江西氨法與石灰石—石膏法煙（yān）氣脫硫技（jì）術比較分析

       隨著我國對大氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣（qì）脫（tuō）硫技術得到了快速發展,脫硫技術越來越多,脫硫效率也越（yuè）來越高。目前,我國煙氣脫硫技術主要有幹法（fǎ）、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-硫酸銨法（fǎ）)、石灰石（shí）法(石灰石-石膏法)、堿法（fǎ）(鈉（nà）堿（jiǎn）與雙堿法)和金屬氧化物吸收法等,我國90%以（yǐ）上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝（yì）。石灰（huī）石法主要應（yīng）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-石膏法（fǎ）脫硫技術特點
 
　　石灰石-石膏法脫硫（liú）技術已有幾十年（nián）的運行經驗,是目前世界技術上成熟、實用業績最多、運行狀況（kuàng）較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏（gāo）法脫硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿液,不斷（duàn）補充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向上流動北鄉下流動的循環漿液以逆流方式洗滌,循環（huán）漿液則（zé）通（tōng）過循環泵向上輸送（sòng）到噴漿層內（nèi）設置的噴嘴（zuǐ）噴射到吸收塔中,氣體和液體得以充分接觸,一邊（biān）脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空氣發生化學反應,最終生成石（shí）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%,然後經帶式真空過濾機過濾,得到（dào）含水量小於10%的（de）石膏。脫硫後的經驗起經兩級除霧器去（qù）除水分,通（tōng）過（guò）煙（yān）道（dào）進（jìn）入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝（yì）係統主要包括:煙（yān）氣係統、吸收氧化係統、漿液製備係統、石膏（gāo）脫水係統、排放係統等（děng）,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（hé）較好的（de）係（xì）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入脫硫塔中,與循環吸收（shōu）溶液逆流接觸反應生（shēng）成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙（yān）氣經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排向大（dà）氣。亞硫酸銨（ǎn）在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料（liào）液取出泵從脫硫塔打入（rù）母液箱,在進入設置有抽真空係統（tǒng）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℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔（jié）淨器出口為含（hán）固量30%的硫酸銨（ǎn）料漿,經離（lí）心機進一步分（fèn）離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫（liú）酸銨產品（pǐn）。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水係統等,脫（tuō）硫效率高達99%,並可同時（shí）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（fù）產品（pǐn）為（wéi）硫酸銨。
 
　　3、 綜合（hé）分析
 
　　3.1 技術分（fèn）析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相對較大（dà）,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—石膏法漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高,且可脫除部分NOX;(5)氨法（fǎ）脫硫技術存在問題是愛出煙氣中的按生成（chéng）亞（yà）硫（liú）酸銨、硫酸（suān）銨和（hé）氯（lǜ）化銨等難以除去的氣溶膠（jiāo）,造成（chéng）氨損失和煙霧排（pái）放;硫胺結（jié）晶過（guò）程（chéng）能耗大,對加熱（rè）器材質要求較高;設備國產（chǎn）化程度較石灰石（shí）—石膏法較（jiào）低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石（shí）灰（huī）石（shí）價格（gé）低廉,二氨法脫硫技術吸收劑氨的費用（yòng）較高,占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（shí）灰石（shí）—石膏法造價已（yǐ）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鍵。氨法脫硫技（jì）術的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵（dǐ）消（xiāo）大部分脫硫成本,時期發電成本低於石灰（huī）石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量（liàng）更高時,氨（ān）法脫硫（liú）項目有可（kě）能實現盈利。
 
