南陽氨法與石灰石—石膏（gāo）法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我國對大氣汙染和環境保護的日益重視,煙（yān）氣脫硫技（jì）術得到了快速發展,脫硫（liú）技術越來越多,脫硫效率也越來越（yuè）高。目（mù）前,我國（guó）煙氣脫硫技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫（tuō）硫（liú）包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉（nà）堿與雙堿法)和金屬氧化（huà）物吸收法（fǎ）等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是（shì）石（shí）灰石（shí）-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有（yǒu）色冶（yě）煉行業（yè）,而氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法為主。

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　　1、 石灰（huī）石-石膏法脫硫技（jì）術特點
 
　　石灰（huī）石-石膏法脫硫技術已有（yǒu）幾十年的運行經驗,是目前世界技術上成熟、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（fǎ）脫（tuō）硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿液,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流方式洗滌,循環漿液則（zé）通過循環（huán）泵向上輸送到（dào）噴漿層內設置的噴嘴（zuǐ）噴射到（dào）吸收塔中,氣體和（hé）液體得以（yǐ）充分（fèn）接觸,一邊脫除（chú）SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空氣發生化學反應（yīng）,最終生成石（shí）膏。吸收塔底部的石膏漿液（yè）先在水力激流器中脫水支含固量餘額40%,然後經（jīng）帶式真空過濾機過濾,得到含水量小於10%的石膏（gāo）。脫硫後（hòu）的經驗起（qǐ）經兩級除霧（wù）器去除水分,通過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石（shí）灰石-石膏（gāo）法脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統（tǒng）、吸收氧化係統、漿液製備（bèi）係統、石膏脫水係統、排放係（xì）統等,脫硫（liú）效率（lǜ）高（gāo）達（dá）95%,吸收器利用（yòng）率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻（zǔ）力約（yuē）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（hé）較好的係統穩定性（xìng）。
 
　　2、 氨法（fǎ）脫硫技術（shù）特點
 
　　氨法脫硫工藝是（shì）將原煙氣引入脫硫（liú）塔中（zhōng）,與循環吸收溶液逆流（liú）接觸反應生（shēng）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。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫（liú）胺溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入設置有抽真空係統的政法（fǎ）結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低（dī）了蒸汽用量;蒸發潔淨器出（chū）口為含固量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離（lí）後進入（rù）幹燥劑糟溜（liū）,得到含水率3%的硫酸（suān）銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包（bāo）括:煙氣係統、吸（xī）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,吸收劑利用率100%脫（tuō）硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副（fù）產品為硫（liú）酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析（xī）
 
　　(1)石灰石—石（shí）膏法占地麵積相對（duì）較大,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎（hū）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,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在（zài）問（wèn）題是愛出煙氣（qì）中的（de）按（àn）生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放（fàng）;硫胺結晶過（guò）程能耗（hào）大,對加熱（rè）器材質要求較高;設備國產化程度較石灰石—石（shí）膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用（yòng）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（jiào）高,占運行成（chéng）本的比（bǐ）重（chóng）較大。隨著工藝和設備國產化（huà）程度的（de）不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降低,其運行費用主要集中在點好上,因此進一步降低電耗是石灰石（shí）—石膏法工（gōng）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,銷售收入可（kě）以抵（dǐ）消（xiāo）大部分脫硫成本,時期（qī）發電成本低於石灰石—石膏法,可以預測當煙氣（qì）中SO2含量更高時（shí）,氨法脫（tuō）硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性（xìng）分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性（xìng）
 
　　石灰石法煙氣（qì）脫硫所使用的脫硫劑為石（shí）灰石（shí）,石灰石物化性質穩定,直（zhí）接接觸對人體無危害。加（jiā）工時有揚（yáng）塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應（yīng）佩戴防塵口罩予以（yǐ）防護。石灰石不屬於易燃（rán）、易爆、易中毒物品,便於（yú）運輸、加工和貯存,使用安全可靠（kào）。
 
　　氨屬於（yú）危險化學品,有強烈的刺（cì）激氣味（wèi）,易燃、易（yì）爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺激（jī）和腐蝕作用,高（gāo）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、心髒停搏、直接接觸時（shí）可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管道（dào）內,即使在使用過程中,也必須處於（yú）完好密閉狀態,應采取有效的安（ān）全措（cuò）施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣（qì）脫（tuō）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、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（xiāo）耗量有限（xiàn）。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,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（chǎn）品（pǐn）,廣泛（fàn）應用於農業生產,不屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒等（děng）風險,使用安全、可靠（kào）、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（bǐ）,石灰石-石膏法不涉及易燃、易爆（bào）、有毒等危（wēi）險作業,發生（shēng）一般以上事（shì）故（gù）的可能性小,無特種工種,無危險工序,風險係數低（dī）,安全優勢大,尤其是非化工從業（yè）人員對“氨”的人事（shì）不足,認為其安全風險大,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本（běn）上不采用氨法而采用石灰石-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,隻需采取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染和健康危害小。氨（ān）泄漏存在汙染作業環境和（hé）大氣環境的風險（xiǎn）,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄（xiè）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,其回收利用已成為世界性難題,大多數情況下隻能作（zuò）為工業垃圾予以廢棄和存放,且隨時（shí）存在（zài）汙染環境（jìng）的可能;而（ér）硫酸銨是化學肥料,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（de）環保優勢大大高（gāo）於脫硫石（shí）膏。
 
　　(3)工（gōng）藝的（de）環保性
 
　　氨法煙（yān）氣脫（tuō）硫工藝較石灰石-石膏（gāo）法（fǎ）脫硫工藝具備以下優勢: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（xū）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（yān）氣脫（tuō）硫的（de）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（huán）經濟發展戰略,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無法比（bǐ）擬的。尤其是氮肥和煤化工企（qǐ）業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既解決（jué）了廢水（shuǐ）處理問題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使（shǐ）用液氨的安全（quán）風險。這也是氮（dàn）肥、焦（jiāo）化和煤化工等（děng）行業采用氨法煙氣（qì）脫硫（liú）技術（shù）為主的（de）根本原（yuán）因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放（fàng）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（liàng）。通常,大氣中SO2主要來源於煤炭燃燒,占SO2總排量的（de）94%,而火電廠SO2排放量又（yòu）占總排量的60%。這裏所指的SO2排放量不包含已轉化成難以（yǐ）回用的脫硫石膏等含硫廢渣。同時,我國優（yōu）勢（shì）世界氮肥大國,土壤嚴（yán）重缺硫,硫銨具有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷（hé）循環經濟發（fā）展,而（ér）且具有脫硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越來越廣（guǎng）闊。因此,建（jiàn）議通過行政、立法等手段推廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火（huǒ）電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法（fǎ）脫硫改造（zào）。

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