金壇氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我國（guó）對大氣汙染和環境保護的日益重視,煙（yān）氣脫硫（liú）技（jì）術得到了快速發（fā）展,脫硫技術越來越多,脫硫效（xiào）率也越來越高。目前,我國煙（yān）氣脫硫技術主要有幹法、半幹（gàn）法和濕法三種。其中濕（shī）法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石（shí）-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
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年的運行經驗（yàn）,是目前（qián）世界技術上（shàng）成熟、實用業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰（huī）石磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿（jiāng）液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在（zài）吸（xī）收（shōu）塔內向（xiàng）上流動北鄉下（xià）流動的循環漿液以逆流方式洗（xǐ）滌,循環漿液則通過循環（huán）泵向上輸送到噴（pēn）漿層內設（shè）置（zhì）的噴嘴噴射到吸（xī）收塔中,氣（qì）體和液體得以充分接觸（chù）,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在（zài）吸收塔底部與鼓入的氧化空氣發生化學反應,最終生（shēng）成石膏。吸收塔底部的石膏漿液（yè）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10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級（jí）除霧器去除（chú）水分,通過煙道進入（rù）煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫（liú）工藝係（xì）統主要包括:煙氣係統、吸（xī）收（shōu）氧化係統、漿液製備係統、石膏脫水係統、排放係統等（děng）,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（gāo）。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好（hǎo）的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫（tuō）硫技術特點
 
　　氨法脫硫工（gōng）藝是將原煙氣引入脫硫塔中（zhōng）,與循環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨（ǎn）;脫硫後的淨煙（yān）氣經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸（suān）銨在塔（tǎ）底被（bèi）氧化成硫胺,35%的硫胺溶液（yè）由料（liào）液取出（chū）泵從脫硫塔打入（rù）母液箱,在進入設置有抽真空（kōng）係統的政法結晶器,料液（yè）在70℃左右達（dá）到沸點（diǎn）,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔（jié）淨器出口為含固量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步（bù）分（fèn）離後進入幹燥劑糟溜,得到含（hán）水（shuǐ）率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨（ān）法脫硫工藝主要包括:煙（yān）氣係統、吸收氧化（huà）係（xì）統、脫水係統等,脫硫效率（lǜ）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,脫硫副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術（shù）分析
 
　　(1)石灰（huī）石（shí）—石膏法占地（dì）麵積相對較（jiào）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（shí）—石（shí）膏法漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨（ān）法（fǎ）脫硫效率（lǜ）高,且可脫除部分（fèn）NOX;(5)氨法（fǎ）脫硫技術存在問題是愛出煙氣中的按生成亞硫（liú）酸銨（ǎn）、硫酸銨和氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損失和（hé）煙霧排放;硫胺結晶（jīng）過程能耗大,對加熱器材質要（yào）求較高;設備國產化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石（shí）—石膏法所用脫硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫硫技術吸（xī）收（shōu）劑氨的費用較高,占運行成本（běn）的比重較（jiào）大。隨著工藝（yì）和設備國產（chǎn）化程度的不斷提（tí）高（gāo）,石灰石—石膏法造價已大幅降低,其運行費用主要集中在點好上,因此（cǐ）進一步降低（dī）電耗是石灰石—石膏法工藝（yì）技改的關鍵。氨法（fǎ）脫硫技術的副產品硫酸銨售價（jià）在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部分脫硫成（chéng）本,時期（qī）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,氨法脫硫項目有（yǒu）可（kě）能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析（xī）
 
　　3.3.1 脫硫劑（jì）的安（ān）全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑（jì）為石灰石,石灰石物化性質穩定（dìng）,直接接觸對人（rén）體無危害。加（jiā）工時有揚塵,會刺激眼睛、呼（hū）吸係統和（hé）皮膚,應佩（pèi）戴防塵口罩予以防護。石灰石不屬（shǔ）於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工（gōng）和貯存,使（shǐ）用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的刺（cì）激氣味（wèi）,易燃、易爆、有毒、有（yǒu）腐蝕（shí）,極（jí）易溶於水（shuǐ）,對皮膚粘（zhān）膜有刺激（jī）和腐（fǔ）蝕作用,高濃度的氨可引起（qǐ）化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可（kě）引（yǐn）起反射性呼吸停止（zhǐ）、心髒停搏、直接接（jiē）觸（chù）時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管道內,即使在使用過程中,也必須處於完好密閉狀（zhuàng）態,應（yīng）采取有效的安全措施予（yǔ）以防範。
 
　　3.3.2 產（chǎn）品的安（ān）全性（xìng）
 
　　石灰石-石膏法煙氣（qì）脫硫（liú）的產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體無直接危（wēi）害,也不存在火災、爆炸（zhà）和中毒危險,多用（yòng）於建築行業,也（yě）用作工業材料,但總體（tǐ）消耗量有（yǒu）限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或（huò）租（zū）地存放,堆積如山,存在潰壩、塌方的危險,應予以防（fáng）範。硫酸銨為工業（yè）產品,廣泛應用於農業生產,不（bú）屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有（yǒu）毒等風險,使用安全、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比,石灰石-石膏法不涉及（jí）易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一般以上事故的可能性小,無特種工種,無危（wēi）險工序,風險係數低,安（ān）全優勢（shì）大,尤其是非化工從業人員對“氨（ān）”的人事不足,認（rèn）為其安全風險大（dà）,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和（hé）冶煉行業基（jī）本上不采用氨（ān）法而采用石（shí）灰石-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析（xī）
 
　　(1)脫硫（liú）劑的環保性
 
　　石灰石屬於天然（rán）原材料,隻需采取簡易的通風、防（fáng）塵措施,對（duì）環（huán）境汙染（rǎn）和健（jiàn）康危害（hài）小。氨泄漏存在汙染作業（yè）環境和（hé）大氣環境的（de）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（liú）石膏是工（gōng）業廢渣,其回收利用已成（chéng）為（wéi）世界性難題,大多數情況下隻能作為工業垃圾予以廢棄和存放,且隨時存在（zài）汙（wū）染環境的可能;而硫酸銨是化學（xué）肥料,廣泛應用於農業生產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫酸銨的環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工（gōng）藝較石灰石-石膏法脫硫（liú）工藝具備以下（xià）優勢:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度（dù）低（dī）,尾氣總排量少;二是無廢水排放（fàng）,無需處理;三是灰泥廢渣排量很少（shǎo）,僅占（zhàn）脫硫石膏總排（pái）量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優勢（shì）很大,主要是變廢（fèi）為寶、低碳環保,可再生利用硫資源,符合循環經濟發（fā）展戰略（luè）,這是石（shí）灰石-石膏法煙氣脫硫（liú）技術所無法比擬的。尤其是氮肥和煤化工企業副（fù）產5%～8%廢氨（ān）水,可直接用（yòng）作（zuò）脫硫劑,既解決了廢（fèi）水處理問題,回收但資源（yuán）,且無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全風（fēng）險。這也是氮肥、焦化和煤化工等行業采用氨法煙氣（qì）脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存度高（gāo）。與此同時（shí）,我國（guó）SO2排放量卻（què）高居世界首位,提高SO2利（lì）用率可大幅減少硫資源的（de）進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤（méi）炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占（zhàn）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硫石（shí）膏等含硫（liú）廢渣。同時（shí）,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情（qíng）、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫（liú）脫（tuō）硝（xiāo）一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立法（fǎ）等手段推廣和普（pǔ）及氨法石灰石-石膏法煙（yān）氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和（hé）冶煉行業實施（shī）煙氣脫硫項目的氨（ān）法脫硫改造。

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