沙河氨法與石灰（huī）石—石膏法煙氣（qì）脫硫技術比較分析

沙河       隨著我國對大氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣脫硫技（jì）術得到了快（kuài）速（sù）發展,脫硫技術越來越多,脫硫效率也（yě）越來越高。目前,我國煙氣脫硫技術主（zhǔ）要有幹法、半幹法和濕法三（sān）種。其中濕法脫硫工（gōng）藝應用最廣,濕法脫硫包括氨法（fǎ）(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰（huī）石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙（shuāng）堿法)和金屬氧（yǎng）化物吸收法等（děng）,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（yě）煉行（háng）業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏（gāo）法脫硫（liú）技（jì）術（shù）特點
 
　　石（shí）灰石-石膏法脫硫技術已有幾十（shí）年的運行經驗（yàn）,是目前世（shì）界技術上成熟（shú）、實用業績最（zuì）多、運行狀（zhuàng）況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石（shí）膏法脫硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿液,不斷補充道（dào）吸收塔內。煙氣在吸收塔內向上流動北鄉下流動的循環（huán）漿液以逆流方式洗滌,循環漿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,氣體和液（yè）體得以（yǐ）充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部（bù）與鼓入的氧化空氣發生化學反應,最終生成石膏（gāo）。吸收塔底部的石膏漿液先（xiān）在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,得到含（hán）水量小（xiǎo）於10%的石（shí）膏（gāo）。脫（tuō）硫後的經驗起經兩級除霧器去（qù）除水分,通過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工（gōng）藝係統主要包括:煙氣係統、吸收氧（yǎng）化係統、漿液製備係統、石膏脫水係統（tǒng）、排放係統等,脫硫效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏（gāo）。在不同的煙氣負荷及SO2濃（nóng）度下均可保持較高的脫硫效率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點（diǎn）
 
　　氨法（fǎ）脫硫工藝是（shì）將原（yuán）煙氣引入脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流接觸反（fǎn）應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨（jìng）煙氣經二級除霧器去除霧（wù）滴,由（yóu）煙囪排向大氣。亞硫酸（suān）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（mǔ）液箱,在進入設置有抽真空係統的政（zhèng）法結晶（jīng）器（qì）,料液在70℃左右達到（dào）沸點,比正常蒸發下（xià）降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的（de）硫酸銨料漿,經離心機進一步分離（lí）後進入幹（gàn）燥劑（jì）糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產（chǎn）品。
 
　　氨法脫硫工（gōng）藝（yì）主要包（bāo）括（kuò）:煙（yān）氣係統、吸收氧化係統、脫水係統等,脫硫效率高達99%,並可（kě）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,脫硫副（fù）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,幾乎是（shì）氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法的（de）兩倍;(3)石灰石—石膏（gāo）法漿液（yè）循環量大,耗電量較（jiào）高;(4)氨法脫硫效率高,且可脫除部分（fèn）NOX;(5)氨法脫（tuō）硫技術存在問題是（shì）愛出煙氣中的按（àn）生成亞硫酸銨、硫酸（suān）銨和氯化銨等難以除去的氣（qì）溶膠,造成氨損失和煙霧（wù）排（pái）放;硫胺結晶過（guò）程（chéng）能耗大,對加熱器材質要（yào）求（qiú）較高;設備國產化程度較石灰石—石膏（gāo）法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫（tuō）硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫（tuō）硫技術吸收劑氨的（de）費（fèi）用較高,占運行成本的（de）比重較大。隨著工藝和（hé）設備國產化程度的不斷提高,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,因此進一步降低電（diàn）耗是石灰石—石膏法工藝（yì）技改的關鍵（jiàn）。氨法脫硫技術（shù）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（chéng）本,時期發電成本低（dī）於石灰石—石（shí）膏法,可以預測當（dāng）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（shí）灰石（shí）法煙氣脫（tuō）硫（liú）所使用的脫（tuō）硫劑為（wéi）石（shí）灰石,石灰石（shí）物化性質穩定,直接接觸對（duì）人體無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮（pí）膚,應佩（pèi）戴防塵口罩予以（yǐ）防護。石灰石不屬於（yú）易燃、易爆、易中毒物品（pǐn）,便於運輸、加工和貯（zhù）存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的刺激氣（qì）味,易燃（rán）、易爆、有毒（dú）、有腐蝕,極易溶於（yú）水,對（duì）皮膚粘膜（mó）有（yǒu）刺激和（hé）腐蝕作用,高濃度的氨可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反（fǎn）射性呼吸停止、心髒停搏、直接接觸時（shí）可致皮膚（fū）凍（dòng）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,應采取有效的安全措施予（yǔ）以防範（fàn）。
 
