靈寶氨法與石灰石—石膏（gāo）法煙（yān）氣脫硫技術比較分析

       隨著我國對大氣汙（wū）染和環境保護的日益重視,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術越來越多（duō）,脫硫效率也（yě）越（yuè）來越高。目前,我國煙氣脫硫技術主要有幹法、半（bàn）幹法（fǎ）和濕法三種。其中濕（shī）法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包（bāo）括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰（huī）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（fǎ）等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是（shì）石灰（huī）石-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用在（zài）火電、鋼鐵和有色（sè）冶煉行業,而（ér）氮肥（féi）、焦化（huà）和煤化工行業多以氨（ān）法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏（gāo）法脫硫技術特點
 
　　石灰石-石（shí）膏法脫硫技術已（yǐ）有幾十年的運行經驗,是（shì）目前（qián）世界技術上成熟、實用（yòng）業績最多、運行狀況較穩（wěn）定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是（shì）把（bǎ）石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿液,不斷補充道吸（xī）收塔內。煙氣在（zài）吸收（shōu）塔內向（xiàng）上流動北鄉下流動的循環漿液以逆流方式洗滌,循環漿液（yè）則通過循環泵向上（shàng）輸送（sòng）到（dào）噴（pēn）漿層內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和液體得以充（chōng）分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同（tóng）時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空氣發生化（huà）學反（fǎn）應（yīng）,最終（zhōng）生成石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在水（shuǐ）力激流器中脫水支含固量餘額（é）40%,然後經帶式真空過濾機過濾（lǜ）,得到含水量小於10%的石膏。脫（tuō）硫後的經驗起經兩級除霧器去除水分,通過煙道進入煙（yān）囪排向大氣（qì）。
 
　　石灰（huī）石（shí）-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸收（shōu）氧化（huà）係統、漿液製（zhì）備係統、石膏（gāo）脫水係統（tǒng）、排放係統等,脫硫效率高（gāo）達95%,吸收（shōu）器利用率90%,鈣硫比（bǐ）低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫（liú）副產（chǎn）品為石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫效（xiào）率（lǜ）和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法（fǎ）脫硫工藝是將原（yuán）煙（yān）氣（qì）引（yǐn）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（de）淨煙氣經（jīng）二級除霧器去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞（yà）硫酸銨在（zài）塔底（dǐ）被氧化成硫（liú）胺,35%的（de）硫胺溶液由（yóu）料液取出泵從脫硫塔打入母（mǔ）液箱,在進入設置有抽真空係統的政法結晶（jīng）器,料液在70℃左右達到（dào）沸點,比正常蒸發下（xià）降了40℃,大（dà）大（dà）降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器出（chū）口為含固量30%的硫酸銨料漿,經離心機進（jìn）一步分離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨（ān）法脫硫工藝主要包括:煙（yān）氣係統、吸收氧化係統、脫水係統等,脫硫效率高達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸（xī）收劑利用率100%脫（tuō）硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品（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（jī）相對較大,幾乎是氨（ān）法的（de）兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是（shì）氨法的兩倍（bèi）;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高,且（qiě）可脫（tuō）除（chú）部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是（shì）愛出煙氣中的按生成亞硫酸（suān）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（yān）霧排放;硫胺（àn）結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化（huà）程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經（jīng）濟分（fèn）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（gāo）,占運行（háng）成（chéng）本的比重較大。隨著工藝和（hé）設備國（guó）產化程（chéng）度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅（fú）降（jiàng）低,其運行費用主要集中在點好上,因此進（jìn）一步降低電耗是石灰石（shí）—石膏法工藝技（jì）改的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨（ǎn）售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部分脫硫成本,時期發電成本低於石灰（huī）石—石膏法,可（kě）以預（yù）測當（dāng）煙氣中SO2含量更高時,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
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石（shí）灰石物化性質穩定,直接接觸對人體無危害。加（jiā）工時有揚（yáng）塵,會刺激眼（yǎn）睛（jīng）、呼吸係統和皮膚（fū）,應佩戴防塵口罩（zhào）予以防（fáng）護。石（shí）灰石不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於（yú）運輸（shū）、加工和（hé）貯存,使用安（ān）全可靠。
 
