邵陽氨法與石灰石—石膏（gāo）法煙氣脫硫技術比較分析

邵陽       隨著我國對大氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣脫（tuō）硫技術得到了快速發（fā）展,脫硫技術越（yuè）來越多,脫硫效率也越來越高。目（mù）前,我國煙氣脫（tuō）硫技術主要有幹法、半幹法（fǎ）和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應（yīng）用最廣（guǎng）,濕法脫硫（liú）包括（kuò）氨法(即氨-硫酸銨法（fǎ）)、石灰石法（fǎ）(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化物吸（xī）收法等,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（gōng）藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化（huà）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（chéng）熟（shú）、實用業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工（gōng）藝。
 
　　石灰（huī）石-石膏法脫硫是把石灰石磨成粉後與（yǔ）水混合,職稱石灰石（shí）漿液,不（bú）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漿液以（yǐ）逆流方式洗（xǐ）滌,循環漿液則通過循（xún）環泵向上輸送到噴漿層內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和液體得以充（chōng）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氣發（fā）生化（huà）學反應,最終生成石膏。吸（xī）收塔底部的石（shí）膏（gāo）漿液先在水力激流器（qì）中脫水支含固量餘額40%,然後（hòu）經帶（dài）式真空過濾（lǜ）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大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液製備係統、石膏脫水係統、排（pái）放係統等,脫硫效率高達95%,吸收器利用率（lǜ）90%,鈣硫（liú）比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不同的煙氣（qì）負荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫效率和（hé）較好（hǎo）的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術（shù）特點
 
　　氨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反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經二級除霧器去（qù）除霧（wù）滴,由煙（yān）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）料液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入（rù）設置有抽真（zhēn）空係（xì）統的政法（fǎ）結（jié）晶器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽（qì）用量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的硫酸（suān）銨料漿,經離心（xīn）機進一步分離後進（jìn）入幹燥劑糟溜,得到含水（shuǐ）率3%的硫酸（suān）銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸（xī）收氧化（huà）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,吸收劑利用率（lǜ）100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為硫酸（suān）銨。
 
　　3、 綜合分（fèn）析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法（fǎ）占地麵積相對較（jiào）大,幾乎是氨法的兩倍（bèi）;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石（shí）灰石—石（shí）膏法漿液循環量大,耗電量（liàng）較高;(4)氨法脫硫效（xiào）率（lǜ）高,且可脫除部（bù）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（qì）溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大（dà）,對加熱器材質要求較高;設備國產化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經（jīng）濟（jì）分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫（tuō）硫技（jì）術吸收劑氨的費用較高,占運（yùn）行成本的比重較大（dà）。隨著（zhe）工藝和設備國產化程度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降（jiàng）低,其運行費用主（zhǔ）要集中在點好上（shàng）,因此（cǐ）進一步降低電耗是石灰（huī）石—石膏法工藝（yì）技改的關鍵。氨法脫硫（liú）技術的（de）副產品硫（liú）酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以（yǐ）抵消大部分脫硫成本,時期（qī）發電成（chéng）本低於石灰石—石膏法,可以（yǐ）預（yù）測當煙氣中SO2含量更高時,氨（ān）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
 
　　石灰石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（chù）對人體無（wú）危害。加工時（shí）有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚（fū）,應佩戴防塵（chén）口罩予以防護。石灰石不屬於易（yì）燃、易爆、易中毒物品,便於（yú）運輸、加工和貯存,使用（yòng）安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有（yǒu）腐蝕,極易溶（róng）於水,對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（mì）閉容器和管道內,即使在使（shǐ）用過程中,也必須處於完好（hǎo）密（mì）閉狀（zhuàng）態,應采取（qǔ）有效的安全（quán）措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石（shí）-石膏法煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫石膏（gāo）對人（rén）體（tǐ）無直接危害,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多用（yòng）於（yú）建（jiàn）築行業,也用作工業材料,但總體消耗量（liàng）有限。火電、鋼鐵和冶煉企業（yè）均（jun1）運出廠外,填溝築（zhù）路,覆土造田;或租地存放（fàng）,堆積如山,存在潰（kuì）壩、塌方的危險,應予以防（fáng）範。硫酸銨為工業產品（pǐn）,廣泛應用於農業生產（chǎn）,不屬於危險化學（xué）品,無燃燒、爆（bào）炸、有毒等風險,使（shǐ）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-石膏（gāo）法不涉（shè）及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一般（bān）以上事故的可能性小（xiǎo）,無特種工種,無危險工序,風險係數低,安全優勢大,尤其是非化工從業（yè）人員（yuán）對“氨”的人事不足,認為其安（ān）全（quán）風險大,事故（gù）幾率高。因此,火電、鋼（gāng）鐵和冶煉行業基本上不采用氨法而采（cǎi）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
 
　　石灰石屬於天然（rán）原材料,隻需采取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染和（hé）健康危害小。氨泄漏存在汙染作業環境和大氣環（huán）境的風（fēng）險,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏（lòu）應及時（shí）用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性（xìng）
 
　　脫硫石膏（gāo）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（fèi）棄和存放,且隨時（shí）存在汙（wū）染環境的（de）可能;而（ér）硫酸銨（ǎn）是（shì）化學肥料,廣泛應用於農業生產,使（shǐ）硫資源得到再生利（lì）用。顯然,硫酸銨的環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法脫（tuō）硫工藝具備以下（xià）優勢:一是大氣（qì）汙染小,無（wú）CO2排放,SO2排放濃度低（dī）,尾氣總排量少;二是無廢水排放,無需處理;三是灰（huī）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很大,主要（yào）是變廢為寶、低碳環保,可再（zài）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。尤其是氮肥和煤化工企業（yè）副產5%～8%廢（fèi）氨水,可直接用作脫硫劑,既解決了廢水處理問題,回收但資源（yuán）,且無運輸、裝卸、儲存和使（shǐ）用液氨的安全風險。這也是氮肥、焦化和煤化工（gōng）等行業采用氨法煙氣脫硫技術（shù）為主的根本原因（yīn）。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源（yuán）緊缺,60%需要進口,對外依存度高。與此同（tóng）時,我國SO2排放量（liàng）卻高居世界首（shǒu）位,提高SO2利用率可大幅減（jiǎn）少硫資源的進（jìn）口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占（zhàn）總排量的60%。這裏所指（zhǐ）的SO2排放量不包含已轉（zhuǎn）化成難（nán）以回用的脫硫石（shí）膏等含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤（rǎng）嚴重缺硫,硫銨（ǎn）具有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經（jīng）濟發展,而且具有脫（tuō）硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越來越（yuè）廣闊。因此,建議通（tōng）過（guò）行政、立法等手段推廣和（hé）普及氨法石灰石-石膏法（fǎ）煙氣脫（tuō）硫技術;鼓勵火（huǒ）電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造（zào）。

邵（shào）陽