珠海氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我國對大氣汙染和環境保護的日益（yì）重視,煙氣脫硫技術（shù）得到了快速發展,脫硫技（jì）術越來越多,脫（tuō）硫效（xiào）率也越來越高。目前,我國煙氣脫硫技術主要有（yǒu）幹法、半幹（gàn）法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨（ān）法(即氨-硫酸（suān）銨（ǎn）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（wù）吸（xī）收（shōu）法（fǎ）等,我國90%以上的煙氣（qì）脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕法脫硫（liú）工藝（yì）。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有（yǒu）色冶（yě）煉行業,而（ér）氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石-石膏法脫硫（liú）技術已（yǐ）有幾十年（nián）的運行經驗,是目前世界技術（shù）上成熟、實用業績最多、運行狀（zhuàng）況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）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）收塔內向上流動北鄉下流動的循環漿液以逆流方式洗滌,循環（huán）漿液則通過循環泵向上輸送到噴漿層內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,氣體和液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在（zài）吸（xī）收（shōu）塔底（dǐ）部（bù）與鼓入的氧化空氣發生化學（xué）反應,最終生成石膏（gāo）。吸收塔底部的石膏漿液先在水力激（jī）流器中脫水支含固（gù）量餘額40%,然（rán）後經帶式真空過濾機（jī）過濾,得到（dào）含水量小於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（yān）囪排向大（dà）氣。
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）脫（tuō）硫工（gōng）藝係統主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液製備係統、石膏脫水係（xì）統、排放（fàng）係統等,脫（tuō）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（de）煙氣負荷及SO2濃度下（xià）均可保持較高的脫硫效率和較好的（de）係統穩定性。
 
　　2、 氨法（fǎ）脫硫技術特點（diǎn）
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣（qì）引入脫硫塔中,與（yǔ）循環（huán）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級除霧器去除霧滴,由煙（yān）囪排向大（dà）氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成（chéng）硫胺,35%的硫胺溶（róng）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（jīng）器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降（jiàng）低了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含固（gù）量30%的硫酸銨料（liào）漿（jiāng）,經離心機進一步分離後進入幹燥劑糟溜,得到含（hán）水率3%的硫（liú）酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸收氧化（huà）係統、脫水係（xì）統等,脫（tuō）硫效率高達99%,並可同時脫（tuō）除20%左右的NOX,吸（xī）收劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副（fù）產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相對較大（dà）,幾乎是氨法（fǎ）的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大,耗電量（liàng）較（jiào）高（gāo）;(4)氨法脫硫效率高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫（tuō）硫技術存在問題是愛出煙氣中（zhōng）的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以（yǐ）除去的氣溶膠,造（zào）成氨損失和煙霧排放;硫（liú）胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化程度較石灰石—石（shí）膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　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費用較高,占運行成本的（de）比重較大。隨著工藝（yì）和設備國產（chǎn）化程（chéng）度的不斷提高,石灰石—石膏法（fǎ）造價已大幅降低,其運行費（fèi）用主要集中在點（diǎn）好上,因此進（jìn）一步降低電耗是石灰石（shí）—石膏法工藝技改的關（guān）鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨（ǎn）售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部（bù）分脫硫成本,時期發（fā）電成本低於石灰（huī）石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫硫項目（mù）有可能實現（xiàn）盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫（liú）劑（jì）的安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所（suǒ）使用的脫硫劑為石灰石,石灰石物（wù）化性質（zhì）穩定,直（zhí）接接（jiē）觸對人體（tǐ）無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛（jīng）、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石（shí）灰石（shí）不（bú）屬於易（yì）燃、易爆（bào）、易中毒（dú）物（wù）品,便於運輸、加工和貯（zhù）存,使用（yòng）安全（quán）可靠。
 
　　氨屬於危險化（huà）學品,有（yǒu）強烈的刺激氣（qì）味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕（shí）作用,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（xìng）呼（hū）吸停（tíng）止、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管道內,即使（shǐ）在使用過（guò）程中,也必（bì）須處於完好密閉狀態,應（yīng）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（tuō）硫的產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體無直接危害,也（yě）不存在火災、爆炸和中毒（dú）危險,多用於建築（zhù）行業,也用作工業材料,但總體消耗量（liàng）有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填（tián）溝（gōu）築路,覆土造田;或租地存放,堆積（jī）如山,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫（liú）酸銨為工業產（chǎn）品,廣泛應用於農業（yè）生產,不（bú）屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使用安全、可靠（kào）、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的（de）安全性（xìng）
 
　　與氨（ān）法煙（yān）氣脫硫工藝相比,石灰石-石膏法不（bú）涉及易燃、易爆、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（xiǎn）工序,風險係數（shù）低,安全優勢大（dà）,尤其是非化工從業（yè）人員對“氨”的人事（shì）不足,認為其安全風險大,事（shì）故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基（jī）本上不采用氨法而采用石灰（huī）石（shí）-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環（huán）保性（xìng）
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需采取簡易的（de）通風、防塵措施,對環境汙染和健康（kāng）危害小。氨泄漏存在汙染作業環境和大（dà）氣環境的風險,可能危（wēi）害人體（tǐ）健康和傷害動植物。氨水泄漏應及時用酸（suān）中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫（tuō）硫石膏是工業廢渣,其回（huí）收利用已（yǐ）成為（wéi）世界（jiè）性難題,大多數情況下隻能作為工業垃圾予以廢棄和存（cún）放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫酸銨是（shì）化學肥料,廣泛應用（yòng）於農業生產,使硫資源得到再生利用。顯（xiǎn）然,硫酸銨的環保優（yōu）勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工（gōng）藝較石灰石-石膏法（fǎ）脫硫工藝具備以下優勢:一是大氣汙染小（xiǎo）,無（wú）CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二是無廢水排放,無需處理;三是（shì）灰（huī）泥廢渣排量很少,僅占脫硫石膏總排量的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（shēng）利用硫資源,符合循環經濟發（fā）展戰略,這是石灰石（shí）-石膏（gāo）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（liú）劑,既解決（jué）了廢水處理問題,回收但資源,且無（wú）運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全風險（xiǎn）。這（zhè）也是（shì）氮肥、焦化和煤化工等行業采用（yòng）氨法煙氣脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國（guó）硫資源緊缺,60%需要進口,對（duì）外依存度高。與此同時,我國SO2排放量卻（què）高居世（shì）界首（shǒu）位（wèi）,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤（méi）炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放（fàng）量又占總排量的60%。這裏所指的SO2排（pái）放量不包含已轉化成難以回用的脫硫石（shí）膏（gāo）等含硫廢渣。同時,我國優勢世（shì）界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的（de）市場潛力。氨法脫硫適（shì）合我國國情、負荷循環經濟發展（zhǎn）,而且具有脫硫脫（tuō）硝一（yī）體化的特點,其應用（yòng）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及氨法石灰石-石膏（gāo）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。

珠（zhū）海