通化（huà）氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

通化       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（le）快速發展,脫硫技術越（yuè）來（lái）越多,脫硫效（xiào）率也越來越（yuè）高。目前,我國煙氣脫硫技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中（zhōng）濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫（liú）包括（kuò）氨法(即氨-硫酸銨法)、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%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕（shī）法脫硫工（gōng）藝。石灰（huī）石（shí）法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶（yě）煉行業,而（ér）氮肥、焦化和煤化工行（háng）業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石（shí）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（shì）界技術上成（chéng）熟、實用（yòng）業績最多、運行狀況較穩定的脫（tuō）硫（liú）工藝。
 
　　石（shí）灰石-石膏法（fǎ）脫硫是（shì）把石灰（huī）石磨成粉後（hòu）與水混合,職稱石灰石（shí）漿液,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（xǐ）滌,循環漿液（yè）則通過循環泵向上輸送（sòng）到噴漿層內設置的噴嘴噴射（shè）到吸收塔中,氣體和液（yè）體得以（yǐ）充分接觸,一邊脫（tuō）除SO2、SO3、HCI和HF,同時（shí）生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空氣發生化（huà）學反應（yīng）,最終生成石膏。吸收塔底部的石膏漿（jiāng）液（yè）先在水力激流器中（zhōng）脫水支含固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得到含（hán）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（zhǔ）要（yào）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,脫硫效率高達（dá）95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低（dī）,脫硫塔阻力約2000kPa,脫（tuō）硫副產品為石膏。在（zài）不同的煙氣負（fù）荷及SO2濃度下均可保（bǎo）持較高的脫硫效（xiào）率和較好（hǎo）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）氣引（yǐn）入（rù）脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流接觸反（fǎn）應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨（ǎn）在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺（àn）溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入設置有（yǒu）抽（chōu）真空係統的政法結晶器,料液在70℃左右（yòu）達到沸點（diǎn）,比（bǐ）正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發（fā）潔淨器出口為（wéi）含固量（liàng）30%的硫酸銨料漿,經離心機進（jìn）一步分（fèn）離後進入幹燥劑糟溜,得到（dào）含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝（yì）主要包括:煙氣係統、吸收氧化（huà）係統、脫水（shuǐ）係統等（děng）,脫硫效率高達（dá）99%,並可同時脫除（chú）20%左右（yòu）的NOX,吸收劑利用（yòng）率100%脫硫塔阻力僅（jǐn）約1kPa,脫硫副產品為（wéi）硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰（huī）石—石膏法占地麵積相對較大,幾乎（hū）是氨法（fǎ）的兩倍（bèi）;(2)脫硫塔阻力（lì）大,幾乎是氨法（fǎ）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（fǎ）脫硫效率（lǜ）高,且可（kě）脫除部分NOX;(5)氨（ān）法脫硫技術存在（zài）問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯（lǜ）化銨等（děng）難（nán）以除去的氣溶（róng）膠,造成（chéng）氨損失和煙霧排放（fàng）;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較（jiào）高;設備國產化程度較石（shí）灰石—石膏法（fǎ）較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏（gāo）法所用脫（tuō）硫劑石灰石價格低廉,二（èr）氨法脫硫技術吸收劑（jì）氨的（de）費用較高,占運行成本的比（bǐ）重較大。隨著工藝和設備國產化程度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大（dà）幅降（jiàng）低,其運行費用主要集中在點好上,因此進一（yī）步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改（gǎi）的關鍵。氨（ān）法（fǎ）脫硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵（dǐ）消（xiāo）大部分脫硫成本（běn）,時期發電成本低（dī）於石灰石—石膏法,可以預測當煙氣（qì）中SO2含量更高時,氨法脫硫項（xiàng）目有可能（néng）實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石（shí）灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石（shí）灰石,石灰（huī）石物化性質穩定,直（zhí）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,應佩（pèi）戴防塵口罩予以防護。石灰石不屬於易燃、易（yì）爆、易中毒物品,便於（yú）運輸、加工和貯（zhù）存（cún）,使用安全可靠。
 
　　氨屬（shǔ）於危（wēi）險化學品,有強烈（liè）的刺（cì）激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶（róng）於水,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃度的氨可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反（fǎn）射性呼吸停（tíng）止、心髒停（tíng）搏、直接接觸時可致（zhì）皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管道內,即（jí）使在使用過程中,也必須處於完好密閉狀態（tài）,應采取有效的（de）安全措（cuò）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（tuō）硫石膏,脫硫石膏對人（rén）體無直接危害,也不（bú）存在火災（zāi）、爆炸和中毒危險,多用於建（jiàn）築（zhù）行業,也用作工業材料,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶（yě）煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土（tǔ）造田;或租地存放,堆積（jī）如山,存在（zài）潰壩、塌方（fāng）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（huà）學（xué）品,無燃燒、爆炸、有（yǒu）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（yǔ）氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰石-石膏法（fǎ）不涉及易燃、易爆、有（yǒu）毒等危險作（zuò）業,發生（shēng）一般以上事故的（de）可（kě）能性小,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（huà）工從（cóng）業（yè）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（huǒ）電、鋼鐵和（hé）冶煉（liàn）行業基本上不采用氨法而采用石灰石-石（shí）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（yè）環境和大氣環境的風險,可能危害人體健（jiàn）康和傷害（hài）動（dòng）植（zhí）物。氨水泄（xiè）漏應及時用（yòng）酸中（zhōng）和（hé）處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工（gōng）業廢（fèi）渣,其回收利（lì）用已成為世界性難題（tí）,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可能;而硫酸銨是化學（xué）肥（féi）料,廣泛應用於農業生產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫酸銨的環（huán）保（bǎo）優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝（yì）的環保性
 
　　氨法（fǎ）煙氣（qì）脫硫工藝較石灰（huī）石-石（shí）膏（gāo）法脫硫工藝（yì）具備以下優勢:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度（dù）低,尾氣總排量少;二（èr）是無廢水排放,無需處理;三是灰泥廢渣排（pái）量很少,僅（jǐn）占脫硫石膏總排量的（de）1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合（hé）優勢很大（dà）,主要是變廢為寶、低碳環（huán）保（bǎo）,可再生（shēng）利用硫（liú）資源,符合循環經濟發展戰略（luè）,這是石灰石（shí）-石膏法（fǎ）煙氣脫硫（liú）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）,可直接用作脫硫（liú）劑,既解（jiě）決了廢水處理問（wèn）題,回收（shōu）但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全風險（xiǎn）。這也是（shì）氮肥（féi）、焦化和煤化工等行業采（cǎi）用氨法煙氣脫硫技術為（wéi）主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存（cún）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（qì）中SO2主要來源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的（de）60%。這裏所指的SO2排放量不包含已轉化成難以回用的脫硫石膏等含硫廢渣（zhā）。同（tóng）時,我（wǒ）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（liú）適合我國國情、負荷循環經濟發展,而且具（jù）有脫硫脫硝一體化的特（tè）點,其（qí）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（tuī）廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫（tuō）硫技術;鼓勵火電、鋼鐵（tiě）和（hé）冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法（fǎ）脫（tuō）硫改造。

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