嘉峪關氨（ān）法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

嘉峪關       隨著我國對大氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣（qì）脫硫技術（shù）得到了快速發展,脫硫技（jì）術越來越多,脫硫效率也越來越（yuè）高（gāo）。目前,我國煙氣（qì）脫硫技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕法脫（tuō）硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬（shǔ）氧化物吸收法等,我國（guó）90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦（jiāo）化和煤（méi）化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技（jì）術特點
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年的（de）運行經驗,是目前世界技術（shù）上成熟、實用業績最多、運行狀況較穩定（dìng）的脫（tuō）硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把（bǎ）石灰石磨成（chéng）粉後與水混合,職稱石灰石漿液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向上流動北鄉下流動的循環（huán）漿液以逆（nì）流方式洗滌,循環漿液則通過循環泵向上輸送到噴漿層（céng）內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和液體（tǐ）得（dé）以（yǐ）充分接（jiē）觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時（shí）生成的CaSO4在吸（xī）收塔底部與（yǔ）鼓入的氧化（huà）空氣發生化學（xué）反應,最終生成石膏。吸收（shōu）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%,然後經帶式真空過濾機過濾,得到含水量小於（yú）10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級除霧器（qì）去除水（shuǐ）分,通過煙道進入（rù）煙囪排向大氣。
 
　　石（shí）灰石-石膏法（fǎ）脫硫（liú）工藝係統主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液製備係統、石（shí）膏脫水係統、排放係統（tǒng）等,脫硫效率高達95%,吸收器（qì）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（de）煙（yān）氣（qì）負荷及SO2濃度下均可保持較高（gāo）的脫硫效率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨（ān）法脫硫工藝是將原煙氣引入（rù）脫硫塔中,與（yǔ）循環吸收溶液逆流接觸反（fǎn）應生成亞（yà）硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經（jīng）二（èr）級除霧器去除（chú）霧滴,由煙（yān）囪排向大氣。亞硫（liú）酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出（chū）泵從脫（tuō）硫塔打入母液箱,在進入設置有抽真空係（xì）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（dī）了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分（fèn）離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫（liú）酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣（qì）係統（tǒng）、吸收氧化係統、脫水係統（tǒng）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,脫硫副（fù）產品為（wéi）硫（liú）酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相對較大（dà）,幾乎是氨法的（de）兩倍;(2)脫硫塔（tǎ）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（xiào）率高（gāo）,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛出煙（yān）氣中的按生（shēng）成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損失（shī）和煙霧排放;硫胺結晶過程能（néng）耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分（fèn）析
 
　　石灰石—石膏法所用脫（tuō）硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫硫技術（shù）吸收劑氨的費用較高,占運行成本（běn）的比重較大。隨著工（gōng）藝和設（shè）備國產化程度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降低,其運行費用主要集中在（zài）點好上,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏（gāo）法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技（jì）術的副產品硫（liú）酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以（yǐ）抵消大部分（fèn）脫硫成本,時期發電成本低於石灰石—石膏法,可以預測當（dāng）煙氣中SO2含量更高時,氨（ān）法脫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（quán）性
 
　　石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（dài）防塵口罩予以防護。石灰石不屬於易燃、易爆、易中毒物品（pǐn）,便於運輸、加工和貯存,使（shǐ）用安全可靠。
 
　　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,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕作用（yòng）,高濃度的氨可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反射（shè）性呼吸停止、心髒（zāng）停搏、直接接觸時可（kě）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,也必須處於完好（hǎo）密閉（bì）狀態,應（yīng）采取有效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是脫硫（liú）石膏,脫硫石膏對人體無直接危害,也（yě）不存在火災、爆炸和中毒危（wēi）險,多用於建築行業,也用作工業材（cái）料,但總體消耗量（liàng）有（yǒu）限。火電、鋼鐵和（hé）冶煉企業（yè）均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積如山,存（cún）在潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農（nóng）業生產,不屬於危險（xiǎn）化學品（pǐn）,無燃（rán）燒、爆炸、有毒等風險,使用安全、可靠、無不良（liáng）影響（xiǎng）。
 
　　3.3.3 工藝的安全性（xìng）
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危（wēi）險作業,發生一般以上事故（gù）的可能（néng）性小,無特種（zhǒng）工種,無危險工序（xù）,風險係數低,安全優勢大,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（tiě）和冶煉行（háng）業基本上不采用氨（ān）法而（ér）采用（yòng）石灰石-石膏法脫（tuō）硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　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（rǎn）和健康危害小（xiǎo）。氨泄漏存在汙染作業環境和大氣環境的風險,可能危害人體（tǐ）健（jiàn）康和傷害動植物。氨水泄漏應及時用酸中和處理（lǐ）。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利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（hé）存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫（liú）酸銨是（shì）化學肥料,廣泛應用於農（nóng）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（yì）的環保性
 
　　氨法煙氣脫（tuō）硫工藝較石灰石-石膏法脫硫工藝具備以（yǐ）下優勢:一是大（dà）氣汙染小（xiǎo）,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（xū）處理;三是灰泥廢渣（zhā）排量很少,僅占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優勢很大,主要是變廢為寶、低碳環（huán）保,可再生利用硫資源,符合循環經（jīng）濟發展戰略,這是石灰石（shí）-石膏法（fǎ）煙氣脫硫技術所（suǒ）無法比（bǐ）擬的。尤其是氮肥和煤化工企業副（fù）產5%～8%廢氨（ān）水,可直接用作脫硫劑,既（jì）解決了廢水處理（lǐ）問（wèn）題,回收但資源,且無運輸（shū）、裝卸、儲存和使用液（yè）氨的安全風險。這也是氮肥、焦化和煤（méi）化工等行業（yè）采用氨法（fǎ）煙氣脫硫技術為主的根本原（yuán）因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口（kǒu）,對外依（yī）存度高。與此同時,我國SO2排（pái）放量卻（què）高居世界首位（wèi）,提高SO2利用率可大幅減少硫資源（yuán）的進口量。通常,大氣中SO2主要來源（yuán）於煤（méi）炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所指的SO2排放量（liàng）不包含已轉（zhuǎn）化成（chéng）難以回用（yòng）的脫硫石膏等含硫廢渣。同時（shí）,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫（liú）,硫銨具有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫（liú）脫硝一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行（háng）政、立法等手段推廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技（jì）術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。

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