尉（wèi）氏氨法與石灰石（shí）—石膏法煙氣脫硫技術（shù）比較（jiào）分析

尉氏       隨著我國對大氣汙染（rǎn）和環境保護的日益重視,煙氣脫硫技術得（dé）到（dào）了快速發展,脫硫技術越來越多（duō）,脫硫效率也越來越高。目前,我國煙氣脫硫技術主要（yào）有幹法、半幹法和（hé）濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨法（fǎ）(即氨-硫酸銨法)、石（shí）灰石法(石灰石-石（shí）膏法)、堿法(鈉堿（jiǎn）與雙堿法（fǎ）)和金（jīn）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-石膏濕法脫硫工藝。石（shí）灰石法主要（yào）應用（yòng）在火電（diàn）、鋼（gāng）鐵和有色冶（yě）煉（liàn）行業,而氮肥、焦化（huà）和煤化工行業多以氨法為主（zhǔ）。

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技（jì）術特點（diǎn）
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已（yǐ）有幾十年的（de）運行經驗,是目前（qián）世界技術上成熟、實用業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石（shí）灰石-石膏法脫硫是把石灰石（shí）磨成（chéng）粉後與（yǔ）水混（hún）合（hé）,職稱石灰石漿（jiāng）液,不斷補充道吸（xī）收塔內。煙（yān）氣在吸收塔內（nèi）向上流（liú）動北鄉下流動的循環漿液（yè）以（yǐ）逆流方式洗滌,循環漿液則（zé）通過循環（huán）泵向上輸送到噴漿層內設置（zhì）的噴嘴噴射到吸收塔中,氣（qì）體和液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和（hé）HF,同時生成的CaSO4在吸收（shōu）塔底（dǐ）部與鼓入的氧化（huà）空氣發生化學反應,最終生成石（shí）膏。吸收塔底部的石膏漿液先在水（shuǐ）力（lì）激流器中脫水支含固量餘額40%,然後經帶式真空（kōng）過（guò）濾機過濾,得到含水量小（xiǎo）於（yú）10%的石膏。脫硫後的（de）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（huī）石-石膏法脫硫工藝係統主（zhǔ）要包括:煙氣係（xì）統、吸收氧化係統、漿液製備係統、石（shí）膏（gāo）脫水係統、排放（fàng）係（xì）統等（děng）,脫硫效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫（liú）比（bǐ）低,脫硫塔阻力約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（chí）較高的脫硫（liú）效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（yì）是將原煙氣引入脫硫塔中,與（yǔ）循環吸收溶液逆流接觸反應（yīng）生成亞（yà）硫酸銨;脫硫（liú）後的淨煙氣經二（èr）級除霧器去除霧（wù）滴,由煙囪排向（xiàng）大氣（qì）。亞硫酸銨在塔底被氧化（huà）成（chéng）硫胺,35%的硫胺溶液由料（liào）液取出泵從脫硫塔打入（rù）母液箱,在進入設置（zhì）有抽真空係統（tǒng）的政法結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比（bǐ）正（zhèng）常蒸發下降了40℃,大大降（jiàng）低了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口（kǒu）為含固量30%的硫（liú）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（suān）銨產品（pǐn）。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣（qì）係統、吸收氧化係統、脫水係（xì）統等,脫硫效率高達99%,並可同（tóng）時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產（chǎn）品（pǐn）為硫酸（suān）銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石（shí）—石膏法占（zhàn）地麵積相對（duì）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（ān）法脫硫效率高,且可脫（tuō）除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在（zài）問題是愛出煙氣（qì）中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和（hé）氯化銨（ǎn）等難（nán）以除去的氣溶膠（jiāo）,造成氨（ān）損失（shī）和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化（huà）程度較石灰石—石（shí）膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫（tuō）硫劑石灰（huī）石價格低廉,二氨法脫硫技（jì）術吸收劑氨的費用較高,占運行成本的比重較大。隨著工藝（yì）和設備（bèi）國產化程度的不斷提高（gāo）,石灰石—石膏法造（zào）價已大幅降低,其運行費用主要集中（zhōng）在點（diǎn）好上,因此進一步降低（dī）電耗是石灰石—石膏法工藝（yì）技改的關（guān）鍵。氨法（fǎ）脫硫技（jì）術的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入（rù）可以（yǐ）抵消大部分脫硫成本,時期（qī）發電成本低（dī）於石灰石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高時,氨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（quán）性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石（shí）灰石,石灰石物化性質穩定,直接接觸（chù）對人體無危（wēi）害。加工時有揚塵,會刺激眼睛（jīng）、呼吸係統和皮膚,應（yīng）佩戴防塵口罩予以防護。石灰石不屬於（yú）易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬（shǔ）於危險化學品,有強烈的刺激（jī）氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕（shí）作用,高濃度（dù）的氨可引起（qǐ）化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反射性呼吸停止、心（xīn）髒（zāng）停搏、直接接觸（chù）時（shí）可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管道內,即使在（zài）使（shǐ）用過程中,也（yě）必須處於完好密閉狀態,應采取有效的安全措施予以（yǐ）防範（fàn）。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙（yān）氣脫硫的（de）產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體無直接危害,也不存在火災（zāi）、爆炸和中毒危險,多（duō）用（yòng）於建築行業（yè）,也用作工業材料,但（dàn）總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積如山（shān）,存在潰壩、塌（tā）方的危險,應予以防範。硫酸銨（ǎn）為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使用安全、可（kě）靠、無不良影（yǐng）響（xiǎng）。
 
