衢州氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

衢州       隨（suí）著我國對大（dà）氣汙染和環境保（bǎo）護的日（rì）益重視,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術越來越多,脫硫效率也越（yuè）來越高。目前,我國（guó）煙氣脫硫技（jì）術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝（yì）應用最廣,濕法脫硫（liú）包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙（shuāng）堿法)和金屬氧化物吸收法等,我國（guó）90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石（shí）灰石-石（shí）膏濕法脫硫工藝。石灰石法（fǎ）主要應用在（zài）火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以（yǐ）氨法為主。

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　　1、 石灰石-石膏法脫硫技術特點
 
　　石灰（huī）石-石（shí）膏法脫硫技術已有幾十年的運行經驗,是目前世界技術上（shàng）成熟、實用業績最多、運（yùn）行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰（huī）石-石膏法脫硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職（zhí）稱石（shí）灰石漿液,不斷補充道（dào）吸收塔內（nèi）。煙（yān）氣（qì）在吸收（shōu）塔內向上流動北（běi）鄉下流動的循環漿液以（yǐ）逆流方式洗滌,循環漿（jiāng）液則通過循環泵向上輸送到噴漿層內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和（hé）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（tǎ）底部與鼓入的氧化空氣發生（shēng）化學反應,最終生成石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在（zài）水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（dé）到（dào）含水量（liàng）小於10%的石膏。脫（tuō）硫後的（de）經驗起經兩級除霧器去除水分,通過煙道進入煙囪（cōng）排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要（yào）包括:煙氣係統、吸收氧（yǎng）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（shōu）器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為（wéi）石膏。在（zài）不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可（kě）保持（chí）較高的脫硫效率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫（liú）工藝是將原煙氣引入脫硫塔中,與循環吸收溶液（yè）逆流接觸反（fǎn）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（huà）成硫胺,35%的硫（liú）胺溶液由（yóu）料液取出泵從脫硫塔打入母液（yè）箱,在進入設置有抽真空（kōng）係統的政法結（jié）晶器,料（liào）液在70℃左右達（dá）到沸點,比正常（cháng）蒸發下（xià）降了40℃,大大降（jiàng）低了蒸汽用量;蒸發潔淨器（qì）出口為含固量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進入幹燥劑糟（zāo）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（qì）係統、吸收氧化係統、脫水係統等,脫硫效率高達99%,並（bìng）可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻（zǔ）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—石膏法占地麵積相對較大,幾乎（hū）是氨法的兩倍（bèi）;(2)脫（tuō）硫塔阻力大（dà）,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液（yè）循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率（lǜ）高,且可（kě）脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛出（chū）煙氣中的（de）按生成亞硫酸銨、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;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較（jiào）高;設備（bèi）國產（chǎn）化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法（fǎ）所用脫硫劑（jì）石灰石價格低廉,二氨法脫（tuō）硫技術吸收劑氨的費用較高,占運行成（chéng）本的比重較（jiào）大。隨著工藝和設備國產化程度的不斷提高,石灰（huī）石—石膏法造價已大幅（fú）降（jiàng）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—石膏法工藝技改的關（guān）鍵（jiàn）。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨（ǎn）售（shòu）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（diàn）成本低（dī）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（mù）有可能實（shí）現盈利（lì）。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的（de）脫（tuō）硫劑（jì）為石灰石,石灰石物化性質穩定,直接接觸對人（rén）體無危害（hài）。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。石灰石不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加（jiā）工和（hé）貯（zhù）存,使用安全可靠。
 
　　氨（ān）屬於危險化學品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水（shuǐ）,對皮（pí）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炎、肺炎等,吸（xī）入（rù）後可引起反射性呼吸停止、心髒停搏（bó）、直接接觸時可（kě）致皮膚（fū）凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管道內,即（jí）使（shǐ）在使用過程（chéng）中,也必須處於完好密閉（bì）狀態（tài）,應采取有效的安（ān）全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全（quán）性
 
　　石灰石（shí）-石膏法煙（yān）氣（qì）脫硫（liú）的產品是脫硫石膏,脫（tuō）硫石膏對人（rén）體無直接危害,也（yě）不存在火災（zāi）、爆炸和中毒（dú）危險,多用於建築行業,也用作（zuò）工業材料（liào）,但總體（tǐ）消耗（hào）量有限。火電（diàn）、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填（tián）溝築路,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（gōng）業產品,廣泛應用（yòng）於農業生產,不屬於危險化學（xué）品,無燃燒、爆炸（zhà）、有毒等風險,使用安全、可靠（kào）、無不良影響（xiǎng）。
 
　　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（yī）般以上事故的可能性小,無特種工種,無危險工序,風險（xiǎn）係數低（dī）,安（ān）全優勢大,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認（rèn）為其安全風險大,事（shì）故（gù）幾率高。因此,火（huǒ）電、鋼鐵和冶煉行業基本上不（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)脫硫劑的環保性
 
　　石（shí）灰石屬於天然原材料,隻需采取簡（jiǎn）易的通風、防塵措施,對環境汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙（wū）染作業環境（jìng）和大氣環境的風險,可能危害人（rén）體健（jiàn）康和傷害（hài）動植物。氨水泄漏應及（jí）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為工業垃圾予以廢棄和（hé）存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫（liú）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（ǎn）的環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法（fǎ）煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法脫硫工藝具備以下優勢:一是大氣（qì）汙染小,無CO2排放,SO2排放濃（nóng）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（jǐn）占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論（lùn）
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合（hé）優勢很大,主（zhǔ）要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源,符合循環經濟發展戰（zhàn）略（luè）,這是石灰石-石膏法煙氣（qì）脫硫技術所無法比擬的。尤其是氮肥和煤化工（gōng）企業副（fù）產5%～8%廢氨水,可直接用（yòng）作脫硫劑,既解決（jué）了廢水處理問題,回收但資源,且（qiě）無運輸、裝卸、儲（chǔ）存和使用液氨的安全風險。這也是氮肥（féi）、焦化和煤化工等行業采（cǎi）用氨（ān）法煙氣脫（tuō）硫技術為（wéi）主（zhǔ）的（de）根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫（liú）資源緊缺,60%需要進口,對外（wài）依存度高。與此同時,我國（guó）SO2排放量卻高居世界首位,提高SO2利用率可大（dà）幅減少硫資源的進口（kǒu）量。通常（cháng）,大氣中SO2主要來（lái）源於煤炭（tàn）燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占（zhàn）總排量的60%。這（zhè）裏所指的SO2排放量不包含已轉化（huà）成難以回用的（de）脫硫石膏等含硫廢渣。同時,我（wǒ）國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的（de）市場潛力。氨法脫硫適合（hé）我國國情、負荷循環（huán）經濟發（fā）展,而且具有脫硫（liú）脫硝一體化的（de）特（tè）點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立法等手段推廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣（qì）脫（tuō）硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行（háng）業實（shí）施煙氣脫硫項目（mù）的氨法脫硫改造。