商水氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著（zhe）我國對大氣汙染和環境保護的日（rì）益重視,煙氣脫硫技術（shù）得到（dào）了快速發展,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要有幹法、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（fǎ）)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿（jiǎn）法)和金屬氧化物吸收法等,我國90%以上的（de）煙氣脫硫工程采用（yòng）的是石灰（huī）石-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主要應（yīng）用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化（huà）工行（háng）業多以氨法為主。

 
　　1、 石（shí）灰石-石膏法脫硫技術特（tè）點（diǎn）
 
　　石灰（huī）石-石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後與（yǔ）水混合,職（zhí）稱石灰石漿（jiāng）液,不斷補充道吸收塔內。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滌（dí）,循（xún）環漿液則通過循（xún）環泵向上輸送（sòng）到（dào）噴漿層（céng）內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和液體得（dé）以充（chōng）分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時（shí）生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入（rù）的氧化空氣發生化學反應,最終生成石膏。吸收塔底部（bù）的石膏漿液先在水（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,得到含水量（liàng）小（xiǎo）於10%的石（shí）膏。脫硫後的經驗起經兩（liǎng）級（jí）除霧器去除水分（fèn）,通過煙道（dào）進入煙囪排向大（dà）氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主（zhǔ）要（yào）包（bāo）括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液製備係統、石（shí）膏脫水係統（tǒng）、排放係統等,脫硫（liú）效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫（tuō）硫副（fù）產品為石膏。在不（bú）同的煙氣負荷及SO2濃度下（xià）均可保（bǎo）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
 
　　氨法脫硫（liú）工（gōng）藝是將原煙氣引入脫硫塔（tǎ）中,與循（xún）環（huán）吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫（liú）後（hòu）的淨煙氣經二級除霧器（qì）去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由（yóu）料液取（qǔ）出泵從脫硫（liú）塔打入母液箱,在進入設置有（yǒu）抽真空係統（tǒng）的政法結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比（bǐ）正常蒸發下降了40℃,大大（dà）降低了蒸汽（qì）用量（liàng）;蒸發潔淨器出口為含固量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進入幹燥（zào）劑（jì）糟溜,得到含水率（lǜ）3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包（bāo）括:煙氣係統、吸收氧（yǎng）化係統、脫水係統等,脫硫效率高達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利（lì）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（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（liǎng）倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量（liàng）大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛（ài）出煙氣中的按生成亞硫酸（suān）銨、硫（liú）酸（suān）銨和氯化銨等難以除（chú）去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫（liú）胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較（jiào）高;設備國（guó）產化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分（fèn）析
 
　　石灰（huī）石—石膏法所用脫硫劑石灰石價格低廉（lián）,二氨法脫硫技術吸（xī）收劑氨的費用（yòng）較高,占運行成本的比（bǐ）重較大。隨著（zhe）工藝和（hé）設備國產化程度的不斷提高,石灰石（shí）—石（shí）膏法造價已大幅降低（dī）,其運行費用主要集中在點好上,因此進一步（bù）降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改的（de）關鍵（jiàn）。氨法（fǎ）脫硫技（jì）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部（bù）分脫硫成本,時期發電成本低於石灰石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫（tuō）硫項（xiàng）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
 
　　石灰石（shí）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（gōng）時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮（pí）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（zhù）存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的刺激氣味（wèi）,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對（duì）皮膚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,吸入後可引起反射性（xìng）呼吸停止、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容（róng）器（qì）和管（guǎn）道內,即使在使用過程中,也必（bì）須處於完好（hǎo）密閉狀態,應采取有效的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產（chǎn）品的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫（liú）石（shí）膏對人體無直接危（wēi）害（hài）,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業（yè）,也用作工業材料（liào）,但總體（tǐ）消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業（yè）均運出（chū）廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存（cún）放,堆積如山,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應（yīng）用（yòng）於農業生產,不屬於危險化學品,無燃燒、爆（bào）炸、有毒等風險,使用（yòng）安全、可靠、無不良（liáng）影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫工（gōng）藝相比,石灰（huī）石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一般以上事故的可能性小,無（wú）特種工（gōng）種,無危險工序,風險係數低,安全優勢大,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為其安（ān）全風（fēng）險（xiǎn）大,事故幾率高（gāo）。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上不（bú）采用氨法而采用石灰石-石膏（gāo）法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫（tuō）硫劑的（de）環保性
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻（zhī）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（de）風險,可能危害人體健康和（hé）傷（shāng）害動植物。氨水泄漏（lòu）應（yīng）及（jí）時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保（bǎo）性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成為世（shì）界（jiè）性難題,大多數情況（kuàng）下隻能作為工業垃圾予以廢棄和存（cún）放,且隨時存在汙染環境的（de）可能;而（ér）硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業生產,使硫資源得到再生利用（yòng）。顯然,硫酸銨的環（huán）保優勢大（dà）大（dà）高於脫（tuō）硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法（fǎ）煙氣脫硫工藝較石灰石（shí）-石膏法脫硫（liú）工藝具備以下優勢:一是大氣汙（wū）染（rǎn）小,無CO2排放,SO2排放濃（nóng）度低,尾（wěi）氣總排量少;二是無廢水排放,無需處理;三（sān）是灰（huī）泥（ní）廢渣排量很少,僅占脫硫石（shí）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（shì）很（hěn）大,主要是變廢（fèi）為（wéi）寶、低碳環保,可再生利用硫資源,符（fú）合循環經濟發展戰略,這（zhè）是石灰石-石膏法煙氣脫硫（liú）技術所無法（fǎ）比擬的。尤其是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既解（jiě）決了廢水處理問題,回收但（dàn）資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液（yè）氨的安（ān）全風險。這（zhè）也是氮（dàn）肥、焦化和煤化工等行業采用氨法煙（yān）氣脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建（jiàn）議
 
　　我國硫資源（yuán）緊缺,60%需要進口,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放量卻高（gāo）居世界首位（wèi）,提高SO2利用率可（kě）大幅減少硫（liú）資源的進口量。通常,大（dà）氣中SO2主要來源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火（huǒ）電廠SO2排放（fàng）量又占總排量（liàng）的60%。這裏所（suǒ）指的SO2排放量不包含已轉化成（chéng）難以回用的脫硫石膏等含硫（liú）廢渣。同時,我（wǒ）國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨（ǎn）具有較（jiào）大（dà）的市場潛力。氨法脫硫（liú）適合我國國（guó）情、負荷循環經濟發（fā）展（zhǎn）,而且（qiě）具有脫硫脫硝一體化的特點,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石灰石-石（shí）膏法煙氣（qì）脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫（tuō）硫項（xiàng）目的氨法脫硫改造（zào）。