平陽氨法與石灰石—石膏（gāo）法煙氣（qì）脫硫技術比較分析

平陽       隨著我（wǒ）國對大氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣脫硫技術得（dé）到了快速發展,脫硫技術越來越多,脫硫效率（lǜ）也越來越高。目前,我國煙（yān）氣脫硫技術主要有（yǒu）幹法、半幹法和（hé）濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化物吸收法等,我國（guó）90%以上的煙氣脫（tuō）硫工程采（cǎi）用的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主（zhǔ）要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而（ér）氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石（shí）膏法脫硫（liú）技（jì）術特（tè）點
 
　　石灰石-石膏法脫（tuō）硫技術已有幾十年的運（yùn）行經（jīng）驗（yàn）,是目（mù）前世界技術上成熟、實用業績最多、運行狀（zhuàng）況較穩定的脫硫工藝（yì）。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石磨成粉（fěn）後與水混合,職稱石灰石漿液,不斷補充道吸收塔內（nèi）。煙氣（qì）在（zài）吸收塔內向上流（liú）動北鄉下流動的循環漿液以逆流方式洗（xǐ）滌,循環漿（jiāng）液則通過循環泵向上輸送到噴漿層內設（shè）置（zhì）的噴嘴噴射到吸收（shōu）塔中,氣體和液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同（tóng）時生成的CaSO4在吸收塔（tǎ）底部與（yǔ）鼓入的（de）氧化空氣發生化學反應,最終（zhōng）生成石膏（gāo）。吸收塔底部的石膏漿液先在水（shuǐ）力激（jī）流器中脫水支含（hán）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。脫硫後的經驗起經（jīng）兩級除霧器（qì）去除水分（fèn）,通過煙道進入煙（yān）囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統（tǒng）、漿液製備係統、石膏脫水係統、排放係統等（děng）,脫硫效率高達95%,吸收器利（lì）用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫（liú）副產品為石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下（xià）均可保持較高的脫硫效率和（hé）較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨（ān）法脫硫技術特點
 
　　氨（ān）法脫硫工藝是將原煙氣引入脫硫塔中,與循（xún）環吸收溶液逆流（liú）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（wù）滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液（yè）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結晶器,料液在70℃左（zuǒ）右達到沸點（diǎn）,比正常蒸發下降了40℃,大（dà）大降低了蒸汽用量;蒸發潔淨（jìng）器出口為含固（gù）量30%的硫酸銨料漿,經離心機（jī）進一步分離後（hòu）進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水係統等,脫硫效率高達99%,並可同時脫（tuō）除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫（tuō）硫副（fù）產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石（shí）—石膏法占地麵積相對較（jiào）大,幾乎是氨法的兩倍（bèi）;(2)脫（tuō）硫塔阻力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石（shí）膏法漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫（liú）效率高,且可脫除部分NOX;(5)氨（ān）法脫硫技術存在（zài）問題是愛（ài）出煙（yān）氣中的按生成亞（yà）硫酸銨、硫酸銨和（hé）氯化銨等難以除去的氣溶膠（jiāo）,造成氨損失和煙（yān）霧排放;硫胺結晶（jīng）過程能耗大,對加熱器材質要求（qiú）較（jiào）高;設備國（guó）產化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石（shí）灰石—石膏法所用脫硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫硫技術（shù）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（huà）程度的不斷提高（gāo）,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（shàng）,因此進一步降低電耗是石灰石—石（shí）膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元（yuán）/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—石（shí）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（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為石灰石,石灰石物化性質穩定,直接接觸對人體無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護（hù）。石灰石不屬於易燃、易爆、易中（zhōng）毒物品,便（biàn）於運輸、加工和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強（qiáng）烈的刺激氣（qì）味,易燃、易（yì）爆、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（xìng）咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反（fǎn）射性（xìng）呼吸（xī）停止、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存（cún）在密閉容器（qì）和管道（dào）內,即使在使用過程中,也（yě）必須處（chù）於完好密閉狀態,應采取（qǔ）有效的安（ān）全（quán）措施予（yǔ）以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石（shí）-石膏法（fǎ）煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體（tǐ）無直接危（wēi）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（tǐ）消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填溝（gōu）築路,覆土造田;或（huò）租地存放,堆積如（rú）山,存在（zài）潰壩、塌方的危險,應予（yǔ）以防範。硫酸銨為工業（yè）產品,廣（guǎng）泛應用於農業生產,不屬於危險化學品（pǐn）,無燃燒、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（yān）氣脫（tuō）硫（liú）工藝相比,石灰石-石（shí）膏法不涉及易燃、易爆、有（yǒu）毒等危險作（zuò）業,發生一般以上事故的（de）可能性小（xiǎo）,無特種工種,無（wú）危險工序,風險係數低,安全優勢大（dà）,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（xiǎn）大,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上不（bú）采用氨（ān）法（fǎ）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（bǎo）性
 
　　石灰石屬於天然原材（cái）料,隻需采取簡易的通風（fēng）、防塵措施,對環境汙（wū）染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作業環境和大氣環境的風險（xiǎn）,可能危害人體健（jiàn）康（kāng）和傷害（hài）動植物。氨水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產（chǎn）品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利（lì）用已成（chéng）為世界性難題,大多數情況下隻能作為工業垃圾（jī）予以廢棄和存放,且隨時存在汙染環境（jìng）的（de）可能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應（yīng）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大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性（xìng）
 
　　氨法煙氣脫硫（liú）工藝較（jiào）石灰石-石膏法脫硫工藝具備（bèi）以下優勢:一是大氣汙染小,無CO2排（pái）放,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（liàng）的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法（fǎ）煙氣脫硫的綜（zōng）合優（yōu）勢很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用（yòng）硫資源,符合循環經濟發展戰略,這是石灰石（shí）-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（ān）水,可（kě）直接用作脫硫劑,既解決了廢水處（chù）理問（wèn）題,回收但資源,且（qiě）無運輸、裝卸、儲（chǔ）存和（hé）使（shǐ）用液氨的安全風險（xiǎn）。這也（yě）是氮肥、焦化和煤化工等行業采用氨法煙氣脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源（yuán）緊缺,60%需要進（jìn）口,對（duì）外依存度高。與此同時,我國SO2排放量卻高居世界首位,提高（gāo）SO2利用率可大（dà）幅減（jiǎn）少硫資源的進口量（liàng）。通常,大氣（qì）中SO2主要來源（yuán）於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量（liàng）又（yòu）占總（zǒng）排量的60%。這裏所（suǒ）指的SO2排放量不包含已轉化成難以回用的脫硫石膏等（děng）含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大（dà）國,土壤嚴重缺硫（liú）,硫銨具（jù）有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情（qíng）、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越（yuè）來越廣（guǎng）闊。因此,建議通過行政、立法等手段推（tuī）廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵（tiě）和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改（gǎi）造。