新鄉氨法與石（shí）灰（huī）石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我國對大氣汙（wū）染和環境保護的日益重視,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術越來越多,脫硫效率（lǜ）也越來越高。目前,我國煙氣脫（tuō）硫技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕（shī）法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法（fǎ）(石灰（huī）石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿（jiǎn）法（fǎ）)和金屬氧化（huà）物吸收法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰（huī）石-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法（fǎ）主要應用在火電、鋼（gāng）鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和（hé）煤化（huà）工行業多以氨（ān）法為（wéi）主。

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技術特點（diǎn）
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年的運（yùn）行經驗（yàn）,是（shì）目前世界技術上成熟（shú）、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（tuō）硫是把（bǎ）石灰石磨成粉（fěn）後與水混合,職稱石灰石漿液,不斷補充（chōng）道吸收塔內（nèi）。煙氣在吸收塔內（nèi）向（xiàng）上流動北鄉下流動的循環漿液（yè）以逆流方式洗滌,循環漿液則通（tōng）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,氣體和液體得以充分接觸（chù）,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化（huà）空氣發生化學反應（yīng）,最終生成（chéng）石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在水力激流器中脫水支含（hán）固量餘額40%,然後經帶式真空（kōng）過濾機過（guò）濾,得到含水量小（xiǎo）於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級除霧器去除水分,通（tōng）過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　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（xì）統、漿液製備係統、石膏脫水係統、排（pái）放係統等,脫硫效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫（tuō）硫塔阻力約（yuē）2000kPa,脫硫副產品為（wéi）石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫效（xiào）率和較好的（de）係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原（yuán）煙氣引入脫硫塔中,與循（xún）環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後的（de）淨煙氣經二級除霧器去除（chú）霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸（suān）銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出（chū）泵（bèng）從脫硫塔打入母液箱,在進（jìn）入設置（zhì）有抽真空係統的政法結晶器,料（liào）液在70℃左右達到沸點（diǎn）,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%的硫酸銨料漿,經離心機進一步（bù）分離後進入幹燥劑糟溜,得（dé）到含水率3%的硫酸（suān）銨產（chǎn）品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係（xì）統、吸收氧（yǎng）化係統、脫水（shuǐ）係統等,脫硫效率高達99%,並可（kě）同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻（zǔ）力僅約（yuē）1kPa,脫硫副產品為硫酸（suān）銨。
 
　　3、 綜合分析（xī）
 
　　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（de）兩倍;(2)脫硫塔阻力（lì）大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大（dà）,耗電量較（jiào）高;(4)氨法脫硫效率高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛出煙氣（qì）中的按生成亞硫酸銨、硫酸（suān）銨和氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放（fàng）;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材（cái）質要求較高;設（shè）備國產化程度較石灰石—石（shí）膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石（shí）灰石價格低廉,二氨法脫硫技術吸收劑（jì）氨的費用較高,占運行（háng）成本的比重較大。隨著工藝和設備（bèi）國產化（huà）程度的（de）不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降低,其運行費用主要集中在點好（hǎo）上,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法（fǎ）工藝技改（gǎi）的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元（yuán）/噸,銷售收入可以抵消大部分（fèn）脫硫成本,時期發電（diàn）成本低於石灰石—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（yíng）利。
 
　　3.3 安（ān）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用的脫硫（liú）劑為石灰石,石灰石物化性（xìng）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（fū）,應佩戴防塵口罩（zhào）予以防護。石灰石不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的（de）刺激氣味,易燃（rán）、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,高濃度的氨可（kě）引起化（huà）學性咽喉炎（yán）、肺炎（yán）等,吸入後可引起反射性呼吸停止、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存（cún）在密閉容器和管道內,即使在使用過程中（zhōng）,也必須處於完（wán）好密閉狀態,應采（cǎi）取有效的安全措施予（yǔ）以防範。
 
　　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（shí）膏對人體無直接危害,也不（bú）存在火災、爆炸和中毒（dú）危險,多用（yòng）於建築行業,也（yě）用作工業材料,但總（zǒng）體消（xiāo）耗（hào）量有限。火電、鋼（gāng）鐵和冶煉企業均運出（chū）廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放（fàng）,堆積如山,存在潰（kuì）壩、塌方的危險,應予以（yǐ）防範。硫酸銨（ǎn）為工業產品,廣泛（fàn）應用於農業生產,不屬於（yú）危險化（huà）學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使（shǐ）用安全、可靠、無不良影響。
 
　　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（de）可能性小,無特種工種（zhǒng）,無危險工序,風險係（xì）數低（dī）,安全優勢大,尤（yóu）其是非化工從業（yè）人員對“氨”的人事不足,認為其安全風險大,事（shì）故幾率高（gāo）。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業（yè）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（shí）灰石屬於天然原材料（liào）,隻需采取簡（jiǎn）易的（de）通風、防塵措施（shī）,對環境汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作（zuò）業環境和大（dà）氣環境的風險（xiǎn）,可（kě）能危害人（rén）體（tǐ）健康和傷（shāng）害動植物。氨水泄漏（lòu）應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢（fèi）渣,其（qí）回（huí）收利用已成為世界性難題,大多（duō）數情（qíng）況下隻能作為工業垃圾予以廢棄和存放,且（qiě）隨時存（cún）在汙染環境的可能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業（yè）生產（chǎn）,使硫資源（yuán）得到再生利用。顯然（rán）,硫酸銨的環保（bǎo）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石-石膏法脫硫工（gōng）藝具（jù）備以下優勢:一是大氣汙染小,無（wú）CO2排放,SO2排放濃度低（dī）,尾氣（qì）總排量少;二是無廢水排放,無需處理;三是灰泥廢渣排量很少,僅占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析（xī）結論
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優（yōu）勢很大,主要是變廢為寶、低（dī）碳環保,可再生利用硫（liú）資源,符合（hé）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的。尤其是氮肥和煤化（huà）工（gōng）企業副產（chǎn）5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既解決（jué）了廢水處理問題,回收但資源,且無運（yùn）輸、裝卸、儲存和（hé）使用液氨的安全風險（xiǎn）。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
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存度（dù）高。與此同時,我國（guó）SO2排放量卻高居世界首位,提高SO2利用率可大幅減少硫（liú）資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來（lái）源於（yú）煤炭燃燒,占SO2總（zǒng）排量的94%,而（ér）火電（diàn）廠SO2排放量又占總排量（liàng）的60%。這裏所（suǒ）指的SO2排放量不包含已轉（zhuǎn）化成難以回用的脫硫石膏等（děng）含硫廢渣。同時（shí）,我國優勢（shì）世界氮（dàn）肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場潛力。氨法（fǎ）脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發展（zhǎn）,而且具有脫硫脫硝（xiāo）一體（tǐ）化的特點,其應用前（qián）景將越來越廣闊。因此,建（jiàn）議通過行政、立法等手段推廣和普及氨法石灰石-石膏法（fǎ）煙（yān）氣（qì）脫硫技術;鼓勵（lì）火（huǒ）電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫（tuō）硫項（xiàng）目的氨法脫硫（liú）改（gǎi）造。