　　3.3 安全性（xìng）分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的（de）安全性
 
　　石（shí）灰（huī）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（jiē）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防護（hù）。石（shí）灰（huī）石不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工和貯存,使用（yòng）安全可靠（kào）。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水（shuǐ）,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃度的（de）氨可引起化學性咽喉炎、肺（fèi）炎等,吸入後可引起反射性呼吸停止（zhǐ）、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲（chǔ）存在密閉容器和管道內,即使在使用過程中,也必須處於完好（hǎo）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-石膏法煙氣（qì）脫（tuō）硫的產品是脫硫（liú）石膏,脫硫石膏對（duì）人體（tǐ）無直接危害,也（yě）不存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建築（zhù）行（háng）業,也用作工業材料,但總（zǒng）體消耗（hào）量有限（xiàn）。火（huǒ）電、鋼鐵（tiě）和冶煉企業均運出廠外（wài）,填溝築路,覆土造田;或租地存放（fàng）,堆（duī）積如山,存在（zài）潰壩、塌方（fāng）的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品（pǐn）,廣泛（fàn）應用於（yú）農業生產,不屬於危險化學品,無（wú）燃燒、爆炸、有毒等風險,使用安全（quán）、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相（xiàng）比（bǐ）,石灰石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等（děng）危險作業,發生一般以上事故的可能性小,無特種工種,無危險工序,風險係數低,安全優勢大（dà）,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為其安全風險大,事故幾率高。因此,火（huǒ）電、鋼鐵和（hé）冶煉行業基本上不采用氨法（fǎ）而采用石灰石-石膏法脫硫技（jì）術。
 
　　3.3.4 環（huán）保性分析
 
　　(1)脫硫劑（jì）的（de）環保性
 
　　石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（wū）染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作（zuò）業（yè）環境和大氣環境的風險,可能危害人（rén）體健（jiàn）康和傷害動植物。氨水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品（pǐn）的環保性
 
　　脫硫石膏是（shì）工業廢渣,其回收利用已成為世界性難（nán）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（cún）在汙染環境的可能（néng）;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應（yīng）用於農業生產,使硫資（zī）源得到再生利用（yòng）。顯然,硫酸銨的環保優勢大大（dà）高於脫硫（liú）石（shí）膏。
 
　　(3)工藝的環保性（xìng）
 
　　氨法煙（yān）氣脫硫（liú）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,無需處理;三是灰泥廢渣排量很少,僅占脫硫（liú）石（shí）膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分（fèn）析結論
 
　　氨法煙氣脫硫（liú）的綜合優勢（shì）很（hěn）大,主要是變廢為（wéi）寶、低（dī）碳環保,可再生利用硫資源,符合循（xún）環經濟發展（zhǎn）戰略,這是石灰（huī）石-石膏法煙氣脫（tuō）硫技術所無（wú）法比擬的。尤其是（shì）氮肥和煤（méi）化工企業副（fù）產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫（liú）劑,既解決了廢水處理問題,回收但資源,且無運輸、裝卸（xiè）、儲存和使用液氨的安全風險（xiǎn）。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根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺（quē）,60%需（xū）要進口（kǒu）,對外依存度（dù）高。與此同時,我國SO2排放量卻高居世界（jiè）首位,提高SO2利用率（lǜ）可大幅減少硫資源的進口量。通常,大（dà）氣中SO2主要來源（yuán）於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占（zhàn）總（zǒng）排量的60%。這裏所指的SO2排放量不（bú）包含已轉化成難以回用的脫硫石膏等含硫廢（fèi）渣。同（tóng）時,我國優勢（shì）世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場潛力。氨法脫（tuō）硫適合我國國情、負荷循（xún）環經濟發展,而且具有（yǒu）脫硫脫（tuō）硝一體化的特點,其應（yīng）用前景（jǐng）將越來越廣闊。因（yīn）此,建（jiàn）議通過行政、立法（fǎ）等手段推（tuī）廣（guǎng）和普及氨法石（shí）灰（huī）石-石膏（gāo）法煙氣脫硫技（jì）術;鼓勵火電、鋼鐵和（hé）冶（yě）煉（liàn）行業實施煙氣脫硫項目的氨法（fǎ）脫硫改造。

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