臨汾氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

臨汾       隨著我國（guó）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（kuài）速發展,脫硫技（jì）術越來越多,脫硫（liú）效率也越來越高。目前,我國煙氣脫硫技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝（yì）應用（yòng）最廣,濕法脫硫包括氨法(即氨（ān）-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和（hé）金屬（shǔ）氧化（huà）物吸收（shōu）法等,我國90%以上的煙氣脫硫（liú）工程采用的是石灰石-石（shí）膏濕法脫硫工藝。石（shí）灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色（sè）冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工行業多（duō）以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技術（shù）特點
 
　　石灰石-石（shí）膏法（fǎ）脫硫技術已有幾十年的運行經（jīng）驗（yàn）,是目前世界技術上成熟、實用業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石（shí）-石膏法脫硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱（chēng）石灰石漿液,不斷補充道吸收（shōu）塔內。煙氣在吸（xī）收塔內（nèi）向上流動（dòng）北鄉下流動的循（xún）環漿（jiāng）液以逆流方（fāng）式洗滌（dí）,循環漿液則通過循環泵向上輸送（sòng）到（dào）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（chú）SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓（gǔ）入的氧（yǎng）化空氣發生（shēng）化學反應,最終生成石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在（zài）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（hán）水量小於10%的石膏。脫硫後（hòu）的經驗起經（jīng）兩級（jí）除霧（wù）器去除水分,通過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏（gāo）法脫硫工藝係（xì）統主要包括:煙氣係統、吸收氧（yǎng）化係統、漿液製備係統、石膏脫水係統（tǒng）、排放（fàng）係統（tǒng）等,脫硫效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔（tǎ）阻力約2000kPa,脫硫副產品為石（shí）膏。在（zài）不同的（de）煙氣負荷（hé）及SO2濃度下均（jun1）可保持較高的脫硫效（xiào）率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特（tè）點
 
　　氨法脫硫（liú）工藝是將（jiāng）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;脫硫後的淨煙氣經二級（jí）除霧器去除霧滴,由煙囪（cōng）排向大（dà）氣。亞（yà）硫（liú）酸（suān）銨在塔底被氧化成硫（liú）胺,35%的硫胺（àn）溶液由料（liào）液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入設置有抽（chōu）真空係統的政法（fǎ）結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降（jiàng）了40℃,大大降（jiàng）低（dī）了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含固量（liàng）30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後（hòu）進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主（zhǔ）要包括:煙氣係統、吸收氧（yǎng）化係（xì）統、脫（tuō）水係統（tǒng）等,脫硫（liú）效率高達99%,並可同時脫除（chú）20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫（tuō）硫（liú）副產品（pǐn）為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相（xiàng）對較大,幾（jǐ）乎是氨法的兩（liǎng）倍;(2)脫硫塔阻（zǔ）力（lì）大,幾乎是氨（ān）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（tuō）硫效率高,且可（kě）脫除（chú）部分NOX;(5)氨（ān）法脫硫技術存在問題是愛出煙氣中的按（àn）生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等（děng）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,對加熱器材質要求較高;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—石膏法所用脫硫劑石灰石（shí）價格低廉,二氨法脫硫技術吸收劑氨的費用較（jiào）高,占（zhàn）運行成本的比重（chóng）較大。隨著工藝和設備國產化程度的不斷提高,石灰石—石膏（gāo）法造價已大幅降（jiàng）低,其運行費用主要（yào）集中在點好上,因（yīn）此進一步降（jiàng）低電（diàn）耗（hào）是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產（chǎn）品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售（shòu）收入可以抵消大部分脫硫成本,時期發電（diàn）成本低於（yú）石灰石—石膏法,可以預（yù）測當煙氣（qì）中SO2含量更高時,氨法脫硫（liú）項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　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劑為石灰石,石灰石物化性質（zhì）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（xī）係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石灰石不屬於易（yì）燃、易爆、易（yì）中毒物（wù）品,便於運輸、加工和貯（zhù）存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的刺激氣（qì）味（wèi）,易燃、易爆、有毒、有腐蝕（shí）,極易溶於水,對（duì）皮膚粘膜有刺激和（hé）腐蝕作（zuò）用（yòng）,高濃度的氨可引起化學性（xìng）咽喉炎、肺炎等,吸入（rù）後可引起反射（shè）性呼吸停止、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常（cháng）儲存在密閉容（róng）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（yīng）采取有（yǒu）效的安全（quán）措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰（huī）石-石膏法煙氣脫硫的產（chǎn）品是脫硫石膏,脫硫（liú）石膏對人體無直（zhí）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,但總體消耗量有（yǒu）限。火電、鋼鐵和冶（yě）煉（liàn）企業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租（zū）地（dì）存（cún）放,堆積如山,存在潰壩、塌方的危（wēi）險,應（yīng）予（yǔ）以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用（yòng）於農業生產,不屬於危險化學品,無（wú）燃燒、爆炸、有毒等風險,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（xiàng）比,石灰石-石（shí）膏法不涉及易燃（rán）、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（zhǒng）,無危險（xiǎn）工序,風險係（xì）數低,安全優勢大,尤其是非（fēi）化工從業人員對“氨”的人事不足,認為（wéi）其安全風險大,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本（běn）上不（bú）采用氨法而采用石灰石-石（shí）膏（gāo）法脫（tuō）硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環（huán）保性
 
　　石灰石（shí）屬於天然原材料,隻（zhī）需采取簡（jiǎn）易的通（tōng）風（fēng）、防塵措施,對環境汙染和健康危害小（xiǎo）。氨泄漏存在汙染作業環境和大（dà）氣（qì）環境（jìng）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處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是（shì）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放,且隨時存在汙染環（huán）境的（de）可能（néng）;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業生產（chǎn）,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（tuō）硫石膏（gāo）。
 
　　(3)工藝的（de）環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝（yì）較石灰（huī）石-石膏法脫硫工藝具備以（yǐ）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;二是無廢水排放,無需處（chù）理;三是灰泥廢渣排量很少,僅占脫硫石膏（gāo）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（bǎo）、低（dī）碳環保,可再生利用硫資源,符合循環經濟發展戰略,這是石灰石（shí）-石膏法煙氣脫硫技術所無法比擬的。尤其是氮肥和（hé）煤化工企業副產5%～8%廢（fèi）氨水,可直（zhí）接用作脫硫劑,既解決了廢水處理問題,回收但資（zī）源,且無（wú）運輸、裝卸、儲存（cún）和使（shǐ）用液氨（ān）的安全風險（xiǎn）。這（zhè）也是氮肥、焦化和煤化工等行業采用氨法煙氣脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我（wǒ）國硫資源緊缺（quē）,60%需要進口,對外依存度高。與此（cǐ）同時,我國SO2排放量卻高居（jū）世界首位,提（tí）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（yú）煤炭燃燒,占SO2總排（pái）量的94%,而（ér）火電廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所指（zhǐ）的SO2排（pái）放（fàng）量不包含已轉化成難以回（huí）用的脫硫石膏等含硫廢渣。同時,我國（guó）優勢（shì）世界氮（dàn）肥（féi）大國,土壤嚴重（chóng）缺硫,硫銨具有（yǒu）較大的（de）市場潛（qián）力。氨法脫（tuō）硫適合我國國情、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其應用（yòng）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石（shí）-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。

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