蕪湖氨法與石灰石—石膏（gāo）法煙氣（qì）脫硫技術比較分析

蕪（wú）湖       隨著我國對大氣汙染（rǎn）和環境保護的日（rì）益重（chóng）視,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術越來（lái）越多,脫硫效率也越（yuè）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（zhǒng）。其中濕法脫硫工（gōng）藝應用最廣（guǎng）,濕法脫硫（liú）包括（kuò）氨法（fǎ）(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法（fǎ）)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化物吸收法等,我國（guó）90%以上的煙氣（qì）脫硫（liú）工程采用的是石灰石-石膏濕法脫硫工（gōng）藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶（yě）煉行業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法為主。

 
　　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,是目前世界技術上成熟、實（shí）用業績最多（duō）、運行狀（zhuàng）況較（jiào）穩定（dìng）的脫硫工（gōng）藝。
 
　　石灰石-石（shí）膏法脫硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰（huī）石漿液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向上流動北鄉（xiāng）下流動的循環（huán）漿液以逆流方式洗滌,循環漿液則（zé）通過循環泵向上輸送到（dào）噴漿層內設（shè）置的噴嘴噴射到（dào）吸（xī）收塔中（zhōng）,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（tǎ）底部與鼓入的氧化空氣發（fā）生化學反應,最（zuì）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支含固量餘（yú）額40%,然後經帶式（shì）真空過濾機過濾,得到含水量小於10%的石膏。脫硫（liú）後的經驗起經兩級除霧器（qì）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）要包括:煙氣係（xì）統、吸收氧化係（xì）統、漿液製備係統、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90%,鈣（gài）硫比（bǐ）低（dī）,脫硫塔（tǎ）阻力約2000kPa,脫（tuō）硫副產品為石膏（gāo）。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,與循環吸收溶液逆流接（jiē）觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被（bèi）氧化成（chéng）硫胺,35%的硫胺溶液由料液取（qǔ）出泵從脫硫（liú）塔打入母（mǔ）液箱,在進入設置有抽真空係統的政法結晶器（qì）,料液在70℃左右（yòu）達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大（dà）降低了（le）蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含固（gù）量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一（yī）步分離後進入幹燥（zào）劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品（pǐn）。
 
　　氨法脫硫工（gōng）藝主要包括（kuò）:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水係統等,脫硫效率高達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力（lì）僅約1kPa,脫（tuō）硫副產品為硫酸（suān）銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石（shí）灰石—石膏法占地（dì）麵積相對較（jiào）大,幾乎是氨法的（de）兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨（ān）法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液（yè）循（xún）環量大,耗電（diàn）量較高;(4)氨法脫硫效率高,且可（kě）脫除部（bù）分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛出煙氣中（zhōng）的按生成亞硫酸（suān）銨、硫酸銨和氯化銨等難（nán）以除去的氣溶膠,造（zào）成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要（yào）求較高;設備國產化程度較石灰（huī）石（shí）—石膏法較（jiào）低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石（shí）膏法所用（yòng）脫硫劑石灰石價格低（dī）廉,二氨法脫硫（liú）技術吸收劑氨的費用較高,占運行成本的比重較大。隨（suí）著（zhe）工藝（yì）和設備國產化程度的不斷提（tí）高,石灰石—石（shí）膏法造價（jià）已大幅降低,其運行費用主要集中在點好上,因此進（jìn）一步降低電耗是石灰石—石膏法工（gōng）藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸（suān）銨售價在800～1000元/噸,銷（xiāo）售收（shōu）入可（kě）以抵消大部分（fèn）脫硫成本,時期發電成（chéng）本（běn）低於石灰石—石膏法,可以預測當煙氣中（zhōng）SO2含量更高時,氨法脫（tuō）硫項目有可能實現盈利（lì）。
 
　　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（de）脫硫劑為石灰石,石灰石物化性質穩定,直（zhí）接接觸對人（rén）體無危害。加（jiā）工時有揚塵（chén）,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應（yīng）佩戴防塵口罩予以防護。石灰（huī）石不屬於易燃、易爆、易（yì）中毒物品（pǐn）,便於運輸、加工和貯（zhù）存,使用安全可靠。
 
　　氨（ān）屬於（yú）危險化學品,有強烈（liè）的（de）刺激氣味,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作用,高（gāo）濃度的氨可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反射性呼吸停（tíng）止（zhǐ）、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨（ān）通常儲（chǔ）存在密閉容（róng）器（qì）和管道內,即使在使用過程中,也（yě）必須處（chù）於完好密閉狀態（tài）,應采（cǎi）取有效的安全措（cuò）施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性（xìng）
 
　　石灰石-石膏法煙（yān）氣脫硫的產品是脫硫石膏（gāo）,脫硫石（shí）膏對人體無直接危害,也不存在火災、爆炸和中（zhōng）毒危險,多用於建築行業,也用作工業（yè）材料,但總體消耗量有限。火電（diàn）、鋼鐵和（hé）冶煉企業均運出廠外,填溝築路,覆（fù）土造田;或租地存放,堆積（jī）如山,存在（zài）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,不屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒（dú）等風險,使用安全、可靠（kào）、無不良（liáng）影響。
 
　　3.3.3 工藝的（de）安全性
 
　　與氨法煙氣（qì）脫（tuō）硫工藝相比,石灰（huī）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,無特種工種,無危險工序,風險係數低,安全優勢大,尤其是非化工從業人員（yuán）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、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用氨法而采用石灰石-石膏法脫（tuō）硫技術（shù）。
 
　　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（liào）,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（lòu）存在汙染作業環境和大氣環境的風（fēng）險,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄（xiè）漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的（de）環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成為世界性難題,大多數情況下隻能作為（wéi）工業垃圾予以廢棄和存（cún）放,且隨時存在（zài）汙染環境的可能;而（ér）硫酸銨是（shì）化學肥料,廣泛應用於農業生產,使硫（liú）資源得到再生利用。顯然,硫酸銨的環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的（de）環（huán）保性
 
　　氨法（fǎ）煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法脫（tuō）硫工藝具備以下優勢:一是大氣（qì）汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣總排（pái）量少;二（èr）是無廢水排（pái）放,無需處理;三是（shì）灰泥廢渣（zhā）排（pái）量很少,僅占脫硫（liú）石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論（lùn）
 
　　氨法煙氣（qì）脫硫的綜合（hé）優勢很（hěn）大,主（zhǔ）要是變廢為（wéi）寶、低碳環保（bǎo）,可再生利用硫（liú）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（wú）法比擬（nǐ）的。尤其是氮（dàn）肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既解決（jué）了廢水處理問題,回收（shōu）但資源,且無（wú）運輸（shū）、裝卸、儲存和使用液氨的（de）安（ān）全風險。這也是氮肥、焦化和煤化（huà）工等行（háng）業采用氨法煙氣脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對（duì）外（wài）依存度高（gāo）。與此同（tóng）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（de）進口量。通常,大氣（qì）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（liàng）又占總排（pái）量的60%。這裏所指的（de）SO2排放量不包含已轉化成難以回用的脫硫石膏等含硫（liú）廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具（jù）有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我（wǒ）國國情、負荷循（xún）環經濟發展,而且具（jù）有脫（tuō）硫脫硝一（yī）體化的特點（diǎn）,其應用前景將越來越廣闊（kuò）。因此,建議通（tōng）過行政、立法等手段推廣和普及氨法石灰（huī）石（shí）-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目（mù）的氨法脫硫改造。