玉林氨（ān）法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

玉林       隨著（zhe）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（lái）越多,脫硫效率也越來越高。目前,我國煙氣脫硫（liú）技術（shù）主要有幹（gàn）法、半幹法和濕法三種。其中（zhōng）濕法脫硫（liú）工藝（yì）應用最廣,濕法脫硫包括氨（ān）法（fǎ）(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法（fǎ）(鈉堿與雙堿法)和金屬（shǔ）氧化物吸收法等,我國90%以上的煙氣脫硫（liú）工程采用的是石灰石（shí）-石膏濕法脫硫工藝。石（shí）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（huà）工行業多以氨（ān）法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石-石膏（gāo）法脫硫技術已有幾十年的運行經驗（yàn）,是目（mù）前世界技術上成熟、實用業績最多、運行狀況（kuàng）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,職稱石灰石漿液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸（xī）收（shōu）塔內向上流動北鄉下流動的循環漿（jiāng）液以逆流方式洗（xǐ）滌,循（xún）環漿液則通過循（xún）環泵向上輸（shū）送（sòng）到噴漿層（céng）內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和（hé）液體得以充分接觸（chù）,一邊脫（tuō）除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸（xī）收塔底部與鼓入的氧化（huà）空氣發生化學反應,最終（zhōng）生成石膏。吸收塔（tǎ）底部的石膏漿（jiāng）液先（xiān）在水力激流器中脫水支含固量餘額40%,然後經帶式（shì）真空過濾機（jī）過濾,得到含水量小於（yú）10%的石膏（gāo）。脫硫後的經驗起經兩級除霧器去除水分,通過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石（shí）-石膏法脫硫工（gōng）藝係（xì）統主要（yào）包括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液製備係統（tǒng）、石膏脫水係統、排放（fàng）係統等（děng）,脫硫效率高達95%,吸收器利用率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（jí）SO2濃度下均可保（bǎo）持較高的脫硫效率和較好的係統穩定性。
 
　　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（yè）逆流接觸反（fǎn）應生（shēng）成亞硫酸銨;脫硫（liú）後的淨煙氣經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排（pái）向大氣（qì）。亞硫酸銨在（zài）塔底被（bèi）氧化成硫胺,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（chōu）真空係統的政法結晶器,料液在70℃左（zuǒ）右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽（qì）用量;蒸發潔淨（jìng）器出口為含固量30%的（de）硫酸銨料漿,經（jīng）離心機進一步分離後進入幹燥（zào）劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品（pǐn）。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係統（tǒng）、吸（xī）收氧化係統、脫水係統等,脫硫（liú）效率（lǜ）高達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力僅（jǐn）約1kPa,脫硫（liú）副（fù）產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分（fèn）析
 
　　(1)石灰石（shí）—石膏（gāo）法（fǎ）占地麵積相對較大,幾乎是氨法的（de）兩倍（bèi）;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨（ān）法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大,耗電量較高;(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（shì）愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨（ǎn）等難（nán）以除去的氣溶膠,造成氨損失（shī）和煙霧排放;硫胺結晶（jīng）過程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏（gāo）法所用脫硫劑石灰石價（jià）格低廉,二氨法脫硫技（jì）術（shù）吸收劑氨的費用較高,占運行成本的比（bǐ）重（chóng）較（jiào）大。隨（suí）著工藝和設備國產化程度的不斷提高（gāo）,石灰石—石膏法造價已大（dà）幅降低,其運行費用主要集中在點好上,因此進一（yī）步降（jiàng）低電耗是石（shí）灰（huī）石—石（shí）膏法工藝技改的關鍵。氨法脫（tuō）硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大（dà）部分脫硫成本,時期（qī）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（ān）法（fǎ）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（ān）全性
 
