消大部分脫硫成本,時期發電成本低於石灰石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量（liàng）更高時,氨法脫硫項目有（yǒu）可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石（shí）灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,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,應佩戴防塵口罩予以（yǐ）防護。石灰石（shí）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。
 
　　氨屬於危險化學（xué）品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有（yǒu）毒、有（yǒu）腐蝕,極易（yì）溶於（yú）水,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃（nóng）度的氨可引起化學性咽（yān）喉炎、肺炎等,吸入後可引起反射性呼吸停止、心髒（zāng）停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和（hé）管道內,即使在使用過程中,也必（bì）須處於完好密閉狀態,應（yīng）采取有效的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的（de）安全性
 
　　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（wú）直接危害（hài）,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多（duō）用於建築行業,也用作工業材料,但總體（tǐ）消耗量有限。火（huǒ）電、鋼鐵和（hé）冶煉企業均運出廠（chǎng）外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積如（rú）山,存在潰（kuì）壩、塌方的危險,應予以防範（fàn）。硫酸（suān）銨為工業產品,廣泛應用於農（nóng）業生產,不屬於危險化學（xué）品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使（shǐ）用安全、可（kě）靠、無（wú）不良（liáng）影響（xiǎng）。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比（bǐ）,石灰石-石膏法（fǎ）不涉（shè）及易燃、易爆、有毒（dú）等危險作業,發生一般以上事故的可能性小,無特種工種,無（wú）危險工序,風（fēng）險係數低,安全優（yōu）勢大,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為其安全（quán）風險大,事故（gù）幾率（lǜ）高。因此,火電、鋼鐵和冶煉（liàn）行業基本上（shàng）不采用氨法（fǎ）而采用石灰石-石（shí）膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保（bǎo）性
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需采取簡易的（de）通風、防塵措施,對環境汙染和健康（kāng）危害小。氨泄漏存在汙染作業環境和大氣環境的風險,可能危害（hài）人體健康和傷害動植物。氨水（shuǐ）泄漏應及（jí）時用酸中和處（chù）理（lǐ）。
 
　　(2)產品的（de）環保性（xìng）
 
　　脫硫（liú）石膏是工業廢渣,其回收利用已成為世界性（xìng）難題,大多數情況下（xià）隻能作為（wéi）工業（yè）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,廣泛應用於農業生產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫（liú）酸銨的環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨（ān）法煙氣脫硫工藝較石灰石（shí）-石膏法脫硫工藝具備以（yǐ）下優勢:一是大（dà）氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二是（shì）無廢水排放,無（wú）需處理;三是灰（huī）泥廢渣（zhā）排量很少,僅占脫硫石（shí）膏總排（pái）量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣（qì）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（jì）發（fā）展戰略,這是石（shí）灰石-石膏法煙氣脫硫技術（shù）所無法比擬的。尤其是（shì）氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既解決了廢水（shuǐ）處理問題,回收但資源（yuán）,且無運輸、裝卸、儲（chǔ）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（yòng）氨法（fǎ）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,對外依（yī）存度高。與此同時,我國SO2排放量卻高居世界首位（wèi）,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排（pái）放量又占總排量的60%。這裏所指的（de）SO2排放量不包含已轉化成難以回用的脫硫石膏（gāo）等含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大（dà）國,土壤嚴重缺硫,硫（liú）銨（ǎn）具有較大的市場潛力（lì）。氨法脫硫適（shì）合我國國情、負荷（hé）循環經濟發展,而且具有（yǒu）脫硫脫硝一體化的特（tè）點,其（qí）應用前景將越來越廣闊（kuò）。因此（cǐ）,建議通過行政、立法等（děng）手段推廣和普（pǔ）及氨（ān）法石灰石（shí）-石（shí）膏（gāo）法煙氣脫硫（liú）技術;鼓勵火電、鋼鐵和（hé）冶煉行業實施煙（yān）氣脫硫項目的氨法脫硫改造。

淮北