永春氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

永（yǒng）春       隨著我國對大氣汙（wū）染和環境保（bǎo）護的日（rì）益重視,煙氣脫（tuō）硫技術得到（dào）了快速發展,脫（tuō）硫技術越來越多,脫硫效（xiào）率也越來越高。目（mù）前,我國煙氣脫硫技術主要有幹法（fǎ）、半幹法和濕法（fǎ）三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰（huī）石-石膏法)、堿法(鈉（nà）堿與雙堿法)和金屬氧化物吸收法等,我國90%以上的煙（yān）氣脫硫工程采用的是石灰石-石膏（gāo）濕法脫硫工藝。石灰石法（fǎ）主要應用在火電、鋼鐵和（hé）有色（sè）冶煉行業,而氮肥、焦化和（hé）煤（méi）化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技（jì）術特點
 
　　石（shí）灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年的運（yùn）行經驗,是目（mù）前世界技術（shù）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（shí）灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿液,不斷補充道吸收（shōu）塔內。煙氣在（zài）吸收塔內向上流動北鄉下（xià）流動的循（xún）環（huán）漿液以逆流方式洗滌,循（xún）環漿液則通過循環泵向上（shàng）輸送到噴漿層（céng）內設置的噴嘴噴（pēn）射到吸收塔中,氣體和液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時（shí）生成（chéng）的CaSO4在吸收塔底部（bù）與鼓入的氧化空氣發生化學反應,最終生成石膏（gāo）。吸收塔底部的石膏漿液先在水力激流器中脫水（shuǐ）支含固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得到含水量（liàng）小於（yú）10%的石膏。脫硫後的經驗起（qǐ）經兩級除霧器去除水分（fèn）,通（tōng）過煙道進（jìn）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、吸收氧化係統、漿液製備係統、石膏脫（tuō）水係（xì）統、排放係統等,脫硫效（xiào）率高達95%,吸收器利用率（lǜ）90%,鈣硫比低（dī）,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（dù）下均（jun1）可保（bǎo）持較高的脫硫效率和較好的係統穩定（dìng）性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特（tè）點
 
　　氨法脫硫工藝是將（jiāng）原煙氣引（yǐn）入脫硫塔中（zhōng）,與（yǔ）循環吸收溶液逆流（liú）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（wù）滴,由煙囪（cōng）排向大氣。亞硫酸（suān）銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶（róng）液由料液取出泵從脫硫塔打（dǎ）入母液箱,在進入設（shè）置有抽真空係（xì）統的政法結晶器,料液在70℃左右達到沸（fèi）點,比正常蒸發（fā）下降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔（jié）淨器出口為含固量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一（yī）步（bù）分離（lí）後進入幹（gàn）燥劑（jì）糟溜,得到含（hán）水率3%的硫酸銨（ǎn）產品。
 
　　氨法脫硫工藝（yì）主要包括:煙氣係統、吸（xī）收氧化係統、脫（tuō）水係（xì）統等,脫硫（liú）效率高達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收（shōu）劑（jì）利用（yòng）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（shù）分析（xī）
 
