沈（shěn）丘氨法與石灰石—石膏法（fǎ）煙氣脫硫技術比較分析

沈丘       隨著我國對大氣汙染和環境保（bǎo）護的（de）日益重視,煙氣（qì）脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術（shù）越來越（yuè）多（duō）,脫硫效率也（yě）越來越高。目（mù）前,我國煙氣脫硫（liú）技術主要有幹（gàn）法、半幹法（fǎ）和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包（bāo）括氨法(即氨-硫酸銨法)、石（shí）灰石法(石灰石-石膏（gāo）法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金（jīn）屬氧化物（wù）吸收（shōu）法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石（shí）膏濕法脫（tuō）硫工藝。石灰石法主（zhǔ）要應用在（zài）火電、鋼鐵（tiě）和有色冶煉行業,而氮（dàn）肥、焦化和煤化工行業多以（yǐ）氨法為主（zhǔ）。

沈丘

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技（jì）術特點
 
　　石灰石-石膏（gāo）法脫硫技術已有幾（jǐ）十年的（de）運行經驗（yàn）,是目前世界技術（shù）上成熟、實用業（yè）績最多（duō）、運行（háng）狀況較（jiào）穩（wěn）定的脫硫工藝。
 
　　石灰石（shí）-石膏法脫硫是把石灰石磨成粉後與（yǔ）水混合,職（zhí）稱石灰石漿液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在（zài）吸收塔內向上流（liú）動（dòng）北鄉下流動的循環漿液以（yǐ）逆流方式洗滌,循環漿液則通過循環泵向上（shàng）輸送到噴漿層內（nèi）設置的噴嘴（zuǐ）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（shōu）塔（tǎ）底部與鼓入（rù）的氧化空氣發生化（huà）學反應,最終生成石膏。吸收塔（tǎ）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（shuǐ）量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級除霧（wù）器去除水分,通（tōng）過煙道進入（rù）煙囪排向大（dà）氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫（liú）工藝係統主（zhǔ）要包括:煙氣係統、吸收氧化（huà）係統、漿液製備係統、石膏脫水係統、排放係統等,脫硫效率高達95%,吸（xī）收器利（lì）用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻（zǔ）力約2000kPa,脫硫（liú）副產品為石膏。在不同（tóng）的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較（jiào）高的（de）脫硫效（xiào）率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙（yān）氣（qì）引入脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流接觸（chù）反應生成亞硫酸銨;脫硫後（hòu）的淨（jìng）煙氣經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排向（xiàng）大（dà）氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出（chū）泵從脫硫塔打入母液箱,在進（jìn）入設置有抽真空係（xì）統的政法結晶器,料液在70℃左右達到沸（fèi）點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸（zhēng）汽用（yòng）量;蒸發潔淨器出口為含（hán）固量（liàng）30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進入幹燥劑糟溜,得到含水（shuǐ）率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係（xì）統、吸（xī）收氧化係統、脫水係統（tǒng）等,脫硫效率（lǜ）高達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用（yòng）率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為硫（liú）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,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高,且可（kě）脫除（chú）部分（fèn）NOX;(5)氨法脫（tuō）硫技（jì）術存在問題是愛出（chū）煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和（hé）氯（lǜ）化（huà）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（qì）材質要求較高（gāo）;設備國產化程度較石灰石—石（shí）膏法較低（dī）。
 
　　3.2 經（jīng）濟分析（xī）
 
　　石灰石—石（shí）膏法所用脫硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫硫技術（shù）吸收劑氨的費用較高（gāo）,占運行成本的比重較大。隨著（zhe）工藝和設備國（guó）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（zhǔ）要集中在點好上,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技（jì）術的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部分脫硫成本,時（shí）期發（fā）電成本低於石灰石（shí）—石膏法,可以預測（cè）當煙氣中SO2含量（liàng）更高時,氨法脫硫項目有可能實現盈（yíng）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（huà）性質穩（wěn）定,直接接觸（chù）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（yǔ）以防護。石灰石不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於（yú）運輸、加工和貯存（cún）,使用安全可（kě）靠。
 
　　氨（ān）屬於危險化學（xué）品,有（yǒu）強烈的刺激（jī）氣味,易燃、易爆、有（yǒu）毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘（zhān）膜有刺激和腐蝕作用（yòng）,高濃度（dù）的氨可引（yǐn）起化學性（xìng）咽喉炎（yán）、肺炎等（děng）,吸入後可引起反射性呼吸停（tíng）止（zhǐ）、心髒停搏、直接接觸時可（kě）致皮膚凍傷。氨通常（cháng）儲存在密閉容（róng）器和（hé）管道內,即使在（zài）使用（yòng）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-石膏法煙氣脫硫的產品是脫硫石膏（gāo）,脫硫石膏對人體無直接危（wēi）害,也不存在（zài）火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也用作工業材料,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外（wài）,填溝築路,覆土造田;或租（zū）地存放,堆（duī）積如山,存在潰壩、塌（tā）方的危險,應予以防範。硫酸銨（ǎn）為（wéi）工業產（chǎn）品,廣泛應用於農業生產,不屬（shǔ）於危險化學品,無燃燒、爆炸、有（yǒu）毒等風險,使用安全、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工（gōng）藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰石-石膏法不（bú）涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生（shēng）一般以上事故的可能性小,無特種工種,無危險工序,風（fēng）險係數低,安全優勢大,尤其（qí）是非化工從業人員（yuán）對“氨”的人事不足,認為其（qí）安（ān）全風險大,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基（jī）本上不采用氨法而采用（yòng）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（tiān）然原材料,隻需采取簡（jiǎn）易的（de）通風、防（fáng）塵（chén）措施,對環境汙染和健康危害小（xiǎo）。氨泄（xiè）漏存在汙（wū）染作業（yè）環境（jìng）和（hé）大氣環境的風險,可能（néng）危害人體（tǐ）健康和傷害動植物。氨（ān）水泄漏應（yīng）及時（shí）用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環（huán）保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回（huí）收利用已（yǐ）成（chéng）為世界性難題,大（dà）多數（shù）情況下隻能作（zuò）為工業垃圾予以廢棄（qì）和存放,且隨時存在汙染環境的可能;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（dào）再生利用。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-石膏法脫硫工（gōng）藝具備以下優勢:一是大氣汙染小,無（wú）CO2排（pái）放,SO2排放濃度低,尾（wěi）氣總排量少;二是無廢水排放（fàng）,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（fǎ）煙氣脫硫的（de）綜（zōng）合優勢（shì）很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利（lì）用硫資源,符合循環經（jīng）濟（jì）發展戰略（luè）,這是（shì）石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無法比擬的。尤其是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水（shuǐ）,可直接用（yòng）作脫硫劑,既解決了廢水處理問題,回（huí）收但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全風險。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（yào）進口（kǒu）,對外依存度高（gāo）。與此同時,我國SO2排放量卻高居世界首位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來源於（yú）煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總排量（liàng）的（de）60%。這裏所指的SO2排放量（liàng）不包含已轉化成難（nán）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（ǎn）具有（yǒu）較大（dà）的市場潛力。氨法（fǎ）脫硫適合我（wǒ）國國情、負荷循環經（jīng）濟發展,而且具有脫硫脫硝一體（tǐ）化的特點,其應用前景（jǐng）將越來越廣（guǎng）闊。因此,建議通過行政、立法（fǎ）等手段推廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵（lì）火電、鋼鐵和冶煉行（háng）業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造（zào）。

沈丘