孝感氨法與（yǔ）石灰石—石膏（gāo）法煙氣脫硫技術比較分析

孝感       隨著我國對大氣（qì）汙染和環（huán）境保護的日益重視,煙氣脫硫技（jì）術得到了快速發展,脫硫技術越來越（yuè）多,脫硫效（xiào）率也越來越高（gāo）。目前,我國煙氣（qì）脫硫技術（shù）主要有幹法、半（bàn）幹法和濕法三種。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（suān）銨法（fǎ）)、石灰石（shí）法(石（shí）灰石-石膏（gāo）法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧（yǎng）化物吸收法等,我國90%以上（shàng）的煙氣脫硫（liú）工（gōng）程采用的是石灰石-石膏濕（shī）法脫硫（liú）工藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法為主。

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　　1、 石灰（huī）石-石膏法脫硫技術（shù）特點（diǎn）
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已有（yǒu）幾十年的運行經驗,是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（liú）是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿（jiāng）液,不斷補（bǔ）充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向（xiàng）上流動北鄉下流動的循環漿液以逆流方式洗滌（dí）,循環漿（jiāng）液則通過循環泵向上輸送到噴漿層內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣（qì）體和液（yè）體得以充分接觸,一邊脫除（chú）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（zuì）終生成石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在水力激流器（qì）中（zhōng）脫水（shuǐ）支含固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過（guò）濾,得到（dào）含水量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級除（chú）霧器去除水分,通過煙道進入（rù）煙囪排向（xiàng）大氣。
 
　　石灰石（shí）-石膏法脫（tuō）硫工藝（yì）係統主要包括:煙氣係統、吸收氧化係（xì）統、漿（jiāng）液（yè）製備係統、石膏脫水係統、排放係統等,脫硫效率高達95%,吸（xī）收器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副（fù）產（chǎn）品為石膏。在不（bú）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（fǎ）脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝（yì）是（shì）將原（yuán）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（liú）酸銨;脫硫後的淨（jìng）煙氣經二級除霧器去除霧滴,由（yóu）煙囪排向大氣。亞硫酸（suān）銨（ǎn）在塔底被氧化（huà）成硫胺（àn）,35%的（de）硫胺（àn）溶液由料液取出泵從脫硫塔打（dǎ）入母液箱,在進入設置有抽真空係統的（de）政法結晶器,料液在（zài）70℃左右達到沸點,比正（zhèng）常蒸發下降了40℃,大大（dà）降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的硫酸銨料漿（jiāng）,經離心（xīn）機進一步分離後進入幹燥（zào）劑糟溜（liū）,得（dé）到含水率3%的（de）硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫（liú）工藝主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統（tǒng）、脫水係（xì）統等,脫硫效率高達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸（xī）收（shōu）劑利用率（lǜ）100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為（wéi）硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法（fǎ）占地麵積相對較大,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（huī）石—石（shí）膏法（fǎ）漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨法（fǎ）脫硫效率高（gāo）,且可（kě）脫除部分NOX;(5)氨法脫（tuō）硫技術存在問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以除去（qù）的氣溶膠,造成氨損失（shī）和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較（jiào）高（gāo）;設備國（guó）產化程度較石（shí）灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分（fèn）析
 
　　石（shí）灰石—石膏法所用脫硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫硫技術吸（xī）收劑氨的費用較高,占運行成本的比重較大。隨著工藝和設備（bèi）國產化（huà）程度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已（yǐ）大幅降低,其運行費用主要集中在點好上,因此進一步降低電耗（hào）是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收（shōu）入可以（yǐ）抵消大部（bù）分脫硫成本,時期發電（diàn）成本低於石灰石—石膏法,可（kě）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（quán）性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑（jì）的安全性（xìng）
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石灰石物化性質穩定,直接接（jiē）觸對人體無危害。加工時有揚塵,會刺激眼（yǎn）睛（jīng）、呼吸係統和（hé）皮膚,應佩戴防塵口罩（zhào）予以防護（hù）。石灰石不屬於（yú）易燃、易（yì）爆、易（yì）中（zhōng）毒物品,便於運輸、加工（gōng）和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危（wēi）險化學品,有強（qiáng）烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐（fǔ）蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺激和腐（fǔ）蝕作用,高濃度的氨可引起化學性咽喉炎、肺炎（yán）等,吸入（rù）後可引起反射性呼吸停止、心髒停搏、直接（jiē）接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管道內（nèi）,即使在使用過程中,也必須處於完好密閉狀態,應采取有效的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的產（chǎn）品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體（tǐ）無直接危害（hài）,也不存在火災、爆炸和中毒危（wēi）險,多用於建築行（háng）業,也用作（zuò）工業材料,但總體消耗（hào）量有限（xiàn）。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填溝（gōu）築路,覆土造田;或租地存放,堆積如山,存（cún）在潰（kuì）壩、塌方的危險,應予以防（fáng）範。硫酸銨為工（gōng）業產品,廣泛應用於農業（yè）生產,不屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒等（děng）風險（xiǎn）,使用（yòng）安全、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工（gōng）藝的安全性
 
　　與氨（ān）法煙（yān）氣脫硫工藝相（xiàng）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（shàng）事故（gù）的（de）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（yè）人員對“氨”的人事不足,認（rèn）為其（qí）安全風險大,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業（yè）基本上不采用氨法而（ér）采用（yòng）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（shǔ）於天然原材料,隻需采取簡易（yì）的通風、防塵措施,對（duì）環（huán）境汙染和健康危害（hài）小。氨泄（xiè）漏存在汙染作業環境和大氣環境的風險,可能危害人體健（jiàn）康和傷害動植物。氨（ān）水（shuǐ）泄漏（lòu）應及時用酸中（zhōng）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（wéi）世界（jiè）性難（nán）題,大多數情況下隻能作為（wéi）工業垃（lā）圾予以廢棄和存（cún）放,且隨時存在（zài）汙染環境的可能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業生產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫酸（suān）銨的環保優勢大（dà）大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝（yì）的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工（gōng）藝較石灰石-石膏法脫硫工藝具備以下優（yōu）勢（shì）:一是大氣汙染小,無CO2排放（fàng）,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二是無（wú）廢水排放,無需處理;三是灰泥（ní）廢渣排量很少,僅占脫硫石膏（gāo）總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結（jié）論
 
　　氨（ān）法（fǎ）煙氣脫硫的綜合優勢（shì）很大（dà）,主要（yào）是變廢為寶、低碳（tàn）環保,可再生利用硫資源,符合循環經濟發展戰略,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無法比擬（nǐ）的。尤其是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既解（jiě）決了廢水處理問題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲存和（hé）使用液氨的安全風險。這也是氮肥、焦化和煤化工等行業采用氨法煙（yān）氣脫（tuō）硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需（xū）要進口,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放量卻高居世界首（shǒu）位,提高SO2利用率（lǜ）可（kě）大幅減少硫資源的進（jìn）口量。通常（cháng）,大氣中SO2主要（yào）來源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火（huǒ）電廠SO2排放量又占總排量的60%。這（zhè）裏所指的SO2排放量不包（bāo）含已轉化（huà）成難以回用的脫硫（liú）石膏等含硫廢渣。同時,我國優（yōu）勢世界氮（dàn）肥大國,土壤嚴重（chóng）缺硫,硫銨具有較大的市場潛力。氨（ān）法脫硫適合我國國（guó）情、負荷循環經濟（jì）發展,而且具有脫硫（liú）脫硝一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立法等手段推廣和普（pǔ）及氨法石灰石-石（shí）膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼（gāng）鐵和（hé）冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫（liú）改造。