桐城氨法與石灰石（shí）—石膏法煙氣脫硫技（jì）術比（bǐ）較分（fèn）析

桐城       隨著我國（guó）對大氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣脫硫（liú）技術得到了快速發（fā）展,脫硫技（jì）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（gàn）法、半幹法和濕法（fǎ）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)、石灰（huī）石法（fǎ）(石灰石-石（shí）膏法)、堿法(鈉堿（jiǎn）與雙堿（jiǎn）法)和金屬氧化（huà）物吸收法（fǎ）等,我國（guó）90%以上的煙氣脫硫（liú）工程采用（yòng）的是石灰石-石膏（gāo）濕法脫硫工（gōng）藝。石（shí）灰（huī）石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥（féi）、焦化和煤化工行業多以氨法（fǎ）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、實用業績最多、運行狀況較穩定（dìng）的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿液,不斷補充道吸（xī）收塔內（nèi）。煙（yān）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,循環漿液則通過循環（huán）泵向上輸送到噴漿層內設置的噴嘴噴（pēn）射到吸收塔中,氣體和液體得以充分接（jiē）觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收（shōu）塔底部（bù）與鼓入（rù）的氧化（huà）空氣發生化（huà）學（xué）反應,最終（zhōng）生成石膏（gāo）。吸收塔底部的石膏漿液先在水（shuǐ）力激流器中脫水支含固量餘額40%,然後經帶（dài）式真空過濾機過濾,得（dé）到含水量（liàng）小於10%的石（shí）膏。脫硫後的經驗起經兩級除（chú）霧器去除水（shuǐ）分（fèn）,通過煙（yān）道進入（rù）煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝（yì）係統主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液製（zhì）備係統、石膏脫水係統、排放係統等,脫硫效率（lǜ）高達95%,吸收器利用率（lǜ）90%,鈣硫比（bǐ）低,脫硫塔（tǎ）阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫效率和較好的係統穩（wěn）定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣引入脫（tuō）硫塔中,與循環吸（xī）收（shōu）溶液逆流接（jiē）觸反應（yīng）生成亞硫酸銨;脫（tuō）硫後的淨煙（yān）氣經二級除霧器去（qù）除霧滴（dī）,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底（dǐ）被氧化成硫（liú）胺,35%的硫胺溶（róng）液由料液（yè）取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入設置有抽真空係統的政法結（jié）晶器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽用量;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（bù）分（fèn）離後進入幹燥劑糟溜,得到含（hán）水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨（ān）法脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸（xī）收氧化係統、脫水係統等,脫硫（liú）效率高達99%,並（bìng）可同時（shí）脫（tuō）除20%左右的NOX,吸收劑（jì）利用率100%脫（tuō）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,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻（zǔ）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（jiào）高;(4)氨法脫硫效率高,且可脫除部分NOX;(5)氨（ān）法脫硫技術存在問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和（hé）氯化銨等難以除去的氣（qì）溶膠（jiāo）,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結（jié）晶過（guò）程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化（huà）程（chéng）度較石（shí）灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石灰石（shí）價格低廉,二氨法脫硫技術吸收劑氨的（de）費用較高,占運行成本的比重較大。隨著工藝和設備國產化程度的不斷提高,石灰石—石膏法（fǎ）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（dī）電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關（guān）鍵。氨（ān）法脫硫技術的副產品硫酸銨售（shòu）價（jià）在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部分脫硫（liú）成本,時期發（fā）電成本低於（yú）石灰石—石膏法,可以預測當煙（yān）氣中SO2含量更高（gāo）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（liú）劑的安全性（xìng）
 
　　石灰石法煙（yān）氣脫硫所使用的脫硫劑為（wéi）石灰（huī）石,石灰石物（wù）化性質（zhì）穩定,直接接觸對人體（tǐ）無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石（shí）灰石不屬（shǔ）於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加（jiā）工和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強（qiáng）烈的刺激氣味,易燃（rán）、易爆、有（yǒu）毒、有腐蝕,極易溶（róng）於水,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃度（dù）的氨可引起化學性咽喉炎（yán）、肺炎等,吸入後可引起反射性呼吸停止、心（xīn）髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨（ān）通常儲存在密閉容器和管道內,即使（shǐ）在（zài）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以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石（shí）灰石（shí）-石膏法（fǎ）煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體無直接危害,也（yě）不存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也用作工業材（cái）料,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶（yě）煉企業均運出廠外（wài）,填（tián）溝築路,覆土造田;或租地存放,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,廣泛應用於農業生產,不屬於危險化學（xué）品,無燃燒、爆（bào）炸、有毒等風險,使用安全、可（kě）靠（kào）、無不（bú）良（liáng）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-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一（yī）般以上事故的可能性小,無特種工種,無危險工序,風險係數低,安全優勢（shì）大,尤其是非（fēi）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（gāng）鐵和冶煉行業基本（běn）上不采用氨法（fǎ）而采用石灰石-石膏（gāo）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（shǔ）於天然（rán）原（yuán）材料,隻需采取簡（jiǎn）易的（de）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境的風險,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏應及（jí）時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環（huán）保性
 
　　脫硫石膏是工業廢（fèi）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（gōng）業垃（lā）圾予以廢棄和存放,且隨時存在汙染（rǎn）環（huán）境的可能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應（yīng）用於農業生產,使硫資源（yuán）得到再生（shēng）利用。顯然,硫酸（suān）銨的環保優勢大大（dà）高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣（qì）脫硫工藝（yì）較石灰石-石膏法脫（tuō）硫工藝具備以下（xià）優勢:一是（shì）大氣汙染（rǎn）小,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣總（zǒng）排量少;二是無廢（fèi）水排放,無需處理;三是（shì）灰泥廢渣排量很少,僅占脫（tuō）硫石膏總排量的（de）1%～3%。
 
　　3.3.5 分析（xī）結論
 
　　氨法（fǎ）煙氣脫硫的綜合優勢很大（dà）,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源,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法比擬的。尤其是氮肥和煤（méi）化工企業（yè）副產5%～8%廢氨水,可（kě）直接（jiē）用作脫（tuō）硫劑,既解（jiě）決了廢水處理問題（tí）,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全風險。這也是（shì）氮肥、焦化和煤化工等行業采用氨法煙氣（qì）脫硫技術為主的根本原因（yīn）。
 
　　4、 建（jiàn）議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口（kǒu）,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放（fàng）量卻高居（jū）世界（jiè）首位,提高SO2利用（yòng）率可大幅減少硫資源（yuán）的進口量。通常（cháng）,大氣（qì）中SO2主要（yào）來（lái）源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量（liàng）又占總排（pái）量的60%。這裏所指的SO2排放量不包含（hán）已轉（zhuǎn）化成難以回用（yòng）的脫硫石膏等含硫廢渣。同時,我（wǒ）國優（yōu）勢世（shì）界氮肥大國（guó）,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場潛力。氨法脫硫（liú）適合我國國情（qíng）、負荷（hé）循環經濟發展,而且具有脫（tuō）硫脫（tuō）硝一體化的特點,其應用（yòng）前景（jǐng）將越來越（yuè）廣闊。因此,建（jiàn）議通過行政、立法等手段推廣和普及氨法石灰石-石（shí）膏法煙氣脫硫技術;鼓（gǔ）勵火電、鋼鐵和冶煉（liàn）行業實施（shī）煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。