本溪氨（ān）法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

本溪       隨著我國對大氣汙（wū）染和環境保護（hù）的日（rì）益重視（shì）,煙氣脫（tuō）硫技術得到（dào）了快（kuài）速發展,脫硫技術越來越多,脫硫效率也越來越高。目前,我國煙氣脫硫技（jì）術主要有幹法、半幹（gàn）法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕（shī）法（fǎ）脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石（shí）灰石法(石灰石-石（shí）膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化物吸收法等,我國90%以上的（de）煙氣（qì）脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕（shī）法脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行（háng）業,而（ér）氮肥、焦化（huà）和煤（méi）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（fǎ）脫硫（liú）技術（shù）已有幾十年的運行經（jīng）驗,是目前世界技術上成熟、實用業績最多、運行狀況較穩定的（de）脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰（huī）石（shí）漿液,不斷補充道吸收（shōu）塔內。煙（yān）氣在（zài）吸收（shōu）塔內向上流動北鄉下流動的循環漿液以逆流（liú）方式（shì）洗滌,循環漿（jiāng）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（shōu）塔中,氣體和液（yè）體得（dé）以充分接觸,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空氣發生（shēng）化學反應,最終生成石膏。吸收塔底部的石膏漿（jiāng）液先在水力激流器中脫水支（zhī）含固量餘額40%,然後（hòu）經帶式真空過濾（lǜ）機（jī）過濾,得（dé）到（dào）含水量小（xiǎo）於10%的石膏。脫硫後的經驗起（qǐ）經兩級除霧器去除水（shuǐ）分,通過煙（yān）道進入煙囪（cōng）排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係（xì）統主要（yào）包括:煙氣係統、吸收氧（yǎng）化（huà）係統（tǒng）、漿液（yè）製備係統（tǒng）、石膏（gāo）脫（tuō）水係統、排放係統等,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（yān）氣負荷及SO2濃（nóng）度（dù）下均可保持（chí）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）逆流接觸反應生成亞（yà）硫酸銨;脫硫後（hòu）的淨煙氣經二級除霧器去除霧（wù）滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由（yóu）料液取出泵從脫（tuō）硫塔打（dǎ）入母（mǔ）液箱,在進入設置有抽（chōu）真空係統（tǒng）的政法結晶（jīng）器,料液（yè）在（zài）70℃左右（yòu）達到沸點,比正常蒸（zhēng）發下降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含（hán）固量30%的硫酸銨料漿（jiāng）,經離心機（jī）進一（yī）步分離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫（liú）工藝主要包括:煙氣係統、吸收氧化係（xì）統、脫水係統等,脫（tuō）硫效率高達99%,並可同（tóng）時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用（yòng）率100%脫硫塔阻力（lì）僅約1kPa,脫硫副產（chǎn）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（dì）麵積相對（duì）較大,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾（jǐ）乎（hū）是氨法的兩倍;(3)石灰石（shí）—石膏法漿（jiāng）液循環量大,耗（hào）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（cún）在問題（tí）是愛出煙氣中的按生成亞（yà）硫酸銨、硫酸銨和氯化（huà）銨等（děng）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（qì）材質要求較（jiào）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—石膏法所用脫（tuō）硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫硫技術吸收劑氨的費用較高,占（zhàn）運行成（chéng）本的比重較大。隨著工藝和設備國產化程度的不（bú）斷提高（gāo）,石灰石—石膏法造價（jià）已大幅降低,其運行（háng）費用主要集中在點好上,因此進一步降低電耗是石灰（huī）石—石膏法工藝技改的關（guān）鍵（jiàn）。氨法（fǎ）脫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部分脫硫成本,時期發電（diàn）成本低於石灰石—石膏法（fǎ）,可以預（yù）測當煙氣（qì）中SO2含量更高時,氨法（fǎ）脫硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫（liú）所使用的脫硫劑為石灰石,石灰石物化性質穩（wěn）定,直（zhí）接接觸（chù）對人體無危害。加工時有揚（yáng）塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口（kǒu）罩予以防（fáng）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（yòng）安全可靠。
 
