金昌氨法與石（shí）灰石—石膏法煙氣脫硫技術比（bǐ）較（jiào）分析（xī）

金昌       隨著我國對大（dà）氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣脫硫技術得（dé）到了快速發展,脫硫技術越來越多,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（qí）中濕（shī）法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨法(即（jí）氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化物吸收法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程（chéng）采用的是石灰石-石膏（gāo）濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用（yòng）在火電、鋼（gāng）鐵和有（yǒu）色冶（yě）煉行業,而氮肥、焦（jiāo）化和煤化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技術特點（diǎn）
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年的運行（háng）經驗,是目前世界技術上成熟、實用業績最（zuì）多、運行狀況較穩定的（de）脫硫工（gōng）藝。
 
　　石灰石-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（yè）,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸（xī）收塔內向（xiàng）上流動北鄉下流動的循環漿液以逆流方式洗滌（dí）,循（xún）環漿液則通過循環泵（bèng）向上輸送到噴漿層內設置（zhì）的噴嘴噴射到吸收（shōu）塔中,氣體和液體得以充（chōng）分接觸,一邊脫（tuō）除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔（tǎ）底部與鼓（gǔ）入的氧（yǎng）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水力激流器中脫水支含（hán）固量餘（yú）額（é）40%,然後（hòu）經帶式真空過（guò）濾機（jī）過濾（lǜ）,得到含水（shuǐ）量小於10%的石膏。脫硫後的經驗（yàn）起經兩級除霧器（qì）去除水分,通過煙道進入煙囪排（pái）向大氣。
 
　　石灰石-石膏（gāo）法脫硫（liú）工藝係統（tǒng）主要包括:煙（yān）氣係統、吸收氧化係統、漿液製備係（xì）統、石膏脫水係統、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（chǎn）品為石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較高的（de）脫硫效率和較好的（de）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入脫硫塔中,與循環（huán）吸收溶液逆流接（jiē）觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經二級除霧（wù）器去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的（de）硫胺溶液由料液取出泵（bèng）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（zuǒ）右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低（dī）了蒸（zhēng）汽用量;蒸發潔淨器出口為含固量（liàng）30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進入幹燥（zào）劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產（chǎn）品（pǐn）。
 
　　氨（ān）法脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水係統等（děng）,脫硫效率（lǜ）高達99%,並（bìng）可同時脫除（chú）20%左右的NOX,吸收劑（jì）利用（yòng）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（huī）石—石膏法占地麵（miàn）積相對較大（dà）,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫（tuō）硫塔阻力（lì）大,幾乎是氨法的兩倍（bèi）;(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（xiào）率高（gāo）,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技（jì）術存在（zài）問題是（shì）愛（ài）出煙氣中的按生（shēng）成亞（yà）硫酸銨（ǎn）、硫酸銨和氯化銨等難以（yǐ）除去的氣溶膠,造成氨損（sǔn）失和（hé）煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備（bèi）國產（chǎn）化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用（yòng）脫硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫硫技術吸收劑氨（ān）的費用較高,占運行成本的比重較大（dà）。隨著工藝和設備國產化（huà）程度的不斷提高,石（shí）灰石—石膏法造價已（yǐ）大幅降低,其運行費用（yòng）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（gǎi）的關（guān）鍵。氨法脫硫技術（shù）的副產品硫酸（suān）銨售價在800～1000元/噸,銷售（shòu）收入可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（yān）氣中SO2含（hán）量更高時,氨法脫硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石（shí）灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石灰（huī）石物化性質穩（wěn）定,直（zhí）接接觸（chù）對人（rén）體無危害。加（jiā）工時（shí）有揚塵,會刺激眼睛、呼（hū）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、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工和貯存,使用安（ān）全可靠。
 
　　氨屬於危險化（huà）學品,有強烈（liè）的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘（zhān）膜有刺激和腐蝕作用,高濃度的氨可（kě）引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反射性呼吸（xī）停止、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存（cún）在密閉容器和管道內,即（jí）使（shǐ）在使用過程中,也必須處於完好密閉狀態,應采取有效的（de）安（ān）全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品（pǐn）的（de）安全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的產品（pǐn）是脫硫石膏,脫硫石膏對人體無直接危害（hài）,也不存在火災、爆（bào）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（yě）煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積如山,存在潰壩（bà）、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產（chǎn）品,廣泛（fàn）應用於農（nóng）業生（shēng）產（chǎn）,不屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使用安全、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性（xìng）
 
　　與氨法煙氣脫硫（liú）工藝相比,石灰石-石膏法不涉（shè）及易燃、易爆、有毒（dú）等危險作業,發生一般以上（shàng）事故（gù）的可能性（xìng）小,無特（tè）種工種,無危險工序,風險係數（shù）低,安全優勢大,尤其是非化工從業人員（yuán）對“氨”的人事不足,認為其安全風（fēng）險大,事故幾率高。因此,火電（diàn）、鋼（gāng）鐵和冶煉行業基（jī）本上不采（cǎi）用氨法而采用石灰石-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分（fèn）析
 
　　(1)脫硫劑（jì）的環保性
 
　　石灰石屬於天然原材（cái）料（liào）,隻需（xū）采（cǎi）取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作業環境（jìng）和大氣環境的風險,可能危（wēi）害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用（yòng）已成為（wéi）世界性難（nán）題,大多數情況下隻能作（zuò）為工業垃圾予以廢（fèi）棄和存放,且隨時存在汙染環境（jìng）的可能;而硫酸銨（ǎn）是化學肥料,廣泛應用（yòng）於農業生產,使硫（liú）資源得到再生利（lì）用。顯然,硫酸銨的（de）環保優勢大大高於（yú）脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環（huán）保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法脫硫工（gōng）藝具備以下優勢:一是（shì）大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放（fàng）濃（nóng）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,僅占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法（fǎ）煙氣（qì）脫硫的綜合（hé）優（yōu）勢很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫（liú）資（zī）源（yuán）,符合循環經濟發展戰略,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫（liú）技術所無法比擬的（de）。尤其是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既（jì）解決了廢水處理問題,回收但資源,且無運輸、裝（zhuāng）卸、儲存和使用液氨的安（ān）全風險。這也是氮肥、焦化和煤（méi）化工等行業采用氨法煙氣脫硫（liú）技術為主的根本原因（yīn）。
 
　　4、 建（jiàn）議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存度高（gāo）。與此同時,我國SO2排放量卻高居世界首位,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（tàn）燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又（yòu）占總排量的60%。這裏所（suǒ）指（zhǐ）的SO2排放量不包含已轉（zhuǎn）化成難以回用的脫硫石膏等含硫廢（fèi）渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土（tǔ）壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市（shì）場潛力。氨（ān）法脫（tuō）硫適合我國（guó）國情、負荷循環經（jīng）濟發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點（diǎn）,其應用前（qián）景將越來越廣闊（kuò）。因此,建議通過（guò）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（shù）;鼓（gǔ）勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙（yān）氣脫硫項目的氨法脫硫改造。

金昌