柳林氨法與石灰石—石膏法煙氣（qì）脫硫技術比較分析

柳（liǔ）林       隨著我國對大氣汙染和（hé）環境保護的日（rì）益重視（shì）,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技（jì）術越來越多,脫硫效率也越來越高。目前,我國煙氣脫硫技術（shù）主要有幹法、半幹法（fǎ）和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨法（fǎ）(即氨-硫酸（suān）銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法（fǎ）(鈉堿與（yǔ）雙堿法)和金屬氧化物吸收（shōu）法等,我國90%以上的煙氣脫硫（liú）工程采用的是石灰石-石膏濕法脫硫（liú）工藝。石（shí）灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行（háng）業,而氮肥、焦化和煤（méi）化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石（shí）-石（shí）膏法脫硫技術特點（diǎn）
 
　　石（shí）灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年（nián）的運行經驗,是目前世界技術上成（chéng）熟、實用業績最（zuì）多、運行狀況較穩定的脫硫工藝（yì）。
 
　　石灰石-石膏（gāo）法脫硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿（jiāng）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的循環漿液以逆（nì）流方式洗滌（dí）,循環漿液則通過循環泵向上輸送到噴漿層內設置的（de）噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和（hé）液體得以充分（fèn）接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的（de）CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空（kōng）氣發生化學反應,最終（zhōng）生成石膏。吸（xī）收塔底部的石膏漿液先在水力激流（liú）器中脫水支含固量餘額（é）40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得到含水量小（xiǎo）於10%的石膏。脫硫（liú）後的經驗起經兩級（jí）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（liú）工藝係統（tǒng）主要包括:煙氣係統、吸收氧化（huà）係統、漿液製備係統、石膏脫水係統、排放係統等,脫硫效（xiào）率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力（lì）約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不（bú）同的煙氣（qì）負荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫效（xiào）率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法（fǎ）脫硫技術（shù）特點
 
　　氨法脫硫工（gōng）藝是將原煙氣引入脫硫塔中,與循（xún）環吸收（shōu）溶液逆流接觸（chù）反應生成亞硫酸銨;脫（tuō）硫後的淨煙（yān）氣經二級除霧器（qì）去（qù）除霧滴,由煙囪（cōng）排（pái）向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶（róng）液由料液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進（jìn）入設置（zhì）有抽真空係統的政法結晶（jīng）器,料液在70℃左（zuǒ）右達到沸點,比正（zhèng）常蒸發（fā）下降了40℃,大大降低了蒸汽用（yòng）量;蒸發潔淨器出口為含固（gù）量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一（yī）步（bù）分離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要（yào）包括:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水係統等,脫（tuō）硫效率高（gāo）達（dá）99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用（yòng）率100%脫硫塔阻力僅約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—石膏法占地麵積相對較大,幾乎是氨（ān）法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾（jǐ）乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環（huán）量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫（liú）技術存在（zài）問（wèn）題（tí）是愛出煙氣中的按生成（chéng）亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨（ǎn）等難以除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱（rè）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價格低廉,二氨法脫硫技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度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降（jiàng）低,其運行費用主要集（jí）中在點好上,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的（de）副產（chǎn）品硫酸（suān）銨售價在800～1000元/噸,銷售（shòu）收入可以抵（dǐ）消大部分脫硫成（chéng）本,時期發電成本低於石灰石—石膏法,可以預測（cè）當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫硫項（xiàng）目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安（ān）全性分（fèn）析
 
　　3.3.1 脫硫劑（jì）的安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑（jì）為石灰石,石灰（huī）石物化性質穩定,直接接觸（chù）對人體無危害。加工時（shí）有揚塵,會刺激眼睛、呼（hū）吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石灰石不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工和貯存（cún）,使用（yòng）安全可（kě）靠。
 
　　氨屬於危險（xiǎn）化（huà）學品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極（jí）易溶（róng）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（hóu）炎、肺炎等,吸入後可引起（qǐ）反射性（xìng）呼吸停止、心髒停搏、直接接（jiē）觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在（zài）密閉容器和管道（dào）內,即（jí）使在使用過程中,也必須處於完好密閉狀態,應采取有效的（de）安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石（shí）-石膏法煙氣脫硫的產品是脫硫石（shí）膏（gāo）,脫硫石膏對人體無直接危害,也不存（cún）在火災、爆炸（zhà）和（hé）中毒危險,多用於建築行業,也用作工業材料,但總體消耗（hào）量有限（xiàn）。火（huǒ）電、鋼鐵和冶（yě）煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土造（zào）田;或租地存放,堆積如山,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛（fàn）應用於農業生產,不屬於危險（xiǎn）化學（xué）品,無燃燒、爆炸、有毒等（děng）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比,石灰石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危險（xiǎn）作業,發生一般以（yǐ）上事故的可能（néng）性小,無特種工種,無危（wēi）險工（gōng）序,風險係數（shù）低,安全優勢大（dà）,尤其（qí）是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認（rèn）為其安全風險大,事故幾率高。因此,火（huǒ）電（diàn）、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用（yòng）氨法而采用石灰石-石膏法脫硫技術。
 
　　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,隻需（xū）采取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染和健（jiàn）康危害（hài）小。氨泄漏存在汙染作業環境和大氣環境（jìng）的風險,可能危害人體健康和傷害動（dòng）植物。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（lì）用已成為世界性難題,大多（duō）數情況下隻能作為（wéi）工業垃圾予以廢棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能（néng）;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業生產,使硫（liú）資源得到再生利用。顯然,硫酸銨的環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣（qì）脫硫工（gōng）藝較石灰石（shí）-石膏法脫硫工藝（yì）具備以（yǐ）下優勢:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排（pái）放濃度低,尾氣總（zǒng）排量少;二是無（wú）廢水排放,無需處（chù）理;三是灰泥廢渣排量很（hěn）少,僅（jǐn）占（zhàn）脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析（xī）結論
 
　　氨法煙氣（qì）脫硫的綜合優勢（shì）很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生（shēng）利用硫資（zī）源,符合循環經（jīng）濟發展戰略（luè）,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技（jì）術所無法（fǎ）比擬（nǐ）的（de）。尤其是氮肥和煤（méi）化（huà）工企業副（fù）產5%～8%廢（fèi）氨水,可直接用作脫（tuō）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（háng）業采用氨法煙氣脫硫（liú）技術為主的根本（běn）原因。
 
　　4、 建議（yì）
 
　　我國硫資源緊缺（quē）,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（kě）大幅減少硫資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤炭（tàn）燃燒,占SO2總排（pái）量的94%,而火（huǒ）電（diàn）廠SO2排放量（liàng）又占總（zǒng）排量的60%。這裏所指的SO2排放（fàng）量不包含已轉化成（chéng）難以回用的脫硫（liú）石膏等含硫廢渣。同時,我（wǒ）國優勢（shì）世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫（liú）銨具有較大的市（shì）場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點（diǎn）,其（qí）應用前景將越來越廣闊。因（yīn）此,建議通過行政、立法等手段（duàn）推廣和普及氨法石灰石（shí）-石膏（gāo）法煙氣脫硫技術;鼓勵火（huǒ）電、鋼鐵和冶煉行業（yè）實施煙氣脫硫項（xiàng）目的氨法（fǎ）脫硫改造。

柳林