湘潭氨法與石灰石（shí）—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我（wǒ）國對（duì）大（dà）氣汙（wū）染和環（huán）境保護的日益重視,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術（shù）越來越多,脫硫效（xiào）率也越來越高。目前,我國煙氣脫硫（liú）技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其（qí）中濕法脫硫工藝應（yīng）用最廣,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石（shí）法（fǎ）(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿（jiǎn）與雙堿法)和金屬氧化物吸收（shōu）法等,我國90%以上的煙氣脫硫工（gōng）程采用的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石（shí）灰石（shí）法主要應用在火電（diàn）、鋼鐵和有色冶煉行（háng）業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法為主。

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　　1、 石（shí）灰石-石膏法脫（tuō）硫技術特點
 
　　石（shí）灰石-石（shí）膏法脫硫技術（shù）已有幾十年的運行（háng）經（jīng）驗,是（shì）目前世界技術上成熟、實用業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石磨（mó）成粉（fěn）後與水混合,職稱（chēng）石灰石漿液,不斷補充（chōng）道吸收塔（tǎ）內（nèi）。煙氣在吸收塔內向上流動北鄉下流動的循環漿液（yè）以逆流方（fāng）式洗滌,循環漿液則通（tōng）過循環泵向上輸送到（dào）噴漿層（céng）內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和液體得以（yǐ）充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收（shōu）塔底部與鼓入的氧化空氣發生（shēng）化學反應,最終生成石膏。吸收（shōu）塔（tǎ）底部的（de）石膏漿液先在水力激（jī）流器（qì）中脫水支含固（gù）量餘額40%,然後經帶（dài）式真空過濾機過（guò）濾,得到（dào）含水量小於10%的石膏。脫硫後（hòu）的經驗起經兩（liǎng）級除霧器去除水分,通過煙（yān）道進入煙（yān）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、吸收氧化係統、漿液製備係統、石（shí）膏脫水係統、排放係（xì）統等,脫硫效率（lǜ）高達95%,吸收（shōu）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）。在不同的煙（yān）氣負荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫效（xiào）率和（hé）較好的係統（tǒng）穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　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（chéng）亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經二級除霧器去除霧滴,由（yóu）煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料（liào）液取出泵從脫硫（liú）塔打入母（mǔ）液箱,在進入設置有（yǒu）抽真空係統的政法結晶器,料（liào）液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低（dī）了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的（de）硫酸銨（ǎn）料漿,經離心機進一步分（fèn）離後進入幹（gàn）燥劑糟溜,得（dé）到含水率3%的硫酸銨產品（pǐn）。
 
　　氨法脫硫（liú）工藝主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水係統等,脫硫效率高達（dá）99%,並可同時（shí）脫（tuō）除（chú）20%左（zuǒ）右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為硫（liú）酸銨。
 
　　3、 綜合分（fèn）析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相對較大,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫（liú）塔阻力大,幾（jǐ）乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大,耗電量較（jiào）高（gāo）;(4)氨法脫硫效率高,且可脫（tuō）除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛（ài）出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等（děng）難以除去的氣溶（róng）膠,造成氨（ān）損失和煙霧排放;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—石膏法較低（dī）。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石（shí）灰石（shí）價格低廉（lián）,二氨法脫硫技術吸收（shōu）劑氨的費用較高,占（zhàn）運行成本的（de）比重較大。隨（suí）著工藝和設備（bèi）國產化程度的不斷（duàn）提高,石（shí）灰石—石（shí）膏（gāo）法造價已大幅（fú）降低,其運行費用主要集中在（zài）點好上,因此進一（yī）步降低電耗是石灰石—石膏法（fǎ）工藝技改的關鍵。氨法脫硫（liú）技術的副產品硫（liú）酸銨售價在800～1000元/噸（dūn）,銷售收入可以抵（dǐ）消大部分脫硫成本,時期發（fā）電成本低於石灰石—石膏法,可以預測當煙（yān）氣中SO2含量更高時（shí）,氨法脫硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析（xī）
 