　　氨屬於危（wēi）險化學品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆（bào）、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺激和（hé）腐蝕作用,高濃度的氨可引起化學性咽（yān）喉炎、肺炎等,吸（xī）入後可引起（qǐ）反射性（xìng）呼吸停止、心髒停搏（bó）、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和（hé）管道內,即（jí）使在使用過（guò）程中,也必須處於完好（hǎo）密閉（bì）狀態,應（yīng）采取有效的安全措施予以（yǐ）防範。
 
　　3.3.2 產品的安全（quán）性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的（de）產品是脫（tuō）硫石膏,脫硫石膏對人體無直接危害,也不存在火災、爆炸和中毒危（wēi）險,多用於建築行業（yè）,也用作工業材料,但總體消耗（hào）量有限。火電、鋼（gāng）鐵和冶煉企（qǐ）業（yè）均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積如（rú）山,存在潰壩、塌（tā）方的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險（xiǎn）化學品（pǐn）,無燃燒、爆炸、有毒等風險,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（xiǎo）,無特種工種,無危險工序,風險係數低,安（ān）全優勢大,尤其是非化（huà）工從業人員對“氨”的人（rén）事不足,認為其安全風（fēng）險大,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵（tiě）和冶煉（liàn）行業基本上不采用（yòng）氨法而采（cǎi）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（bǎo）性
 
　　石灰石屬於天然原（yuán）材料,隻需采取簡易的通風（fēng）、防塵措施,對環境汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作業環境和大氣環境的風險,可（kě）能（néng）危害人體（tǐ）健康和傷害動植物。氨水泄（xiè）漏應及時用（yòng）酸中和處理。
 
　　(2)產品的環（huán）保性（xìng）
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成為世（shì）界性（xìng）難題（tí）,大多數（shù）情況下隻（zhī）能作（zuò）為工業垃圾予以廢棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能（néng）;而（ér）硫酸銨（ǎn）是化（huà）學（xué）肥料,廣泛應用於農業生產,使硫資源得到（dào）再生利用（yòng）。顯（xiǎn）然,硫（liú）酸銨的環（huán）保優勢大大（dà）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-石膏法脫硫工藝具備以下優（yōu）勢:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二是無廢水排（pái）放,無需處理;三（sān）是灰泥廢渣排量很少,僅（jǐn）占脫硫石膏（gāo）總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法（fǎ）煙氣脫硫（liú）的綜合優勢很大,主要是變廢（fèi）為寶、低碳環保,可再生利用硫資源,符合循環經濟發展戰略,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無法比（bǐ）擬的（de）。尤其是氮肥和煤化工企（qǐ）業副產5%～8%廢氨水,可直接用（yòng）作脫硫劑,既解決了廢水處理問題,回收但資源（yuán）,且無運輸、裝卸、儲存和使用液（yè）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氣脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺（quē）,60%需要進口,對外（wài）依存度高。與此同時,我國（guó）SO2排（pái）放量卻（què）高居世界（jiè）首位（wèi）,提（tí）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（de）94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的（de）60%。這裏所指的SO2排放量不包含已轉化成難以回用的脫硫石膏等含硫廢（fèi）渣。同（tóng）時,我國優勢世界氮肥大國,土（tǔ）壤（rǎng）嚴重缺硫,硫銨（ǎn）具有較大的市場（chǎng）潛力。氨（ān）法脫硫適合我國國情、負荷循環經濟（jì）發（fā）展,而且（qiě）具有脫硫脫硝（xiāo）一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊（kuò）。因此,建議通過行政、立法等手段推廣和普及氨法石（shí）灰石-石膏法煙氣脫硫技術（shù）;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行（háng）業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。