　　氨屬（shǔ）於危險化學品,有強（qiáng）烈的刺激氣味,易（yì）燃（rán）、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚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,吸入後可引起反射性呼吸停止、心髒停（tíng）搏（bó）、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲（chǔ）存在密閉容器和管道內,即（jí）使在使用過程中,也必須處於完好密閉狀態（tài）,應采（cǎi）取有效的安全措施予以防（fáng）範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石（shí）灰石-石膏（gāo）法煙氣脫硫的產品（pǐn）是脫硫石膏,脫硫石膏對人體無直接危害,也不存在火（huǒ）災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也用作工（gōng）業材料,但（dàn）總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填溝築（zhù）路,覆土造田;或租地存放（fàng）,堆（duī）積如山,存在（zài）潰壩、塌方的危險,應予（yǔ）以防範。硫酸銨為工（gōng）業產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險化（huà）學品,無燃燒（shāo）、爆炸、有（yǒu）毒等風險,使用安全、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全（quán）性
 
　　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（dú）等（děng）危險作業,發生一般以上事故（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,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事（shì）不足,認為其安全風險（xiǎn）大,事故幾率高（gāo）。因此,火電、鋼（gāng）鐵和冶煉行業基本上（shàng）不（bú）采用氨（ān）法而采用（yòng）石（shí）灰石-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性（xìng）分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石屬於天然原（yuán）材料（liào）,隻需（xū）采取簡易的通風、防塵措施,對環境（jìng）汙（wū）染和健（jiàn）康危害（hài）小。氨泄漏（lòu）存在汙染作業環境和（hé）大氣環（huán）境的風險（xiǎn）,可能危害人體健康和傷（shāng）害動植物。氨水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收（shōu）利用已成（chéng）為世界性難題,大多數情況下隻（zhī）能作為工業垃圾予（yǔ）以廢（fèi）棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫酸銨是化學肥（féi）料,廣泛應用於農業生產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫酸銨的環保優勢大（dà）大高於脫硫（liú）石膏。
 
　　(3)工藝（yì）的環保性
 
　　氨（ān）法煙氣脫硫工藝（yì）較石灰石-石膏法脫（tuō）硫工（gōng）藝具備以下優勢:一是大（dà）氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣總排量少（shǎo）;二是（shì）無廢水排（pái）放,無需（xū）處理;三是灰泥廢渣排量很少,僅占脫（tuō）硫石膏總（zǒng）排量（liàng）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（huán）保,可再生利用硫資源,符合循環經濟（jì）發展戰略,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無法比擬的。尤其是氮肥和煤化工企業（yè）副產5%～8%廢氨（ān）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（xiè）、儲存和使（shǐ）用液氨的安全風險。這也是（shì）氮（dàn）肥、焦化和煤化工等行業采用氨法煙氣脫（tuō）硫技術為（wéi）主的根本原因。
 
　　4、 建（jiàn）議
 
　　我國硫（liú）資源緊缺,60%需要進口,對外（wài）依存（cún）度（dù）高。與此同（tóng）時,我國SO2排放量卻高居世界首位,提（tí）高SO2利用（yòng）率（lǜ）可（kě）大幅減少硫（liú）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%,而火電廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所指的SO2排（pái）放量不包含已轉化成難以回用的脫硫石膏等含硫廢（fèi）渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴（yán）重缺硫,硫銨具有較大的市場潛力。氨法脫硫適合（hé）我國國（guó）情（qíng）、負荷循環經濟發展,而（ér）且具有脫（tuō）硫脫硝一體（tǐ）化的特點（diǎn）,其應用前景將越（yuè）來（lái）越廣闊。因此,建議通過行政、立法等（děng）手段推廣和普（pǔ）及（jí）氨法石（shí）灰（huī）石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火電（diàn）、鋼鐵和（hé）冶煉行業實施（shī）煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。

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