紹興氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我國對大氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術越來越多,脫（tuō）硫效率也越來越高。目前,我國煙氣脫硫技術主要有幹法、半（bàn）幹法和濕法（fǎ）三種。其中濕法脫硫工藝應（yīng）用最廣,濕法（fǎ）脫硫（liú）包括氨法（fǎ）(即氨-硫（liú）酸銨法)、石灰（huī）石法(石（shí）灰石-石膏法（fǎ）)、堿法(鈉堿與雙堿法（fǎ）)和金屬氧化（huà）物吸收法等,我（wǒ）國90%以上（shàng）的煙氣脫硫工（gōng）程采用的（de）是石灰石-石（shí）膏濕法脫硫工藝。石（shí）灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而（ér）氮肥（féi）、焦化和煤化工行業多以氨（ān）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行經驗,是目前世界技術上成熟（shú）、實用業績最（zuì）多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石磨成粉後與（yǔ）水混合（hé）,職稱石灰石漿液,不斷補充（chōng）道吸收塔內。煙氣（qì）在吸收塔內向上流動北鄉下流動（dòng）的循環漿液以逆流方（fāng）式洗滌,循環漿液則（zé）通過循環泵（bèng）向上輸送到噴漿（jiāng）層內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空（kōng）氣發生化學反應,最終生（shēng）成（chéng）石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在水力激流器中脫水支含固（gù）量餘額40%,然後經（jīng）帶式真空過濾機過濾,得到含水量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級除霧器去除水分,通過煙道進入煙囪排向（xiàng）大氣。
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）脫硫工（gōng）藝係統主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液製備係統、石膏脫水係統（tǒng）、排放係（xì）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。在不同的煙氣負荷及（jí）SO2濃度下均可保持較高的脫硫效率和較好（hǎo）的（de）係（xì）統穩定性（xìng）。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法（fǎ）脫硫工藝是將原煙氣引入（rù）脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫（liú）酸銨;脫硫後的淨（jìng）煙氣經二（èr）級（jí）除霧器去除霧滴（dī）,由煙囪排向大（dà）氣。亞硫酸銨在（zài）塔底被氧化成硫胺（àn）,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（shè）置有抽真空係統（tǒng）的政法（fǎ）結（jié）晶器,料液在70℃左（zuǒ）右達到沸點,比正常蒸發（fā）下降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的硫（liú）酸銨料漿,經離心機進一步分離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的（de）硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸收氧化（huà）係統、脫水係統等,脫硫效率高達99%,並可同時脫（tuō）除20%左右的NOX,吸收劑利（lì）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—石膏法占地麵積相對較大,幾乎是氨（ān）法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰（huī）石—石膏法漿液循環量大,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出煙（yān）氣中的按生成（chéng）亞硫酸銨、硫酸（suān）銨和氯（lǜ）化銨等難以除去的（de）氣溶膠,造成氨損（sǔn）失和煙霧排放;硫胺結晶過程能（néng）耗大,對加熱器材質要（yào）求較（jiào）高（gāo）;設備（bèi）國產化（huà）程度較（jiào）石（shí）灰石（shí）—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑（jì）石灰石價格（gé）低廉,二氨法脫硫（liú）技術吸收劑氨（ān）的費用較（jiào）高,占運行成本的比重較大。隨著工藝和設備國產（chǎn）化程（chéng）度的不斷提高,石灰石—石（shí）膏法造價已（yǐ）大（dà）幅降低,其運行費用主要集中在點好上（shàng）,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的（de）副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以（yǐ）抵消大部（bù）分脫硫成本,時期發（fā）電成本低於（yú）石灰石—石膏法,可以預（yù）測當煙氣中SO2含量更高時,氨法（fǎ）脫硫項目有可能實現盈利（lì）。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石法煙（yān）氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石（shí）,石灰石物化性質穩定,直接接觸對人體無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚（fū）,應佩戴防塵口罩予以防護。石灰石不屬於易燃（rán）、易爆（bào）、易中毒物品,便（biàn）於運輸、加（jiā）工（gōng）和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的刺激氣味,易（yì）燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水（shuǐ）,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕作（zuò）用,高濃度的氨可引（yǐn）起化學性（xìng）咽（yān）喉炎、肺炎等,吸（xī）入後可引起反射性呼吸停止、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲（chǔ）存在密閉容器和管道內,即使在使用過程中,也必須處於完好密（mì）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（huī）石-石膏法煙氣脫（tuō）硫的產品是脫硫石膏,脫硫（liú）石膏對人體無直接危害,也不（bú）存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也用作工業材料（liào）,但總（zǒng）體消耗量有（yǒu）限。火（huǒ）電、鋼鐵和冶煉企業（yè）均運出廠外,填（tián）溝築路,覆土造（zào）田;或租（zū）地（dì）存放,堆積（jī）如山,存在潰壩、塌方（fāng）的危險,應予以防範。硫酸銨為工業（yè）產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險化（huà）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
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰石-石（shí）膏法（fǎ）不（bú）涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一般以上事故的可（kě）能性小,無特種工種（zhǒng）,無危險工序,風險係數低,安全優勢大,尤其（qí）是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為其安全風險大,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和（hé）冶煉行業（yè）基本（běn）上不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（de）環保性
 
　　石灰石屬於天然原材料（liào）,隻需采取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染和（hé）健（jiàn）康危害小（xiǎo）。氨泄漏存在汙染作業環境和大氣環境的風險,可能危害人體健康和傷害（hài）動植物。氨水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的（de）環保性
 
　　脫（tuō）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存放,且隨時存在汙染環境的（de）可能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛（fàn）應用於農業生產,使硫資源得到再生利用。顯（xiǎn）然,硫酸銨的環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫（tuō）硫工藝較石灰石-石膏法脫（tuō）硫工藝具備以下優勢:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排（pái）放濃度低,尾氣總排量少;二是無廢水排放,無需處理;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（fèn）析結論
 
　　氨（ān）法（fǎ）煙氣脫硫的綜合優勢很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可（kě）再生利用硫資源（yuán）,符合循環經濟發（fā）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,既解決了廢水處理問題,回收但資（zī）源,且無運輸、裝卸、儲存和使（shǐ）用（yòng）液氨的安全風險。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（yīn）。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存度高。與此同時（shí）,我國SO2排放量卻高居世（shì）界首位（wèi）,提高（gāo）SO2利用（yòng）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（tàn）燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所指（zhǐ）的SO2排放量不包含已轉化成難以回（huí）用的脫硫石（shí）膏等含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越來越廣（guǎng）闊。因此,建議（yì）通過行政、立（lì）法等（děng）手（shǒu）段推廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。

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