　　3.3.1 脫（tuō）硫（liú）劑的安全性（xìng）
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的（de）脫硫劑為石灰石,石灰石物化性質穩定,直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,應佩戴防塵口罩予以防護。石灰石不屬於易燃、易爆、易（yì）中（zhōng）毒物品,便於運輸、加工和貯（zhù）存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有（yǒu）腐蝕,極易溶於水,對皮（pí）膚粘（zhān）膜有刺激（jī）和腐（fǔ）蝕作用,高濃度的氨可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後（hòu）可引起反射（shè）性呼吸停止、心髒停搏、直接（jiē）接（jiē）觸時可致皮（pí）膚凍（dòng）傷。氨通常儲存（cún）在密閉容（róng）器和（hé）管道內,即（jí）使在使用過程中,也必（bì）須處於完好密閉狀態,應采取有效的安全措施予以防範（fàn）。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體無直接（jiē）危害,也不存在火災（zāi）、爆炸和中毒危險,多用（yòng）於建築行業,也用（yòng）作工業材料,但總體消（xiāo）耗量（liàng）有限。火電、鋼鐵和冶煉企（qǐ）業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆（duī）積如山,存在潰壩、塌（tā）方的（de）危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品（pǐn）,廣泛應用（yòng）於（yú）農業生產,不屬於危險化學品,無燃燒（shāo）、爆炸、有毒等風險,使（shǐ）用安全、可靠（kào）、無不良影響。
 
　　3.3.3 工（gōng）藝的（de）安全性（xìng）
 
　　與氨（ān）法煙氣（qì）脫硫工藝相比,石灰石（shí）-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危（wēi）險作（zuò）業,發生（shēng）一（yī）般以上事故的（de）可能性（xìng）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對“氨”的人事不足（zú）,認為其安全風險大,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用氨法而采用石灰（huī）石-石膏法脫硫技術（shù）。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石屬於天然（rán）原材料,隻需采（cǎi）取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染和健（jiàn）康危害小。氨泄漏存在汙染作業環境和大（dà）氣環（huán）境（jìng）的風險,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏應及時（shí）用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環（huán）保（bǎo）性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利（lì）用已成為世界（jiè）性難題,大多數情況下隻能作為工業垃圾予以廢（fèi）棄（qì）和存放,且隨（suí）時存在汙（wū）染環境的可能;而硫酸銨是化學肥料（liào）,廣泛應用於農業（yè）生產,使（shǐ）硫資源得到再生利用。顯然,硫酸銨的環保優勢大大（dà）高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫（tuō）硫工藝較（jiào）石灰石-石（shí）膏法脫（tuō）硫工藝具備以下優（yōu）勢:一是大氣汙染（rǎn）小（xiǎo）,無CO2排（pái）放（fàng）,SO2排放（fàng）濃（nóng）度低,尾氣總排量少;二是無廢水排放,無需處理;三是灰泥（ní）廢渣排量很少,僅（jǐn）占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優勢很大,主要是變廢為寶、低碳環保（bǎo）,可再生利用硫資源,符合循環（huán）經濟發展戰略（luè）,這是石灰石（shí）-石膏法煙氣脫硫技術所無法比擬的。尤其（qí）是氮肥和煤化工企（qǐ）業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既解決了廢水處理問（wèn）題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲（chǔ）存（cún）和使用液氨的安全（quán）風險。這也是氮肥、焦化和煤化工等行業采用氨法煙氣脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我（wǒ）國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存（cún）度高。與此同時,我國（guó）SO2排（pái）放量卻高（gāo）居世界首位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的進口量（liàng）。通常,大氣中SO2主要來源（yuán）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（zhǐ）的（de）SO2排放量不包含已轉化成難以回用的脫（tuō）硫石膏等含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥（féi）大（dà）國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的（de）市（shì）場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫脫（tuō）硝一（yī）體化的特點,其應用（yòng）前（qián）景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立法等手段推廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行（háng）業實施煙氣（qì）脫硫項目的氨法脫硫改造。

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