　　3.3.2 產品的（de）安全（quán）性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的產品是（shì）脫硫石膏,脫硫石膏對人體無直接（jiē）危害,也（yě）不存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也用作（zuò）工業材料,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企（qǐ）業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積如山,存在潰壩、塌方（fāng）的危險,應予以防範（fàn）。硫（liú）酸銨為工業產品,廣泛應用於農業（yè）生產,不屬於危險化學品,無燃燒、爆（bào）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（xìng）
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰（huī）石-石膏法不涉（shè）及易燃、易爆、有毒等危險作業,發（fā）生一般以上事故的可能性小,無特種工種,無危險（xiǎn）工序,風險係（xì）數低,安全優勢大,尤其是非化工從業人（rén）員對“氨”的人事不足,認為其（qí）安全風險大,事故幾率高。因此,火電、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（liú）技術。
 
　　3.3.4 環（huán）保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石屬於天然（rán）原材料,隻（zhī）需采取（qǔ）簡易的通風、防塵措施,對環（huán）境汙染和健康（kāng）危害小（xiǎo）。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（jiàn）康和傷害（hài）動植物。氨（ān）水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫（liú）石膏是工業廢（fèi）渣,其回（huí）收利用（yòng）已成為世界性難題,大多數情況（kuàng）下隻能作為工業垃圾予以廢棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫酸（suān）銨是化學肥料,廣（guǎng）泛應用於農業生產,使硫資源得到再生利用（yòng）。顯然,硫酸銨（ǎn）的（de）環保優（yōu）勢大大（dà）高於脫硫（liú）石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法（fǎ）脫（tuō）硫工藝具備以下優勢:一是大氣（qì）汙染小,無CO2排放（fàng）,SO2排放濃度低,尾氣總排量（liàng）少;二是無（wú）廢水排放,無需（xū）處理（lǐ）;三是灰泥廢（fèi）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很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生（shēng）利用硫資源,符（fú）合循環經濟發（fā）展戰略,這是石灰石（shí）-石膏（gāo）法煙氣（qì）脫硫技術所無法比擬的。尤其是氮肥和煤化工企業（yè）副產5%～8%廢氨水,可直接用作（zuò）脫硫劑,既解決（jué）了廢水處理問題（tí）,回收但資源,且無運輸（shū）、裝卸、儲存和使用液氨的安全（quán）風險。這也是氮肥、焦化和煤化（huà）工等行業（yè）采用氨法煙氣脫硫技術為主的（de）根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需（xū）要進口,對外依存度高。與此（cǐ）同（tóng）時,我國SO2排放（fàng）量卻高居世界首位,提高SO2利用率可大幅減（jiǎn）少硫（liú）資（zī）源（yuán）的（de）進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤（méi）炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總（zǒng）排量的60%。這裏所指的SO2排放（fàng）量不包含已轉化成難以回用的脫硫石膏等（děng）含硫（liú）廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土（tǔ）壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場潛力。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（yī）體化的特點,其應用（yòng）前景將（jiāng）越來越廣闊（kuò）。因（yīn）此,建議（yì）通過行政、立法等手段推廣和普及氨法石灰石-石膏法煙（yān）氣脫硫技（jì）術;鼓勵火電、鋼鐵（tiě）和冶煉行業實施煙（yān）氣脫硫項目的氨法脫硫（liú）改造。