平頂山氨法與石灰石—石膏（gāo）法煙氣脫硫技術比較分析

平頂山       隨著我（wǒ）國對大氣汙染和環境保護（hù）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,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（fǎ）和濕法三種。其中濕法脫硫工藝（yì）應用最廣,濕法脫硫包括氨法(即（jí）氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石（shí）膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法（fǎ）)和金屬氧化（huà）物吸收法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法為（wéi）主。

平頂山

 
　　1、 石灰（huī）石-石膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石-石（shí）膏法脫硫技術已（yǐ）有幾十年的運行經驗,是目前世界技術（shù）上（shàng）成熟、實用業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰（huī）石-石膏法（fǎ）脫硫是把石灰石磨成粉後與水（shuǐ）混合,職稱（chēng）石灰石漿液,不斷補充道（dào）吸收塔內。煙氣在吸（xī）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,循環漿液則（zé）通過循環泵向上輸送（sòng）到噴漿層內設（shè）置的噴嘴噴（pēn）射到（dào）吸（xī）收塔中,氣體和液體得以充分接（jiē）觸,一（yī）邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔（tǎ）底部與鼓入的（de）氧化空氣發生（shēng）化學反應,最終生成石膏。吸收（shōu）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40%,然（rán）後（hòu）經帶式（shì）真空過濾機過濾（lǜ）,得到含水量小於10%的石膏。脫硫後（hòu）的經驗起經兩級除霧器去除水分,通過煙道進入煙囪排向（xiàng）大氣（qì）。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙氣（qì）係統、吸收氧化（huà）係（xì）統、漿（jiāng）液（yè）製備係（xì）統、石膏脫水係統、排放係（xì）統等,脫硫效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫（tuō）硫塔阻力約（yuē）2000kPa,脫硫副產品為（wéi）石膏（gāo）。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保（bǎo）持較高的脫硫效率（lǜ）和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨（ān）法脫硫技（jì）術特點
 
　　氨法脫硫工藝是（shì）將原（yuán）煙氣引入脫硫塔（tǎ）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除霧器去除霧滴,由煙囪排向大氣（qì）。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液（yè）由（yóu）料液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入（rù）設置（zhì）有抽真空係統的政法結晶器,料（liào）液在（zài）70℃左右達到沸點,比正常蒸（zhēng）發下降了40℃,大大（dà）降低了蒸（zhēng）汽用（yòng）量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的硫（liú）酸銨料漿,經離心機進一步分離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫（liú）酸銨產（chǎn）品。
 
　　氨法脫（tuō）硫（liú）工藝主要（yào）包（bāo）括:煙氣係統、吸收氧化係（xì）統、脫（tuō）水係統等（děng）,脫（tuō）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,脫硫副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜（zōng）合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相對較大,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法（fǎ）的兩倍;(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（fèn）NOX;(5)氨法（fǎ）脫硫技（jì）術存在問題是愛出煙（yān）氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和（hé）氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨（ān）損失和煙（yān）霧排放;硫胺結晶過程能耗大（dà）,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（jì）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（xī）收劑氨的費（fèi）用較高,占運行成（chéng）本的比重（chóng）較大。隨（suí）著工藝和設備國產化（huà）程（chéng）度的不斷提高,石灰（huī）石（shí）—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（cǐ）進一步降低電耗（hào）是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大（dà）部分脫硫成本（běn）,時期發電成本低於石灰石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫（tuō）硫（liú）劑的（de）安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫（liú）劑為石灰石,石灰石物化性質穩定,直接接觸對人體（tǐ）無危害。加（jiā）工時有揚塵,會刺激眼睛、呼（hū）吸係（xì）統和（hé）皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石灰石不（bú）屬於易燃（rán）、易爆（bào）、易中毒物品,便於運輸、加工和貯存,使用安全可（kě）靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的（de）刺激氣味,易燃、易爆、有（yǒu）毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜（mó）有刺激和腐蝕作用,高濃度的（de）氨（ān）可引起化學性（xìng）咽喉炎、肺炎等,吸（xī）入後可引起反射性呼吸停（tíng）止、心髒停搏、直接接觸時可致皮（pí）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,也必須處於完好密閉狀態,應采取（qǔ）有效的安全措（cuò）施予以防範。
 
　　3.3.2 產（chǎn）品的安全性
 
　　石灰石-石膏（gāo）法煙氣脫硫的（de）產品是脫硫石膏,脫硫石（shí）膏對人體無直接危害（hài）,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也用（yòng）作工業材料,但總（zǒng）體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填溝築路,覆（fù）土（tǔ）造田;或租地存放,堆積如山,存在（zài）潰（kuì）壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨為工業（yè）產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險化學品,無燃燒、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比（bǐ）,石（shí）灰石-石膏法不涉及（jí）易燃、易爆、有毒等危險作業,發生（shēng）一般以上事故的可能性小,無特（tè）種工種,無危險工序（xù）,風（fēng）險係數低,安全優勢大,尤其是非化工從（cóng）業人員對“氨”的人事不足,認（rèn）為其安全風險大（dà）,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業（yè）基本上不采用氨法（fǎ）而采（cǎi）用石灰石-石膏法脫（tuō）硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫（liú）劑的環保性（xìng）
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需采取簡易的通風（fēng）、防塵措施,對環境（jìng）汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙染（rǎn）作業環境和大氣環境的風險,可（kě）能危害人體健康和傷害動植物。氨（ān）水泄漏應及（jí）時用酸中和處理。
 
　　(2)產（chǎn）品的環保性
 
　　脫硫石膏（gāo）是工業廢渣,其回收利用已成為世（shì）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（cún）放,且隨時存在汙染環（huán）境的可（kě）能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業生產,使硫資源得到（dào）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（de）環保性
 
　　氨法煙（yān）氣脫（tuō）硫工（gōng）藝較石灰石-石膏法脫硫工藝具備以下優勢:一是（shì）大氣汙染小,無CO2排（pái）放（fàng）,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二是無廢水排放,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（qì）脫（tuō）硫的綜合優勢很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫（liú）資源（yuán）,符合循環經濟發展戰略,這是石灰石-石膏法煙氣（qì）脫硫技術所無（wú）法比擬（nǐ）的（de）。尤其是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接（jiē）用作脫硫劑,既解（jiě）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、焦化和煤化工等行業采（cǎi）用氨法煙氣脫硫（liú）技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存（cún）度高。與此同時,我國SO2排放量（liàng）卻高（gāo）居世界首位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的進口量。通（tōng）常,大（dà）氣（qì）中SO2主要來源於煤炭（tàn）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排放量不包含已轉化成難（nán）以回用的脫硫石膏等含硫廢渣（zhā）。同時（shí）,我國優勢世（shì）界氮肥大（dà）國,土壤嚴重（chóng）缺硫,硫銨具有較大的市場潛（qián）力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發展（zhǎn）,而且具（jù）有脫硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立法等手（shǒu）段推廣和普及氨法石灰石（shí）-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脫硫改造。