　　(1)石灰石—石（shí）膏法占地（dì）麵積相對較大,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔（tǎ）阻力大,幾乎是（shì）氨法（fǎ）的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿（jiāng）液循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效（xiào）率（lǜ）高（gāo）,且可脫除部分NOX;(5)氨法（fǎ）脫硫（liú）技（jì）術存在問題是愛出（chū）煙氣中的按生成亞硫酸銨（ǎn）、硫酸（suān）銨（ǎn）和氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗（hào）大,對加熱器材質要求較（jiào）高;設備國產化程度較（jiào）石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用（yòng）脫硫劑石灰（huī）石價格低廉,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。隨著工藝和設備國（guó）產化程度的不斷提高,石灰石—石（shí）膏法造價已大幅降低,其運行費用（yòng）主要集中在點好上,因此進一步降低電耗是石灰（huī）石—石（shí）膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫（liú）酸銨售價在800～1000元（yuán）/噸,銷（xiāo）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,可以預測當煙氣中（zhōng）SO2含量更高時,氨法脫硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所（suǒ）使用的脫硫（liú）劑為石灰石,石灰石（shí）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（fū）,應佩戴防塵（chén）口罩予以防護。石灰石不屬於易燃、易爆、易中毒（dú）物品,便於運輸、加工和貯存,使用安全可（kě）靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的刺激（jī）氣味（wèi）,易燃、易爆（bào）、有毒、有腐蝕,極易溶（róng）於水,對皮膚粘（zhān）膜有刺激和腐蝕作用（yòng）,高濃度的氨可引起（qǐ）化學性咽喉炎、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（zhì）皮膚凍傷。氨通常（cháng）儲存在密閉容器和管道內,即使在（zài）使（shǐ）用過程中（zhōng）,也必須處（chù）於完好密閉狀（zhuàng）態,應采取有效的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產（chǎn）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（gāo）對（duì）人體無直接危害,也（yě）不存在火災、爆炸（zhà）和中毒危（wēi）險,多用於（yú）建築行業,也用作（zuò）工（gōng）業材料,但總（zǒng）體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶（yě）煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積如山,存在潰壩、塌方（fāng）的危險,應予以（yǐ）防（fáng）範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農業生產（chǎn）,不屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險（xiǎn）,使用安全、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（shí）灰石-石膏法不涉及易燃、易（yì）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（yōu）勢大,尤其是非化工從業人（rén）員對“氨”的人事不（bú）足,認為其安全風險大,事故幾（jǐ）率（lǜ）高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行（háng）業基本上不采（cǎi）用氨法而采用石灰石-石膏法脫硫（liú）技術。
 
　　3.3.4 環保性分析（xī）
 
　　(1)脫硫（liú）劑的環保性（xìng）
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻（zhī）需采取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染（rǎn）和健康危害小。氨泄（xiè）漏存在汙染作業環境和大氣環境的風險,可（kě）能危害人體健康（kāng）和傷害動植物。氨（ān）水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產（chǎn）品的環（huán）保（bǎo）性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成為世界性難（nán）題,大多數（shù）情況下隻能作（zuò）為工業垃圾（jī）予以廢棄和存放,且隨時存在汙染環（huán）境的可能;而硫酸銨是（shì）化學肥料,廣泛應用於農業生（shēng）產,使硫資源得到再生（shēng）利用。顯然（rán）,硫酸銨的環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙（yān）氣脫硫工藝較石灰（huī）石-石膏法脫硫工（gōng）藝（yì）具備以下優勢:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度（dù）低,尾氣總排量少;二是無廢水排放,無（wú）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（fèn）析（xī）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,符合循環經濟發（fā）展戰略,這（zhè）是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無法比（bǐ）擬的。尤其是氮肥和煤（méi）化（huà）工（gōng）企業副產（chǎn）5%～8%廢氨水（shuǐ）,可直接用作脫硫劑,既解決了廢水處理（lǐ）問題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使（shǐ）用（yòng）液氨的安全風（fēng）險。這也是氮（dàn）肥（féi）、焦化和煤化工等行業采用氨法煙（yān）氣脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫（liú）資（zī）源緊（jǐn）缺,60%需要進口,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放量卻高居世界首位,提高SO2利用率可大幅（fú）減少硫（liú）資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤炭（tàn）燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所指的SO2排放量（liàng）不（bú）包含（hán）已轉化成難以回（huí）用的脫（tuō）硫石（shí）膏等含硫廢渣。同時,我國（guó）優勢世界氮肥大國,土（tǔ）壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場（chǎng）潛力（lì）。氨法脫硫適合我國國（guó）情、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越（yuè）來越（yuè）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（gāng）鐵和（hé）冶煉行（háng）業實施（shī）煙氣脫硫項目的（de）氨法脫硫改造（zào）。

永春