墾利氨法與石灰石—石膏法（fǎ）煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我國對大氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣脫硫技術得到了快速（sù）發展,脫硫技術越來越多,脫（tuō）硫效率也越來越高。目前,我（wǒ）國煙氣脫（tuō）硫技術主要有幹法、半幹法和（hé）濕（shī）法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包（bāo）括氨法(即氨-硫（liú）酸銨法)、石灰石（shí）法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和（hé）金屬氧化物吸（xī）收法等,我國（guó）90%以上的（de）煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕法脫（tuō）硫工藝。石灰石法主要（yào）應（yīng）用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業（yè）,而氮肥、焦化和煤化（huà）工行業多（duō）以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏（gāo）法脫硫（liú）技術特點
 
　　石灰石-石膏法脫（tuō）硫技術已有幾十年的（de）運行（háng）經驗,是目前世界（jiè）技術（shù）上成熟、實用業（yè）績最多、運（yùn）行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石磨成粉後與水（shuǐ）混合,職（zhí）稱石灰石（shí）漿液,不斷補充道吸收（shōu）塔內。煙氣在吸收塔內向（xiàng）上流動北鄉下（xià）流動的循環漿液以逆（nì）流方式洗滌,循環漿液則通過循（xún）環泵向上輸送（sòng）到噴漿層內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生（shēng）成（chéng）的CaSO4在吸收塔底部與（yǔ）鼓入的氧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（xiān）在水（shuǐ）力激流器中脫水支含固量餘（yú）額40%,然後經帶（dài）式真空過濾機（jī）過濾,得到含水量小於（yú）10%的石膏。脫硫後的經（jīng）驗起經兩級除霧器去除（chú）水分,通（tōng）過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰（huī）石-石膏法脫硫工藝係統（tǒng）主要包括:煙氣（qì）係統、吸（xī）收氧化係統、漿液製備係統、石膏脫水（shuǐ）係統、排放係統等,脫硫效率高達95%,吸收（shōu）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（nóng）度下均可保持較高的脫硫效率和（hé）較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨（ān）法（fǎ）脫硫工藝是將原煙氣引入脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨（ǎn）;脫硫後的淨煙氣經二級除霧器（qì）去除霧滴（dī）,由（yóu）煙（yān）囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化（huà）成硫胺,35%的硫胺溶液由料液（yè）取出（chū）泵（bèng）從脫硫塔打入母液箱,在進（jìn）入設置有（yǒu）抽真空係統的政法結晶（jīng）器,料液在70℃左右達到沸（fèi）點,比正（zhèng）常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽用（yòng）量;蒸（zhēng）發潔（jié）淨器出口（kǒu）為含固量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進入幹燥劑糟溜,得（dé）到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸收氧（yǎng）化係統、脫水（shuǐ）係統（tǒng）等,脫（tuō）硫效率高達99%,並可同（tóng）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（zōng）合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰（huī）石—石膏法占地麵積相對較大,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）—石膏法漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高（gāo）,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫（liú）技術存在問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸（suān）銨、硫酸銨和氯化（huà）銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧（wù）排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質（zhì）要求較高（gāo）;設備國產化程度較石灰（huī）石—石膏法較（jiào）低。
 
　　3.2 經濟（jì）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氨的費用較（jiào）高,占運行成本的比重較（jiào）大。隨著工藝和設備國產化程度（dù）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（jí）中（zhōng）在點（diǎn）好上,因此進一（yī）步降低電耗是石灰石（shí）—石膏法工藝技改的關鍵。氨法（fǎ）脫硫技術的（de）副產品（pǐn）硫（liú）酸銨售價（jià）在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部分脫硫成本（běn）,時（shí）期（qī）發電（diàn）成（chéng）本低於石灰石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫硫項目有可能實（shí）現（xiàn）盈利（lì）。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石灰石（shí）物化性質穩定,直接接觸（chù）對人體無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛（jīng）、呼（hū）吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石灰石不（bú）屬於易燃、易（yì）爆（bào）、易中（zhōng）毒物品,便於運輸、加工和（hé）貯存,使（shǐ）用安全可靠。
 
　　氨（ān）屬於危險化學品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐（fǔ）蝕,極易溶（róng）於水,對皮膚粘（zhān）膜有刺激（jī）和腐蝕作用,高濃度的氨可引起化學性咽喉（hóu）炎、肺炎等,吸入後可引起反射性呼吸停（tíng）止、心（xīn）髒停搏、直接（jiē）接觸時（shí）可（kě）致皮膚凍（dòng）傷。氨通常儲存在密閉容器和管道內,即使在使用過程中（zhōng）,也必（bì）須處於完好密閉狀（zhuàng）態,應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石膏,脫硫石（shí）膏對（duì）人體無直接危害,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也用作工業材料,但總體（tǐ）消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存（cún）放,堆積如（rú）山,存在潰壩、塌方（fāng）的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產（chǎn）品（pǐn）,廣泛應（yīng）用於農業生產,不屬（shǔ）於（yú）危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒等風（fēng）險,使用安全、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝（yì）的（de）安全（quán）性
 
　　與（yǔ）氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰石-石膏（gāo）法不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生（shēng）一般（bān）以上（shàng）事故（gù）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,尤其是（shì）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采用氨法而采用（yòng）石灰石-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫（liú）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,對環境汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作業環境和大氣環境的風險,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏應及時用酸中和（hé）處理。
 
　　(2)產品的環保（bǎo）性
 
　　脫（tuō）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存（cún）放,且隨時存在汙染（rǎn）環境的可能;而硫酸銨是（shì）化學肥料,廣泛應用於（yú）農（nóng）業（yè）生產,使硫資源得到再生（shēng）利用。顯（xiǎn）然,硫酸銨的環（huán）保優勢大大（dà）高（gāo）於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的（de）環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石（shí）-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（shì）無廢水排放,無（wú）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
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優勢很大,主要（yào）是變廢為寶、低碳環（huán）保,可再生利用硫資源,符合循環經濟（jì）發展（zhǎn）戰（zhàn）略,這（zhè）是石灰（huī）石-石膏法煙（yān）氣脫硫技（jì）術所無法比擬（nǐ）的。尤其是氮肥和煤化工企業副產（chǎn）5%～8%廢氨水,可直接（jiē）用作脫硫劑,既解決了廢水處理問題,回收但資源,且無運輸（shū）、裝卸、儲存和使用液氨的安全風險。這也是氮肥、焦（jiāo）化和煤化工等行業采用氨法（fǎ）煙氣脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議（yì）
 
　　我國硫（liú）資源緊缺,60%需要進口,對外依存度高。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（méi）炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總（zǒng）排量的60%。這裏所指的SO2排放量不包含已轉化成（chéng）難以回（huí）用的脫硫石膏（gāo）等含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤（rǎng）嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場潛力（lì）。氨法脫硫適（shì）合我國國情、負荷循（xún）環經濟發展,而且具有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（shǒu）段推廣（guǎng）和普及氨法石灰石-石膏（gāo）法煙氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實（shí）施煙氣脫硫項目的氨法（fǎ）脫硫改造。