　　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,發生一般以上事故的可能性小,無特（tè）種工種,無危險工序,風（fēng）險係數低,安全優勢大,尤（yóu）其是非化工（gōng）從業人員對（duì）“氨（ān）”的人事不足,認為其安全（quán）風（fēng）險大,事故幾率高。因此,火電（diàn）、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用氨法而采用石灰石-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需（xū）采取簡易的通風、防塵措施（shī）,對環境（jìng）汙染和健康危害小。氨（ān）泄漏（lòu）存在汙染作業（yè）環境和大氣環境（jìng）的風險,可能危害人（rén）體健康和傷害動植物。氨水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業（yè）廢渣（zhā）,其回收利用（yòng）已成為世界性難題,大多數情況下隻能作（zuò）為工業（yè）垃圾予（yǔ）以廢棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫酸（suān）銨是化學（xué）肥料,廣泛應（yīng）用於農業生產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫酸銨的環保優勢大大高（gāo）於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的（de）環（huán）保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法脫硫（liú）工藝具備以（yǐ）下優勢:一是大氣（qì）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（fèi）渣排量很少,僅（jǐn）占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨（ān）法煙氣脫硫的（de）綜合優（yōu）勢很大,主要是變廢為寶、低碳環（huán）保,可再生利用硫資源,符合循（xún）環經濟發展戰（zhàn）略,這是石灰石-石（shí）膏法煙氣脫硫技術（shù）所無法比擬的。尤其（qí）是氮肥和（hé）煤化工企（qǐ）業副產5%～8%廢氨水,可直接用作（zuò）脫硫劑,既解決了廢水（shuǐ）處理問題（tí）,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲存和（hé）使用（yòng）液氨的安全風（fēng）險（xiǎn）。這也是氮肥、焦化和煤化工等行業采（cǎi）用（yòng）氨法煙氣脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建（jiàn）議（yì）
 
　　我國硫資源（yuán）緊缺,60%需要進口,對外依存度高。與此同時（shí）,我國SO2排放量卻高居世界首位,提（tí）高SO2利用率可大幅減少硫資源的進口量。通常,大（dà）氣中SO2主要來源於煤炭（tàn）燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又（yòu）占總排量的60%。這裏所指（zhǐ）的SO2排（pái）放量不包（bāo）含已轉化成難以回用的脫硫石膏等含硫廢渣。同時（shí）,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有（yǒu）較大的市（shì）場潛力。氨法脫硫適合我（wǒ）國國情（qíng）、負荷循環經濟發（fā）展,而且具有脫硫脫硝（xiāo）一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立法等手段（duàn）推廣和普及氨法石灰（huī）石-石膏法煙（yān）氣脫硫技術;鼓勵火（huǒ）電、鋼鐵和冶煉（liàn）行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。