濰坊氨法與石灰石—石膏（gāo）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（rì）益重視,煙氣脫硫（liú）技術得到了（le）快速發展,脫硫技術越來越多,脫硫效率也越來越高。目前,我國煙氣脫硫技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕（shī）法脫硫工藝應用（yòng）最廣,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石（shí）灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法（fǎ）)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）法脫硫工藝。石灰石法主要（yào）應用在火電、鋼鐵和有（yǒu）色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法（fǎ）為主。

 
　　1、 石灰（huī）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（shàng）成熟、實用業績最多、運行（háng）狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫（tuō）硫是把石灰石磨（mó）成粉後與水（shuǐ）混合,職稱石（shí）灰石漿（jiāng）液,不斷補（bǔ）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（tǎ）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氣發生化學反應,最終生成石膏。吸收塔底部（bù）的石膏漿液先在水力激流器中脫水支含固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得（dé）到含水量小於10%的石膏。脫硫（liú）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（qì）。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統（tǒng）、吸收氧化係統、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（shōu）器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻（zǔ）力（lì）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（gāo）的脫硫效率和較好的係統（tǒng）穩定性。
 
　　2、 氨（ān）法脫硫技（jì）術特點
 
　　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（tuō）硫後的淨煙氣經二級除（chú）霧（wù）器去除（chú）霧滴,由煙囪（cōng）排向大氣。亞硫酸銨在塔底被（bèi）氧化（huà）成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入設置有抽真空係統的政法（fǎ）結晶器,料液在70℃左右（yòu）達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降（jiàng）低了蒸汽用量;蒸發（fā）潔淨器出口為含固量30%的硫酸銨料（liào）漿,經離心機進（jìn）一步分離後進（jìn）入幹燥劑糟溜,得到含（hán）水率3%的硫酸銨（ǎn）產品。
 
　　氨法（fǎ）脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水係統（tǒng）等,脫硫（liú）效率高達99%,並可同時脫除（chú）20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副（fù）產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分（fèn）析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵（miàn）積相對（duì）較大,幾乎是（shì）氨法（fǎ）的（de）兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石（shí）灰石—石膏法漿（jiāng）液循環量大,耗電（diàn）量較（jiào）高;(4)氨法（fǎ）脫硫效（xiào）率高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是（shì）愛（ài）出煙氣中的按生成亞（yà）硫（liú）酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以除（chú）去的氣溶膠,造（zào）成氨損失和煙（yān）霧排（pái）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 經濟分（fèn）析
 
　　石灰石—石膏法所用脫（tuō）硫劑石灰石（shí）價格低廉,二氨法脫硫技術吸收劑氨的費用較（jiào）高,占運行成本的比重較大。隨著工藝和設備國產化程度的不斷提高,石灰石—石膏法造（zào）價已大幅降（jiàng）低,其運行費用主要集中（zhōng）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（fǎ）脫硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元（yuán）/噸（dūn）,銷售收入可以抵消大部分脫硫成本,時期發電成本低於石（shí）灰石—石膏法,可（kě）以預測當煙氣中（zhōng）SO2含量更高時,氨法脫硫項目有可能（néng）實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析（xī）
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使（shǐ）用的脫（tuō）硫劑為（wéi）石灰石,石灰石物化性質穩定（dìng）,直接接觸對人體無危害。加工時有揚塵（chén）,會刺（cì）激眼睛、呼（hū）吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石灰石不屬於易燃（rán）、易爆、易中（zhōng）毒物品,便（biàn）於運輸、加工和貯存（cún）,使用安全可靠。
 
　　氨屬（shǔ）於危險化學品,有強烈的刺激氣味,易燃（rán）、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮（pí）膚粘膜有刺激和腐蝕（shí）作用,高濃度的氨可引起化學（xué）性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反射（shè）性呼吸（xī）停止、心髒停搏、直接接觸時可（kě）致皮膚凍傷。氨通常（cháng）儲存在密閉容器和管道內,即使在使用過程中（zhōng）,也必須處於完好密閉狀態,應采取有效的安全措（cuò）施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙（yān）氣脫硫的產品是脫硫石膏（gāo）,脫（tuō）硫（liú）石膏對人體無（wú）直接危害,也不存（cún）在火（huǒ）災（zāi）、爆炸（zhà）和中毒危險（xiǎn）,多用於建築行業,也用作工業材料,但總體消耗量（liàng）有限。火電、鋼鐵和冶煉企（qǐ）業（yè）均運出廠外（wài）,填溝築路,覆土造田;或租地存放（fàng）,堆積如山,存在潰壩、塌方（fāng）的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應（yīng）用於農（nóng）業生產,不屬於危險化（huà）學品,無燃燒、爆炸、有毒等風（fēng）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-石膏（gāo）法不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發（fā）生一般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（dī）,安全（quán）優勢大,尤其是非化工從業人員對（duì）“氨”的（de）人事不（bú）足,認為（wéi）其安全風險（xiǎn）大,事故幾率高。因此,火電（diàn）、鋼鐵和冶煉行業基本（běn）上不采用氨法而采用石（shí）灰石-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保（bǎo）性分析
 
　　(1)脫硫（liú）劑的環保性
 
　　石灰石屬於（yú）天然原材料,隻需采取簡易的（de）通風、防塵措施,對環境汙染和健康（kāng）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（wēi）害人體健康和（hé）傷害（hài）動植物（wù）。氨水泄漏應及時用酸中和處理（lǐ）。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成為世（shì）界性難題（tí）,大多數情（qíng）況（kuàng）下隻能作為工業（yè）垃圾予以廢棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫（liú）酸銨是化學肥料,廣泛應（yīng）用於農業生產,使硫資源得到（dào）再（zài）生利用。顯然,硫酸（suān）銨的環保優勢大（dà）大高於脫硫（liú）石（shí）膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫（liú）工藝較石灰石-石膏法脫（tuō）硫工藝具備以下優勢:一（yī）是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二是無廢水排放,無需處理;三是灰泥廢渣排量很少,僅占脫硫石膏總排（pái）量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨（ān）法煙氣脫硫的綜合優（yōu）勢很大,主（zhǔ）要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源（yuán）,符合循環經濟發展戰略,這是石（shí）灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無（wú）法比擬的。尤其是氮肥（féi）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（chù）理問題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液（yè）氨的安全風險（xiǎn）。這也（yě）是（shì）氮肥、焦化和煤化工等行（háng）業（yè）采用氨法煙氣脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資（zī）源緊缺,60%需要進口,對外依（yī）存度高。與此同時,我國SO2排放量卻高居（jū）世界首位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的進口（kǒu）量。通常,大氣中SO2主要來源於煤（méi）炭燃燒,占SO2總排量的（de）94%,而火電廠SO2排放量又（yòu）占總（zǒng）排量的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。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫（liú）,硫銨具（jù）有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情（qíng）、負荷循（xún）環經濟（jì）發展（zhǎn）,而且（qiě）具有脫硫脫硝一體化（huà）的特點,其（qí）應用前（qián）景將越來越廣闊（kuò）。因此,建議通過行政、立法等手段推廣和普（pǔ）及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵（lì）火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。