武（wǔ）漢氨法與石灰石—石膏法煙（yān）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益重視,煙氣脫硫技術得到了快（kuài）速發展,脫（tuō）硫技術（shù）越來越多,脫硫效（xiào）率（lǜ）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（shī）法三種。其中濕法脫硫工藝（yì）應用最廣,濕法脫硫包括氨法(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（yòng）的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電（diàn）、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤（méi）化工（gōng）行（háng）業多以氨法為主。

武漢

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石（shí）-石膏法脫硫技術已有幾十年（nián）的運行經驗,是目前世界技術上成（chéng）熟、實用業績（jì）最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝（yì）。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石（shí）磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿液（yè）,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向上流動（dòng）北鄉下（xià）流動的循環漿液以逆流方式洗滌,循環漿（jiāng）液則通過循環泵向上輸送到噴漿層內設（shè）置的噴嘴噴（pēn）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（shēng）成的（de）CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空（kōng）氣發生化學反應,最終生成石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在水力激流器中脫水（shuǐ）支含固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得到含水量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起（qǐ）經兩級除霧器去除水分,通過煙道進入煙囪排向（xiàng）大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙（yān）氣（qì）係統、吸收氧化係統、漿液製備係統、石膏脫（tuō）水係統、排放係統等,脫硫效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏（gāo）。在不同（tóng）的煙氣負荷及SO2濃度（dù）下均可保持較（jiào）高的脫硫效率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫（liú）工藝是將原煙氣引入脫（tuō）硫（liú）塔中,與循環吸（xī）收（shōu）溶液逆流接觸反應生成亞（yà）硫酸銨;脫硫後（hòu）的（de）淨煙氣（qì）經二級除霧器去除霧滴,由（yóu）煙囪排（pái）向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出泵從脫硫（liú）塔打（dǎ）入母液箱,在進（jìn）入設置有抽真空係統的政法結晶器（qì）,料液在（zài）70℃左（zuǒ）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（fā）潔淨器出口（kǒu）為含固量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（dé）到含水（shuǐ）率3%的硫酸銨（ǎn）產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要（yào）包括:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水係統等,脫硫效率（lǜ）高達99%,並可（kě）同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力（lì）僅約1kPa,脫硫副產（chǎn）品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石（shí）膏法占地麵積相對較大,幾乎是氨（ān）法的（de）兩倍（bèi）;(2)脫硫塔（tǎ）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（liàng）較高;(4)氨法脫硫效率高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術（shù）存在問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸（suān）銨、硫酸銨和（hé）氯化銨等難以除去的氣溶膠,造（zào）成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗（hào）大,對（duì）加熱器材質要求較高;設備國產（chǎn）化程度較石灰（huī）石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用（yòng）脫硫（liú）劑石（shí）灰石價格低廉,二氨法脫硫技術吸收劑氨的費用較高,占運行成本的比（bǐ）重較大。隨著工藝和設備（bèi）國產（chǎn）化程度的不（bú）斷提高,石灰（huī）石—石膏法造價已大幅降低,其（qí）運行費用主要集中在點好上,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝（yì）技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產（chǎn）品硫酸銨售價（jià）在800～1000元（yuán）/噸,銷售收（shōu）入可以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（yǐ）預測當煙氣中SO2含量（liàng）更高時,氨法脫硫項目有可能實（shí）現盈利。
 
　　3.3 安全性分析（xī）
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全（quán）性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用（yòng）的脫硫劑為（wéi）石（shí）灰石,石灰石物化性質穩定（dìng）,直接接觸對人體無（wú）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。石灰石不屬於易燃（rán）、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,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕（shí）,極易溶（róng）於水,對皮膚粘膜有刺激和（hé）腐蝕作用,高濃度（dù）的氨可引起化學性咽（yān）喉炎、肺炎等（děng）,吸入後可引起（qǐ）反射性呼吸停止、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨（ān）通常儲存（cún）在（zài）密閉容器和管（guǎn）道內,即使在使用過程中,也必須（xū）處於完好密閉狀（zhuàng）態,應（yīng）采取有效的安（ān）全措施予（yǔ）以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石（shí）膏法煙氣脫（tuō）硫的產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體無直接危害,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也用作工業材料（liào）,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運（yùn）出廠外,填溝築路（lù）,覆土造（zào）田;或租地（dì）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（xiǎn）化（huà）學品（pǐn）,無燃燒、爆炸、有毒等風險（xiǎn）,使用安全、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的（de）安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰石-石膏法不涉（shè）及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生（shēng）一般以上事（shì）故的可能性小,無特種工種,無危險工序（xù）,風險係數低,安全優勢大,尤其是非化工從業人員對“氨（ān）”的人事不足,認為其安全風險大（dà）,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉（liàn）行業基本上不（bú）采用氨法而采用石灰石（shí）-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環（huán）保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需采（cǎi）取簡易（yì）的通風、防塵（chén）措施（shī）,對環境（jìng）汙染和健康危害（hài）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（jiàn）康和傷害（hài）動植物。氨水泄漏應及（jí）時用酸中和處理（lǐ）。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣（zhā）,其回收利用已成（chéng）為世界性（xìng）難題,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（néng）;而（ér）硫酸（suān）銨是化學肥料,廣泛應用於農業生產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫酸銨（ǎn）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（huī）石-石膏法脫硫工藝（yì）具備以下優勢:一（yī）是大氣汙染（rǎn）小,無（wú）CO2排放,SO2排（pái）放濃度低,尾氣總排量少;二是（shì）無廢水排放,無需（xū）處（chù）理;三是灰泥（ní）廢渣排量很少,僅占脫硫石膏總（zǒng）排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣（qì）脫硫的綜合（hé）優勢很大,主要（yào）是變廢為寶、低碳環保,可再生（shēng）利用硫資源,符合循環經濟發展戰略,這是石灰石-石膏法煙（yān）氣脫硫技術所無法比擬的。尤其是（shì）氮（dàn）肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既（jì）解決了廢水處理（lǐ）問題,回（huí）收但資源,且無運輸（shū）、裝卸、儲存和使用液氨（ān）的安（ān）全風險。這（zhè）也是氮肥、焦化和煤化工等行業采用氨法煙氣脫硫技術（shù）為主的根本（běn）原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺（quē）,60%需要（yào）進口,對（duì）外依存度高。與此同時,我國SO2排放量卻高居世（shì）界（jiè）首位（wèi）,提高SO2利用率可大（dà）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（shāo）,占（zhàn）SO2總排（pái）量的94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所（suǒ）指的SO2排放（fàng）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（shì）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。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經（jīng）濟發展,而且具有脫硫（liú）脫硝一體（tǐ）化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通（tōng）過行政、立法等手段推廣和普及氨法石灰石-石膏（gāo）法煙氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和（hé）冶煉行業實施（shī）煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。