沂源氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技（jì）術比較分析

沂源       隨（suí）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速發（fā）展,脫硫（liú）技術（shù）越來越多,脫硫效率也（yě）越來越高。目前,我國煙氣脫硫技（jì）術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其（qí）中濕法脫硫工（gōng）藝應用最廣,濕法脫硫包（bāo）括（kuò）氨法(即氨-硫（liú）酸銨法)、石灰石（shí）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（yǐ）上的煙氣脫硫工程采用（yòng）的（de）是石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主（zhǔ）要（yào）應用在火電（diàn）、鋼鐵和有色冶煉行業,而（ér）氮肥、焦化和煤化工行業（yè）多以氨法為主。

沂源

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫（liú）技術（shù）特點
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）脫硫技術已有幾十年的（de）運行經驗,是目前世界技（jì）術上（shàng）成熟、實用業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石（shí）-石膏法脫（tuō）硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿液,不斷補充道（dào）吸（xī）收塔內。煙（yān）氣在吸收塔內向上流動北鄉下（xià）流動的循環漿液以逆流方式洗（xǐ）滌,循環（huán）漿液則通過循環泵向上輸送到噴漿層內設置的噴（pēn）嘴（zuǐ）噴射到吸收塔中,氣體和液（yè）體得以充分接（jiē）觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時（shí）生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空氣發生化學反應,最終生成石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在水（shuǐ）力激流（liú）器中脫水支含固量餘額40%,然後經帶式真空過（guò）濾機過濾（lǜ）,得到含水量（liàng）小於10%的（de）石膏。脫硫後的經驗起經兩（liǎng）級除霧器去除水分,通過煙（yān）道進入（rù）煙囪排向大氣。
 
　　石灰石（shí）-石膏法脫硫工藝係統主要包（bāo）括:煙（yān）氣係（xì）統、吸收氧化係統、漿液（yè）製備係統、石膏脫水係（xì）統、排放（fàng）係統等,脫硫效率高（gāo）達95%,吸收器利用率（lǜ）90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫效率和較好（hǎo）的係統穩（wěn）定（dìng）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（tǎ）中,與循環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經二（èr）級除霧器去除霧滴,由煙囪排向（xiàng）大氣。亞硫酸銨（ǎn）在塔底被氧化（huà）成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出泵從脫硫塔打入（rù）母液箱,在進入設置有抽真空係統的政法結晶器,料液在70℃左右達到沸（fèi）點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽用（yòng）量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的硫酸銨料漿,經離（lí）心機進一步分離後進入幹燥劑糟溜（liū）,得到含水率（lǜ）3%的硫（liú）酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主（zhǔ）要包括:煙氣係統、吸（xī）收氧化係統、脫水係（xì）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%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰（huī）石—石膏法占地麵積相對較大,幾乎是（shì）氨法（fǎ）的兩倍;(2)脫硫塔阻力（lì）大,幾乎是氨法的兩（liǎng）倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫（liú）效率高（gāo）,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫（liú）技術存在問（wèn）題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等（děng）難以（yǐ）除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較高（gāo）;設備國產化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分（fèn）析
 
　　石灰石—石（shí）膏法所用脫硫劑石灰石價格低廉（lián）,二氨法脫硫技術吸收劑氨的（de）費用較高,占運行成本的比重較大。隨著工藝和設備國產化程度的不斷提高,石灰石（shí）—石膏法造價已（yǐ）大幅降低,其運行（háng）費用主（zhǔ）要集中在點（diǎn）好上,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產（chǎn）品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部分脫硫成本,時期發電成本低於石灰石—石膏法,可以（yǐ）預測當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫硫項（xiàng）目有可能實現盈利（lì）。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石法煙氣（qì）脫（tuō）硫所使用的脫硫劑為石灰（huī）石,石灰（huī）石物化性質穩定,直接接觸對人體無危（wēi）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（shǔ）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,有強烈的刺激氣（qì）味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺激（jī）和腐蝕作用,高（gāo）濃度的氨可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸（xī）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（shāng）。氨通常儲存在密（mì）閉容器和管道內,即使在使用（yòng）過（guò）程中,也必須處於（yú）完好密閉狀（zhuàng）態,應采取有效的安全措施予（yǔ）以防範。
 
　　3.3.2 產品的（de）安全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的（de）產（chǎn）品是脫（tuō）硫石膏,脫硫石膏對（duì）人體無直接（jiē）危害,也（yě）不存在火（huǒ）災、爆炸（zhà）和中毒危（wēi）險,多用於建築行業,也用作工（gōng）業材料,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均（jun1）運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放（fàng）,堆積如山,存在潰壩（bà）、塌方的危險（xiǎn）,應予以防範（fàn）。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於（yú）農業生產,不（bú）屬於危險化學品,無（wú）燃燒、爆炸、有毒等風險,使用安全（quán）、可靠、無不良影響（xiǎng）。
 
　　3.3.3 工藝的安（ān）全性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰（huī）石-石膏法不涉及易燃、易爆、有（yǒu）毒等危險（xiǎn）作（zuò）業,發生一般以上事故（gù）的（de）可（kě）能性小,無（wú）特種工種,無危險工序,風險係數低,安全優勢大（dà）,尤（yóu）其是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為（wéi）其安全風險大,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉（liàn）行業基本上不（bú）采用（yòng）氨法而采用石灰石-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分（fèn）析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需采取簡易（yì）的通風、防塵措施,對環境汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作（zuò）業環境和大氣環境的風險,可能危（wēi）害人體健康和傷害動植物（wù）。氨（ān）水（shuǐ）泄漏（lòu）應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫（tuō）硫石膏是（shì）工業廢（fèi）渣,其回收利用已成為世界性難題,大多數情況下隻（zhī）能作為工業垃圾予以廢（fèi）棄和存放,且隨時（shí）存在汙染環境的可（kě）能;而硫酸銨是（shì）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（yōu）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-石膏法脫硫工藝（yì）具備以下優勢:一是大氣汙染小,無CO2排放（fàng）,SO2排放（fàng）濃度低,尾氣總排量少;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（de）1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣（qì）脫硫的綜合（hé）優勢很大,主要是變廢為（wéi）寶、低碳（tàn）環（huán）保（bǎo）,可再生利用硫資源,符合（hé）循環經濟發展戰略（luè）,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無（wú）法比擬的。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（shū）、裝卸、儲存和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）氣脫硫技術為主（zhǔ）的根本（běn）原因（yīn）。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放量（liàng）卻高居世界（jiè）首位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來（lái）源於煤炭燃燒（shāo）,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所（suǒ）指的SO2排放量不包含已轉化成難以回用的脫硫石膏等（děng）含硫廢渣。同時,我（wǒ）國優勢（shì）世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場（chǎng）潛力（lì）。氨法脫硫適合（hé）我國國情、負（fù）荷循環經（jīng）濟發展,而且具（jù）有脫硫脫硝一體化的特點,其應用（yòng）前景（jǐng）將越來越廣闊。因此（cǐ）,建議通過行政、立法等手（shǒu）段推廣和普及氨法（fǎ）石灰石-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的氨法脫硫改造。

沂源（yuán）