　　石灰石法煙（yān）氣脫（tuō）硫所使用的脫硫劑為石灰石,石（shí）灰石物化性（xìng）質穩定,直接接觸對人體無危（wēi）害。加工時有（yǒu）揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以（yǐ）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（cún）,使用安全可（kě）靠（kào）。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的刺激氣味,易燃（rán）、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水（shuǐ）,對皮膚粘膜有刺激（jī）和腐蝕作用,高濃度的氨可引起（qǐ）化學性咽喉炎、肺（fèi）炎等,吸入後可引起（qǐ）反射性呼吸（xī）停止、心髒（zāng）停搏、直接接觸時可致（zhì）皮（pí）膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管道（dào）內（nèi）,即使在使用過程（chéng）中,也必須處於完好密閉狀態,應采取有效的安全（quán）措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全（quán）性
 
　　石灰石-石膏法煙氣（qì）脫硫（liú）的產品是脫（tuō）硫石膏,脫硫（liú）石膏對人體無直接危害,也（yě）不存在火災、爆炸和（hé）中毒危險,多用（yòng）於建築行業,也用（yòng）作工業材料,但（dàn）總體消耗量有限。火電（diàn）、鋼鐵和（hé）冶（yě）煉企業均運出廠外,填（tián）溝築路,覆土造田;或（huò）租地存放,堆積如山,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範（fàn）。硫酸銨（ǎn）為（wéi）工業產品,廣泛應用於農業生產,不（bú）屬於危險（xiǎn）化學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使用安全、可（kě）靠、無不良（liáng）影（yǐng）響。
 
　　3.3.3 工藝的安全（quán）性
 
　　與氨（ān）法煙氣脫硫工藝相比,石灰石（shí）-石膏法不涉（shè）及易（yì）燃、易爆（bào）、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,安全優勢大,尤其是非化工從（cóng）業人員對“氨”的人事不足（zú）,認為其安全風險大,事故幾（jǐ）率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用氨法（fǎ）而采用石灰石-石膏（gāo）法脫硫（liú）技（jì）術。
 
　　3.3.4 環（huán）保性分（fèn）析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰（huī）石屬於天然原材料（liào）,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（lòu）存在汙染作業環境和大氣環境的（de）風險,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水（shuǐ）泄漏應及時用酸中和處（chù）理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是（shì）工業廢渣（zhā）,其回收利用已成為世界性難題,大多數情況下隻能作為工業垃圾予以廢棄和存放,且隨時存在（zài）汙染環境的可能;而硫酸（suān）銨（ǎn）是化（huà）學肥料,廣泛應用於農業生產（chǎn）,使（shǐ）硫資（zī）源（yuán）得到再（zài）生利（lì）用。顯然,硫酸銨的環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝（yì）的（de）環保（bǎo）性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法脫硫工藝具備以下優勢（shì）:一是大氣汙染小,無（wú）CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣（qì）總排量少;二是無廢水排放,無需處理;三（sān）是灰泥廢渣排（pái）量（liàng）很少,僅占脫硫石膏總排量的（de）1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優勢很大,主要（yào）是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源,符合循環經（jīng）濟發展戰略,這是石灰石-石膏（gāo）法煙氣脫硫技術所無法比擬的（de）。尤其是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直（zhí）接用作（zuò）脫硫劑,既解決了廢水處理（lǐ）問題（tí）,回收但資源,且無運輸、裝卸（xiè）、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（liú）技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資（zī）源緊缺,60%需要進口,對外依存度高。與（yǔ）此同時,我國SO2排放（fàng）量卻高（gāo）居世界首位,提高SO2利用（yòng）率可（kě）大幅減（jiǎn）少硫資源的進口（kǒu）量。通常（cháng）,大氣中SO2主要來源於煤炭燃燒,占SO2總排（pái）量的94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所指的SO2排放量不包含已（yǐ）轉化成難以回用（yòng）的脫硫石膏等含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國（guó）,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較（jiào）大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷（hé）循環經濟（jì）發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立法等（děng）手段推廣和普及氨法石（shí）灰（huī）石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓（gǔ）勵火電、鋼鐵和（hé）冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。

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