昆山氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著（zhe）我國對大氣（qì）汙染和環境保護的日益重視,煙氣脫硫（liú）技術得到了快速發展,脫硫技（jì）術越來越多,脫硫效率（lǜ）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。其中濕法脫硫（liú）工藝應用最廣,濕法脫硫（liú）包括氨法(即氨-硫酸銨法（fǎ）)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬（shǔ）氧化（huà）物吸收法等,我國90%以上（shàng）的煙氣脫硫工程采用的（de）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（shí）-石（shí）膏法脫硫技（jì）術（shù）特點
 
　　石灰石（shí）-石膏法脫硫技術已有幾十年的運行經驗,是目前世界技術（shù）上成熟、實用業績最多、運行（háng）狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石（shí）灰石磨（mó）成粉後與水混合,職稱（chēng）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（dòng）的循環漿液以逆流方式洗滌,循環漿液則通過循環泵向上輸送到噴漿（jiāng）層（céng）內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和（hé）液體得以充分接觸,一邊脫（tuō）除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化（huà）空（kōng）氣發生（shēng）化學反應,最終生成石膏。吸收塔底部的石膏（gāo）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10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩（liǎng）級除霧器去除水分,通過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工（gōng）藝係統（tǒng）主要包括:煙氣係統、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90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品（pǐn）為石膏。在不同的煙氣（qì）負荷及SO2濃度下均可保持（chí）較高的脫硫效率和較好的係統（tǒng）穩定性（xìng）。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣引入脫（tuō）硫塔中,與（yǔ）循環吸收（shōu）溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧（yǎng）化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入設置有抽真空係統的政法結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸（zhēng）發潔淨器出口為含固量30%的硫（liú）酸銨料漿,經離心機進一步（bù）分離後進入（rù）幹燥劑糟溜（liū）,得到含水（shuǐ）率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係（xì）統、吸收氧化係（xì）統（tǒng）、脫水係統等,脫硫效率（lǜ）高達99%,並可同時（shí）脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻（zǔ）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)石灰石—石膏法占地（dì）麵積相對較大,幾乎是氨法的兩倍（bèi）;(2)脫硫塔阻力大（dà）,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量（liàng）大,耗電（diàn）量較高;(4)氨法脫硫效率高,且可（kě）脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技（jì）術存在問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結（jié）晶過程能耗大,對加熱器材質（zhì）要求較高;設備國產化程度（dù）較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石（shí）灰石（shí）—石膏（gāo）法所用脫硫劑石（shí）灰（huī）石價格（gé）低廉,二氨法脫硫技（jì）術吸收劑氨的費用較高,占運行成本的比重較大。隨著工藝和設備國產化程（chéng）度的不（bú）斷提高（gāo）,石灰石—石膏法（fǎ）造（zào）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（dī）電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副（fù）產品硫酸銨售價（jià）在800～1000元/噸,銷售收（shōu）入（rù）可以抵消大部分脫硫成本,時期發電（diàn）成本低於石（shí）灰石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高（gāo）時,氨法脫硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安（ān）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（tuō）硫劑為石（shí）灰石,石灰石物化性質穩定,直接接（jiē）觸對人體無危害（hài）。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防（fáng）塵口罩予以防護。石灰石不屬於易（yì）燃、易爆（bào）、易中毒（dú）物品,便（biàn）於運輸、加工和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於（yú）危（wēi）險（xiǎn）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（yǒu）刺激和腐蝕作用,高濃度的（de）氨可引起化學性咽喉炎、肺（fèi）炎等,吸入後可引起反射性呼（hū）吸停止、心髒停搏（bó）、直接（jiē）接（jiē）觸時可致皮膚凍傷（shāng）。氨（ān）通常儲存在密閉（bì）容器和管道內,即使在使用過（guò）程中,也必須處於完好密閉狀態,應采（cǎi）取有效的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體無直（zhí）接危害,也不存在（zài）火災、爆炸和中毒危險,多用（yòng）於建築行業（yè）,也用作工業材料,但總體消耗（hào）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（zū）地存放,堆積如山,存在潰壩（bà）、塌（tā）方的危險,應予以防範。硫酸銨為（wéi）工業產品,廣泛應用於農業（yè）生產,不屬於（yú）危（wēi）險化學品,無燃燒、爆炸、有毒等風（fēng）險,使用安全、可靠、無不良（liáng）影響（xiǎng）。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙（yān）氣脫硫工藝相比,石灰石-石膏法不（bú）涉及易燃、易爆、有毒等危（wēi）險作業,發生一（yī）般以上事故的可能性小,無特種工種,無（wú）危險工序,風險係數低,安全優勢（shì）大,尤其是非化工從業人（rén）員對“氨”的（de）人事不（bú）足,認為其安全風險大,事故幾率高。因（yīn）此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用氨法而（ér）采用石灰石-石膏法脫硫（liú）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（zhī）需采取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染和健康危害小。氨（ān）泄漏存在汙染（rǎn）作業環（huán）境和大（dà）氣環境的風險,可能危害人體健康和傷害動植物（wù）。氨水泄漏應及時用酸（suān）中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成為世界性難題,大多（duō）數情況下隻能作為工業垃圾予以廢棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業生（shēng）產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫酸銨的環保優勢大大（dà）高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏（gāo）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（fàng）濃度低,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（shì）變廢為寶、低碳環保,可（kě）再生利用硫資源,符合（hé）循環經濟發展戰略,這是石灰石-石膏法煙（yān）氣脫硫（liú）技術所無法比擬的（de）。尤其是氮肥和煤化工（gōng）企業副產（chǎn）5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既解決了廢水處理問題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全（quán）風險。這也是（shì）氮肥、焦化（huà）和煤化（huà）工等行業采用氨法煙氣（qì）脫（tuō）硫技術為主的根本（běn）原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存度高。與此同時,我（wǒ）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主要來源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而（ér）火電廠SO2排放量又占總排量的（de）60%。這裏所指的（de）SO2排放量（liàng）不包含已轉化成難以回用的脫硫石膏等含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場潛力。氨（ān）法脫硫（liú）適合我國國情、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（jǐng）將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立法等手段推廣和普（pǔ）及氨法石灰石（shí）-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵（lì）火電、鋼（gāng）鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法（fǎ）脫硫改（gǎi）造。

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