蘭考氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技（jì）術比較分析

蘭考       隨著我國對大氣汙染和環境保護的日益重視（shì）,煙氣脫硫（liú）技術得到了快速發（fā）展,脫硫（liú）技術（shù）越來越多,脫硫效率也越來越高。目前,我國煙氣（qì）脫硫技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中（zhōng）濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫（tuō）硫包括氨法（fǎ）(即氨-硫酸（suān）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（qì）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（gāng）鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化（huà）和煤化工行（háng）業多以氨法為主（zhǔ）。

 
　　1、 石灰（huī）石-石膏法脫硫技術特點（diǎn）
 
　　石灰石-石膏（gāo）法脫（tuō）硫技術已有幾十年的運行經驗,是目前世界技術上成熟（shú）、實用業績最多、運行狀況較穩（wěn）定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫（liú）是把石灰（huī）石磨成粉後與（yǔ）水混合,職稱石灰石漿液,不（bú）斷補充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向上流動北鄉下流動的循環漿液以逆流方式洗滌,循環漿液則通過循環泵（bèng）向上輸送到噴漿層內設置的噴嘴（zuǐ）噴射到（dào）吸收塔中,氣體和液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成（chéng）的CaSO4在吸（xī）收塔底部與鼓入的（de）氧化空（kōng）氣（qì）發生（shēng）化學反應,最終生成石膏。吸收塔底部的石（shí）膏漿液（yè）先在水力激流器中脫（tuō）水支含固量餘額（é）40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得到含（hán）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（yān）囪（cōng）排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸收（shōu）氧化係統、漿液製備係（xì）統、石膏脫水係統、排放係（xì）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。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較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣引入脫（tuō）硫塔中,與循環吸收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（zài）塔底被氧化成硫胺,35%的硫（liú）胺溶（róng）液由（yóu）料液取出泵從脫硫塔打入母液箱（xiāng）,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（dá）到沸點,比正常蒸發下降（jiàng）了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔（jié）淨器出（chū）口為含固量30%的硫酸銨料（liào）漿,經離心機進一步分離後（hòu）進入幹燥劑（jì）糟溜,得到（dào）含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工（gōng）藝主要包（bāo）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（bìng）可同時脫除20%左（zuǒ）右的NOX,吸（xī）收劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為硫酸（suān）銨。
 
　　3、 綜合（hé）分析
 
　　3.1 技術分析（xī）
 
　　(1)石灰石—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（huī）石—石膏法漿液循（xún）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)氨法脫硫技術存在問題（tí）是愛（ài）出煙氣中的（de）按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以除去的氣溶（róng）膠,造成氨（ān）損失和煙霧排放;硫胺（àn）結晶過程能耗大,對加熱器材（cái）質要求較高;設備國產化程度較（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氨的費用較高,占（zhàn）運行成本的比重較大。隨著工藝和設備國（guó）產化程度的不斷提高,石（shí）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,因此進（jìn）一（yī）步降低電耗是（shì）石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸（dūn）,銷售收入可以抵消大部分脫硫成本,時期發電成本低（dī）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現盈利（lì）。
 
　　3.3 安全性（xìng）分析
 
　　3.3.1 脫硫（liú）劑的安全（quán）性
 
　　石灰石法（fǎ）煙（yān）氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石（shí）灰石（shí）物化性質穩定,直接接觸對人體無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以（yǐ）防護（hù）。石灰石不屬於易燃、易爆（bào）、易中（zhōng）毒物品,便於運輸、加工和貯存（cún）,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品（pǐn）,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有（yǒu）腐蝕,極易溶於水,對皮膚（fū）粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃度的氨可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反（fǎn）射性（xìng）呼吸停止、心（xīn）髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通（tōng）常儲存在密閉（bì）容器（qì）和管道內,即（jí）使在使用過程（chéng）中,也必須處於完好密閉狀態（tài）,應（yīng）采取有效的安全措施予以（yǐ）防範（fàn）。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石（shí）灰（huī）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接危害,也不存在火災（zāi）、爆炸和中毒危險,多（duō）用於建築行業（yè）,也用作工業材料,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉（liàn）企業均運出廠外,填溝築路,覆土造（zào）田;或（huò）租地存放,堆積如山（shān）,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨為工業（yè）產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險（xiǎn）化學品（pǐn）,無（wú）燃燒、爆炸、有（yǒu）毒等風（fēng）險,使用安全（quán）、可靠、無不（bú）良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫（tuō）硫工（gōng）藝相比（bǐ）,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（yǐ）上事故的（de）可能性小,無特種工種,無危（wēi）險工序,風險係數低,安全優勢大,尤其是非化工從（cóng）業人（rén）員對“氨（ān）”的人事不足,認為其（qí）安全風險大,事故幾率高。因此,火電（diàn）、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用氨法而采用石灰石-石膏法脫硫技（jì）術。
 
　　3.3.4 環保性分析（xī）
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　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（wēi）害小。氨泄漏存在汙染作業環境和大氣環境的風險（xiǎn）,可能危害人體健（jiàn）康和傷害動植物（wù）。氨水泄漏應及時用酸中和（hé）處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏（gāo）是工業廢渣,其回收利用已成為世界性難題,大多（duō）數（shù）情況下隻能（néng）作為工業垃圾予以廢棄和（hé）存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫酸銨是（shì）化學肥料（liào）,廣泛應用於農業生產,使硫資源得（dé）到再生利用。顯然,硫酸銨的環保優勢（shì）大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保（bǎo）性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法脫硫工（gōng）藝（yì）具備（bèi）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;三是灰泥廢渣排量很（hěn）少,僅占脫（tuō）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,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源,符合循環經濟發（fā）展戰略,這是石灰石-石膏（gāo）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產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風險。這也是氮肥、焦化和煤化工等行業采用氨法煙氣脫（tuō）硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需（xū）要進口,對（duì）外依存度高。與此同時,我（wǒ）國SO2排放量（liàng）卻高居（jū）世界（jiè）首（shǒu）位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的（de）進口量。通常,大氣中（zhōng）SO2主要來源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排（pái）放量又占（zhàn）總（zǒng）排量的60%。這裏所指的SO2排放量（liàng）不包含已轉化成難以回用的脫硫石（shí）膏等含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤（rǎng）嚴重缺硫,硫銨具有（yǒu）較大的市場潛力。氨法脫硫適合（hé）我（wǒ）國國情、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫脫硝（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、立法等手段推廣和普及氨法石灰（huī）石-石膏法煙氣脫硫技（jì）術;鼓勵火電、鋼鐵（tiě）和冶煉行（háng）業實施煙氣脫硫項目的（de）氨法脫硫改造。

蘭考