莆田氨法與石（shí）灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

莆田（tián）       隨著我國對大氣汙染和環境保護的日益重視（shì）,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術越來（lái）越多,脫硫效率也越來越（yuè）高。目（mù）前,我國煙氣（qì）脫硫技術主要有幹法、半（bàn）幹法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨法(即（jí）氨-硫酸銨法（fǎ）)、石灰石（shí）法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙（shuāng）堿法)和金屬氧化物吸收法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕法脫（tuō）硫工藝（yì）。石灰石法主要應用在（zài）火（huǒ）電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以（yǐ）氨（ān）法為主。

 
　　1、 石灰（huī）石-石膏法脫硫技術（shù）特（tè）點
 
　　石灰（huī）石-石膏法脫硫技（jì）術已有（yǒu）幾十年的運行經驗（yàn）,是（shì）目前世界技術上成熟、實用業績最（zuì）多、運行狀況（kuàng）較穩定的脫（tuō）硫工（gōng）藝（yì）。
 
　　石灰石-石膏法脫硫（liú）是把石灰（huī）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（qì）在（zài）吸收塔內向（xiàng）上流動北鄉下流動的循環漿液以逆（nì）流方式洗滌,循環漿液則通過循環泵向上輸送到噴漿層（céng）內設置的噴嘴噴射到吸收塔（tǎ）中,氣體和液（yè）體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生（shēng）成的CaSO4在（zài）吸收塔底（dǐ）部與鼓入的氧化空氣發生化學反應,最終生成石膏。吸收塔（tǎ）底（dǐ）部的（de）石膏漿（jiāng）液先在水（shuǐ）力激流器中脫水支含固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得到（dào）含水量小（xiǎo）於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級（jí）除霧器去除水分,通過煙（yān）道進入煙囪排向大氣。
 
　　石（shí）灰石-石膏法（fǎ）脫硫工藝係統主（zhǔ）要包括（kuò）:煙氣係（xì）統、吸收氧化係統、漿液製備係統、石（shí）膏脫（tuō）水（shuǐ）係統、排放係統（tǒng）等,脫硫效（xiào）率高達95%,吸收（shōu）器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不同的煙氣（qì）負荷及SO2濃度下（xià）均可保持較高的脫硫效（xiào）率和（hé）較好的係統（tǒng）穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣引入（rù）脫硫塔中,與循（xún）環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣（qì）經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排（pái）向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫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（zhèng）法結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比（bǐ）正常蒸（zhēng）發下降了40℃,大大降低（dī）了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口（kǒu）為含固量30%的硫（liú）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（zhǔ）要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水係統等,脫（tuō）硫效率高達99%,並可同時（shí）脫除20%左右的NOX,吸（xī）收劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏（gāo）法占地麵積相對較大,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻（zǔ）力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石（shí）灰石—石膏法漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高（gāo）,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問（wèn）題是愛出煙氣中的（de）按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難（nán）以（yǐ）除去的氣溶膠,造成（chéng）氨損失和煙霧排放;硫胺結晶（jīng）過程能耗大,對加熱器材質要求較高（gāo）;設備國（guó）產化程度較石灰石—石膏法較（jiào）低。
 
　　3.2 經濟分析（xī）
 
　　石灰石—石（shí）膏法所用脫硫劑石灰石（shí）價格（gé）低廉,二氨（ān）法脫硫技術吸收劑氨的費（fèi）用較高,占運行成本（běn）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（gāo）法造價已大幅降低（dī）,其運行費用主要（yào）集中在點好上（shàng）,因此進一步降低電（diàn）耗是石灰石—石膏法（fǎ）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—石膏法,可以預測（cè）當煙氣中SO2含量更（gèng）高時,氨法脫硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分（fèn）析（xī）
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石灰（huī）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（xī）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,使用安（ān）全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品（pǐn）,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐（fǔ）蝕（shí）,極易溶（róng）於（yú）水,對皮膚粘（zhān）膜有刺激和腐（fǔ）蝕作用,高濃度的氨可引起化學性咽（yān）喉炎、肺炎等,吸入後可引起反射性（xìng）呼吸停止、心髒停（tíng）搏、直接接觸時可致皮膚凍（dòng）傷。氨通常（cháng）儲（chǔ）存（cún）在密閉容器和管道內,即使在使用過程中（zhōng）,也必須處於完好密閉狀態,應采取有效的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的產品是脫硫（liú）石膏,脫硫石膏對人體無直接危害,也不存在火災、爆炸和（hé）中毒危險,多用於建築行業,也用作工業材料,但總體消耗量有限（xiàn）。火電（diàn）、鋼鐵和冶（yě）煉企業（yè）均（jun1）運出廠外（wài）,填溝築（zhù）路,覆土造田;或租地（dì）存放,堆積如山,存在潰壩、塌方的（de）危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農業生產,不（bú）屬於危險化學品,無燃（rán）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,石灰石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一般以（yǐ）上事故的可能性小,無特種工（gōng）種,無危險工序,風險係數（shù）低,安全優勢大,尤其（qí）是非化工從業人員對（duì）“氨”的人事不足,認為其安全風險大,事故幾率高。因此,火電（diàn）、鋼鐵和冶煉行業基本（běn）上不（bú）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（liú）劑的環（huán）保性
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需（xū）采取簡易的（de）通風、防塵（chén）措施,對環境（jìng）汙染和健康危害（hài）小。氨泄漏存在汙染（rǎn）作業環境和大氣環境的風險,可能危害人體健康和傷害動植（zhí）物。氨水泄漏應及時用酸中和處（chù）理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用（yòng）已成為（wéi）世界性（xìng）難題,大多（duō）數情（qíng）況下隻能作為工業垃圾予（yǔ）以廢棄和存放,且隨（suí）時存在汙染環境的可能;而硫（liú）酸銨是化學（xué）肥料,廣泛應用於農業生產,使硫資源得（dé）到再生（shēng）利用。顯（xiǎn）然,硫酸（suān）銨的環保優勢大大高於（yú）脫（tuō）硫（liú）石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫（tuō）硫工藝（yì）較石灰石-石膏法（fǎ）脫硫（liú）工藝具（jù）備以下優勢:一是大氣汙染（rǎn）小,無CO2排放,SO2排放濃（nóng）度低,尾氣（qì）總排量少;二是無廢水排（pái）放,無需處理;三是（shì）灰泥廢渣（zhā）排（pái）量很少,僅占（zhàn）脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣（qì）脫硫的綜合優勢很大,主要是變廢為寶、低碳（tàn）環保,可再生利用（yòng）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擬的。尤其是氮肥和（hé）煤化工企業副產5%～8%廢氨水（shuǐ）,可直接用作脫硫劑,既解（jiě）決了廢水處理（lǐ）問題,回收但資源,且（qiě）無運輸、裝卸（xiè）、儲存和使用液氨的安全風險。這也是氮肥、焦化和（hé）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,對外（wài）依存度高。與此同時,我國SO2排放量卻高居（jū）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SO2總排量（liàng）的（de）94%,而（ér）火電廠SO2排放（fàng）量又占總排量的60%。這裏所指（zhǐ）的SO2排放量不包含已轉化成難以回用的脫硫石膏等含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大（dà）國（guó）,土（tǔ）壤嚴（yán）重缺硫,硫銨具有較大的市（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（tuō）硫（liú）脫硝一體化的特點,其應（yīng）用前（qián）景將越來越廣闊。因此,建議通（tōng）過行政（zhèng）、立法（fǎ）等（děng）手（shǒu）段推廣（guǎng）和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行（háng）業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫（liú）改造。

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