榮成氨法與（yǔ）石（shí）灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

榮成       隨著我國對大氣汙染和環（huán）境保護的日益重視,煙氣脫（tuō）硫技術得到（dào）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（tuō）硫（liú）技術（shù）主（zhǔ）要有幹法（fǎ）、半幹法和濕法三（sān）種。其中濕法脫（tuō）硫工藝應用最廣（guǎng）,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法（fǎ）)、石灰石法(石（shí）灰（huī）石-石膏法（fǎ）)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化物吸收法等,我國90%以（yǐ）上的煙氣脫硫工程采用的是石（shí）灰石-石膏濕法（fǎ）脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶（yě）煉行業,而（ér）氮肥、焦化和煤化工（gōng）行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年的運（yùn）行經驗,是目前（qián）世界技（jì）術上（shàng）成熟、實用業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏（gāo）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（bú）斷補充道吸收塔內（nèi）。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（xǐ）滌,循環漿液則通過循環泵向上輸送到（dào）噴漿（jiāng）層內設置的（de）噴嘴噴射到吸收塔中,氣體（tǐ）和液體（tǐ）得以充分（fèn）接觸,一邊（biān）脫除（chú）SO2、SO3、HCI和HF,同時（shí）生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化（huà）空氣發生化學反應,最終（zhōng）生成石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在水力（lì）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,得到含水量小於10%的（de）石膏。脫硫後的經驗起經兩（liǎng）級除霧器去除水分,通過煙道進入（rù）煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸收（shōu）氧化係統、漿液製備係統、石膏（gāo）脫水係統、排放係（xì）統等,脫硫效（xiào）率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低（dī）,脫（tuō）硫（liú）塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為（wéi）石膏。在不同的煙氣負（fù）荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫效率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技（jì）術特點
 
　　氨（ān）法脫硫工藝是將原煙氣引入脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流接觸（chù）反（fǎn）應生成亞硫酸銨;脫硫（liú）後的淨煙氣經二級除霧器去除霧（wù）滴（dī）,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成（chéng）硫胺,35%的（de）硫胺溶液由料（liào）液（yè）取出泵從脫硫塔打入母液箱,在（zài）進入設置（zhì）有抽真（zhēn）空（kōng）係（xì）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（dà）降低了蒸汽用（yòng）量;蒸發潔淨（jìng）器出（chū）口為含固量30%的硫（liú）酸銨料漿,經離心機進一步分離後（hòu）進（jìn）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（yǎng）化係統、脫水係統等,脫（tuō）硫效率高達99%,並可同時脫除（chú）20%左右的NOX,吸收劑（jì）利用率（lǜ）100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為硫（liú）酸銨。
 
　　3、 綜合分析（xī）
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法（fǎ）占（zhàn）地麵積相對較大,幾（jǐ）乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大,耗電量較（jiào）高;(4)氨法脫硫（liú）效率高,且可（kě）脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛出（chū）煙氣中的按生（shēng）成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以除去的氣溶膠（jiāo）,造成氨損失和煙霧排放（fàng）;硫胺（àn）結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較高;設（shè）備（bèi）國產化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石（shí）灰石價格低廉,二氨法脫硫技（jì）術吸收劑氨（ān）的費用較高,占運行成本的比重較大。隨著工藝和設備（bèi）國產化程度的不（bú）斷提高,石（shí）灰（huī）石—石膏法造價已大幅降低,其運行費用主要（yào）集中（zhōng）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（de）關鍵。氨法（fǎ）脫硫技術的副產（chǎn）品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收（shōu）入可以抵消大部分脫（tuō）硫成本,時（shí）期發電成本低於石灰石—石（shí）膏法,可（kě）以預測（cè）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 脫硫劑的安全性
 
　　石灰（huī）石法（fǎ）煙氣脫（tuō）硫所使用的脫硫劑為石灰石,石灰石物化性質（zhì）穩定,直接接觸對（duì）人體無（wú）危害。加工時有揚塵,會（huì）刺激眼（yǎn）睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口（kǒu）罩（zhào）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,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強（qiáng）烈（liè）的刺（cì）激氣味,易燃（rán）、易爆（bào）、有毒（dú）、有（yǒu）腐蝕,極易溶於水,對皮（pí）膚（fū）粘膜有刺激和腐蝕作用,高（gāo）濃度的氨（ān）可引起化學性咽喉炎、肺炎等（děng）,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（dòng）傷。氨通常儲存在密閉容器和（hé）管道內（nèi）,即使在使用過程中,也必須處於完好密閉狀態,應（yīng）采取有效的安全措（cuò）施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安（ān）全性
 
　　石（shí）灰石-石膏法煙氣脫硫的（de）產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體無直接危害,也（yě）不（bú）存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行（háng）業,也用作（zuò）工業材料,但總體消耗量（liàng）有限。火電、鋼鐵（tiě）和冶煉（liàn）企業均運出廠外,填溝築路（lù）,覆土造田;或租地存（cún）放,堆積如山,存（cún）在潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨為工（gōng）業產品,廣泛應用於農業（yè）生產,不屬於危險化學品,無燃燒（shāo）、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（ān）法煙（yān）氣脫硫工藝相比,石灰石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒（dú）等危險作業（yè）,發生一般以上事故（gù）的可能性小,無特種（zhǒng）工種,無危險工序,風（fēng）險係數低,安全優勢大,尤（yóu）其是非（fēi）化工從業人員對“氨”的（de）人事不足,認為其安全風險大,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉（liàn）行業基本上不采用氨法而采用石灰石-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、防塵措施,對環境汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作業環境和大氣環境的風險,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄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（lì）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存放（fàng）,且隨時存在汙染環境的可能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農（nóng）業生產,使硫資（zī）源得到再生利用。顯然（rán）,硫酸銨的（de）環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝（yì）較石灰石-石膏法脫硫工藝具備以下優勢:一是大（dà）氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃（nóng）度低,尾氣總排（pái）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
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優勢（shì）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略,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無（wú）法比擬的。尤其是（shì）氮肥和煤化工企業（yè）副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既（jì）解決了廢水（shuǐ）處理問題（tí）,回收但資源（yuán）,且無運輸（shū）、裝卸、儲存和使用液氨的安全風（fēng）險。這也是氮肥、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（jiàn）議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存（cún）度高（gāo）。與（yǔ）此同時,我國SO2排放量（liàng）卻高居世界首位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的（de）進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤炭（tàn）燃燒,占（zhàn）SO2總排量的94%,而火電（diàn）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以回用的脫硫石膏等含硫廢渣。同時,我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。氨法脫硫適合我國國情（qíng）、負荷循環經濟發展,而且具（jù）有脫硫脫（tuō）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（zhèng）、立法等手段推廣和普及氨法（fǎ）石灰石-石膏（gāo）法煙氣脫硫技術;鼓勵火（huǒ）電（diàn）、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫（tuō）硫項目的氨法脫硫改造。