孟津氨（ān）法與石（shí）灰石—石膏法（fǎ）煙氣脫硫技術比較分析

孟津（jīn）       隨著（zhe）我國對大氣汙染和環境保護的（de）日益重視,煙氣脫硫技術得到了快速發展（zhǎn）,脫硫技術越來（lái）越多,脫硫效率也越來（lái）越高。目（mù）前,我國煙氣脫（tuō）硫技術主要有幹法、半幹法和（hé）濕法三種（zhǒng）。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)、石灰石（shí）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（guó）90%以（yǐ）上的（de）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（fǎ）主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮（dàn）肥、焦（jiāo）化和煤化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技術特點
 
　　石（shí）灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年的運行經驗,是目（mù）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-石膏法脫硫（liú）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（běi）鄉下流（liú）動的循環漿液以（yǐ）逆流方式洗滌,循環漿液則（zé）通過循環（huán）泵向上輸送到噴漿層內設置的噴嘴噴射（shè）到吸收塔中,氣（qì）體和液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空氣發生化學反應（yīng）,最終生成石膏。吸（xī）收塔底部的（de）石膏漿液先在水力激流器中脫水支含固量餘額40%,然後經帶（dài）式（shì）真空過濾機過濾,得到含水（shuǐ）量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級除霧（wù）器去除（chú）水分,通過煙道進入煙囪排向（xiàng）大氣。
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）脫硫工藝（yì）係統主（zhǔ）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（tuō）硫副（fù）產品為石膏。在不同的煙（yān）氣負荷及SO2濃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（liú）技（jì）術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣引入脫硫塔中,與循環吸收溶（róng）液（yè）逆流接（jiē）觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨（jìng）煙氣經二級（jí）除霧（wù）器去除霧滴,由煙囪（cōng）排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺（àn）溶液由（yóu）料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（qì）用量;蒸發（fā）潔淨器出口為含固量30%的硫酸銨料漿（jiāng）,經離（lí）心機進一（yī）步分離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品（pǐn）。
 
　　氨（ān）法脫硫工藝主要包括:煙氣係（xì）統、吸（xī）收氧化係統、脫水係統等,脫硫效率高達99%,並可（kě）同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫（liú）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（shì）氨法的（de）兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法的兩（liǎng）倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨法（fǎ）脫硫效率高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存（cún）在問題是愛出煙氣中的按生成亞（yà）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（yān）霧排放;硫胺結晶過程能（néng）耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化程度較石（shí）灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法（fǎ）所用脫硫劑石灰石（shí）價格低廉,二氨（ān）法脫（tuō）硫技術吸收劑氨的費用（yòng）較高（gāo）,占運（yùn）行成本的比（bǐ）重較大。隨著工藝和設備國產化（huà）程度的（de）不（bú）斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降低（dī）,其運行（háng）費用主要集中在點（diǎn）好（hǎo）上,因（yīn）此進一步降低（dī）電耗是石灰石—石（shí）膏法工藝技改的關鍵。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石（shí）—石膏法,可以（yǐ）預測當煙氣中（zhōng）SO2含量更高（gāo）時,氨法（fǎ）脫硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑（jì）的安（ān）全性
 
　　石灰石法（fǎ）煙氣脫硫所使用的脫硫（liú）劑為石灰（huī）石,石灰（huī）石物化性質穩定,直接接（jiē）觸對人（rén）體無危（wēi）害。加工時有揚塵,會刺（cì）激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以（yǐ）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,使（shǐ）用安全可靠。
 
　　氨屬於危（wēi）險化學品,有強（qiáng）烈的刺激氣味,易燃、易爆（bào）、有毒、有腐蝕,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（hóu）炎（yán）、肺炎等（děng）,吸入後可引（yǐn）起反射性呼吸停止（zhǐ）、心髒停搏、直接接觸時可致皮（pí）膚凍傷。氨（ān）通常儲（chǔ）存在密閉容器和管道內,即使（shǐ）在使用過程中,也必須處（chù）於完好密閉狀態,應采取有效的安全措施予以防範（fàn）。
 
　　3.3.2 產品（pǐn）的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的（de）產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體（tǐ）無直接危害,也（yě）不存在火災、爆炸和中（zhōng）毒（dú）危險,多用（yòng）於建築行業,也用（yòng）作（zuò）工業材（cái）料,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和（hé）冶煉企業均（jun1）運出廠外（wài）,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積（jī）如山,存在潰壩、塌方的危險,應（yīng）予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應（yīng）用於農業生產,不屬於危險化學（xué）品,無燃（rán）燒、爆炸、有毒等風險,使用安全、可靠、無不良影響（xiǎng）。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫（liú）工藝（yì）相比,石灰（huī）石-石（shí）膏法（fǎ）不涉及易燃、易（yì）爆（bào）、有毒等危險作業,發（fā）生（shēng）一般以上事故的可能性小,無特種（zhǒng）工種,無危險工序,風（fēng）險係數低,安全（quán）優勢大,尤其是非化工從業人員對（duì）“氨”的人事不足,認為其安全風險大,事故（gù）幾率高。因此,火（huǒ）電、鋼鐵和冶（yě）煉行業基本上不采用氨法而采（cǎi）用石灰石-石膏法（fǎ）脫硫技術。
 
　　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（wū）染和健康危害小。氨泄漏（lòu）存在汙染作業環境和（hé）大氣環境的風險,可能危害人（rén）體健康和傷（shāng）害動植物。氨水泄漏應（yīng）及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性（xìng）
 
　　脫硫石膏是工業（yè）廢渣,其（qí）回收利用已成為世界性難題,大多數情況下隻能作為（wéi）工業垃圾予以廢棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫酸銨是化（huà）學肥料,廣泛（fàn）應用於農業生產,使硫資源得（dé）到（dào）再生利用。顯然,硫酸銨的環（huán）保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工（gōng）藝的環保（bǎo）性
 
　　氨法煙氣（qì）脫硫工藝較石（shí）灰石-石膏法脫硫工藝（yì）具備以下優勢:一是大（dà）氣汙（wū）染小,無CO2排放,SO2排放濃度（dù）低,尾氣總排量少;二是無（wú）廢水排放,無需處理;三是灰泥廢渣排量很少,僅占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣脫硫（liú）的（de）綜合優勢很大,主要是變（biàn）廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資（zī）源,符合循環經濟（jì）發展戰略（luè）,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無法比擬的。尤其（qí）是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑（jì）,既解決（jué）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（huà）和煤化（huà）工等行業采（cǎi）用（yòng）氨法（fǎ）煙氣脫硫技術為（wéi）主（zhǔ）的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需（xū）要（yào）進口（kǒu）,對外依存度高（gāo）。與此同時,我國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（zhàn）SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放（fàng）量又占總排（pái）量（liàng）的（de）60%。這裏所指的SO2排放量不包含已轉化成難以回用的（de）脫硫石膏等（děng）含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重（chóng）缺硫,硫銨具有較大的市場潛（qián）力。氨法（fǎ）脫硫適合我國國情、負荷循環經濟（jì）發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行（háng）政、立法等手段推廣和普及氨（ān）法石灰石-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。