酒泉氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

酒（jiǔ）泉       隨著我國對大氣（qì）汙染和環境保護的日益重視,煙氣（qì）脫硫技術得到了（le）快速（sù）發展,脫硫技術越（yuè）來越多,脫硫效率也越來越高。目前,我國煙氣脫硫技術主（zhǔ）要有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用（yòng）最（zuì）廣,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石（shí）法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧（yǎng）化物吸收法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的（de）是石灰石（shí）-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電、鋼（gāng）鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦（jiāo）化和煤化工行（háng）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（gāo）法脫硫技術已有幾十（shí）年的運行經驗,是目前世界技術上（shàng）成熟、實用業績最多、運行狀況較（jiào）穩定的（de）脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石磨成粉後與水混（hún）合,職稱石灰石漿（jiāng）液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在（zài）吸收塔內向上流動北鄉下流動（dòng）的循環漿液以逆（nì）流方式洗滌,循環漿液則通過循環泵（bèng）向上輸送到噴（pēn）漿層內設置（zhì）的噴嘴噴（pēn）射（shè）到吸收塔中,氣體和液體得以充分接觸（chù）,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時（shí）生成的CaSO4在（zài）吸收塔底（dǐ）部與鼓（gǔ）入的氧化空氣發生化（huà）學反應（yīng）,最（zuì）終生成石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在水力（lì）激流器中脫水支含固量餘額40%,然後（hòu）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除霧器去除水分,通過煙道進入煙囪排向大氣（qì）。
 
　　石灰（huī）石-石膏法脫硫工藝係統主要（yào）包括:煙氣係統（tǒng）、吸收氧化係統、漿液製備係統、石膏脫水係統、排放係統等,脫硫效率高達95%,吸收器利用率（lǜ）90%,鈣硫比低,脫硫塔（tǎ）阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在（zài）不同（tóng）的煙氣負（fù）荷及SO2濃度下均可保持（chí）較高的（de）脫硫效率和較好的係統（tǒng）穩定（dìng）性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣（qì）引入脫硫塔中（zhōng）,與循（xún）環吸（xī）收溶液逆流接觸反應（yīng）生成亞硫酸銨;脫硫後（hòu）的淨煙氣經二級除霧器去除霧（wù）滴,由煙囪排（pái）向大（dà）氣。亞硫酸銨在塔底被（bèi）氧化成硫（liú）胺,35%的硫胺（àn）溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母（mǔ）液箱,在進入設置有抽（chōu）真空係統的政法結晶器,料液在70℃左右達到（dào）沸點（diǎn）,比正常蒸（zhēng）發下降了40℃,大大降低了蒸汽用（yòng）量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的（de）硫酸銨料漿,經離心（xīn）機進一步分離後進入（rù）幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　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,脫硫效率高達（dá）99%,並可同時（shí）脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率（lǜ）100%脫硫塔阻力僅約（yuē）1kPa,脫硫副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析（xī）
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相對較（jiào）大,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫（liú）塔阻力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液（yè）循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫（tuō）硫效率高（gāo）,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化（huà）銨（ǎn）等難（nán）以除去的（de）氣（qì）溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能（néng）耗大,對加熱（rè）器材質要求較（jiào）高;設備（bèi）國產（chǎn）化程度較（jiào）石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫硫技術吸收劑（jì）氨的費用較高,占運（yùn）行成本的比重較大。隨著工藝和設備國（guó）產化程度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降低,其（qí）運行費用主要（yào）集中在點好（hǎo）上,因此（cǐ）進一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法（fǎ）脫硫技術的副產（chǎn）品硫（liú）酸銨售（shòu）價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部分脫硫成本,時期發電成本（běn）低於石灰石—石膏法,可以預測當煙氣中（zhōng）SO2含（hán）量更高時,氨法脫硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全（quán）性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰（huī）石法煙氣脫硫所使用的脫硫（liú）劑為石灰石（shí）,石灰石物（wù）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（jīng）、呼吸係統和皮膚,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,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的刺激氣味,易燃（rán）、易爆、有毒、有腐蝕（shí）,極易溶於水,對皮膚（fū）粘膜有刺（cì）激和腐蝕作用,高濃度的氨可引起化學性（xìng）咽喉炎、肺炎等,吸入後可引（yǐn）起反射性呼吸停（tíng）止、心髒停搏、直接接觸時可致（zhì）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態,應采取有效的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安（ān）全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的產品是脫硫石膏（gāo）,脫硫石膏對人體無直接危害,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多（duō）用於建（jiàn）築行業,也用作工業材料,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企（qǐ）業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積如（rú）山,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用（yòng）於（yú）農業生產,不屬於危險化（huà）學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使用安全（quán）、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝（yì）的安全（quán）性（xìng）
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相（xiàng）比,石灰石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一般以上事故的可能（néng）性小,無特種工種（zhǒng）,無危險工序,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,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上不（bú）采（cǎi）用氨（ān）法而采用石灰（huī）石-石膏法脫硫（liú）技術。
 
　　3.3.4 環保性分（fèn）析
 
　　(1)脫硫劑的環保（bǎo）性
 
　　石灰石屬於天然（rán）原材料,隻需采取簡易（yì）的通風、防塵措施,對環境汙染和健康危（wēi）害小。氨泄漏存（cún）在汙染作業環（huán）境和大氣環境的風險（xiǎn）,可能（néng）危害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏應及（jí）時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成（chéng）為（wéi）世界性難題,大多數（shù）情況下隻能作為工業垃圾予以廢棄和存放,且隨時存在（zài）汙染環境的可能;而硫酸銨（ǎn）是化學肥料（liào）,廣泛應用（yòng）於農業（yè）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（gāo）法脫硫工藝具（jù）備以下優勢:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放（fàng）濃度低,尾氣總排量少;二是無廢水排放,無需處理;三（sān）是灰（huī）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
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優勢很大,主要是（shì）變廢為寶（bǎo）、低碳環保,可再生利用硫資源,符合循環經濟發展戰略,這是石灰（huī）石-石膏法煙氣脫硫技術所無法比擬的。尤其是（shì）氮肥和煤化工企業（yè）副產5%～8%廢氨水,可直接用作（zuò）脫硫劑,既解決了廢水處（chù）理問題,回收但資（zī）源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全風險。這也（yě）是氮肥、焦化和煤化工等行業采用氨（ān）法煙氣脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國（guó）硫資源緊缺（quē）,60%需要進口,對外依存度高。與此同時,我國（guó）SO2排放量卻高居世界首位,提高（gāo）SO2利用率可大幅減少硫（liú）資源的進口（kǒu）量。通常,大氣中SO2主要（yào）來源（yuán）於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所指的SO2排放（fàng）量不包含已轉化成難以回用的脫（tuō）硫石膏等含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫（liú）銨具有（yǒu）較（jiào）大的市場潛力（lì）。氨法（fǎ）脫硫適合我國國（guó）情、負荷循環經濟發展,而且具有（yǒu）脫硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立法等手段推廣（guǎng）和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙（yān）氣脫硫項目的氨法（fǎ）脫硫改造。

酒泉（quán）