長（zhǎng）沙氨法與石灰石—石膏（gāo）法煙氣脫硫（liú）技術比較分（fèn）析

長（zhǎng）沙       隨著我國對大氣汙染（rǎn）和環境保護的日益重視,煙氣脫（tuō）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（guó）煙氣脫（tuō）硫技術主要有幹法、半幹（gàn）法（fǎ）和濕法三（sān）種。其中（zhōng）濕法脫（tuō）硫工藝應用最廣,濕法脫硫（liú）包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法（fǎ）(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化物吸收法等（děng）,我（wǒ）國90%以上的煙（yān）氣脫硫工程（chéng）采用的是石灰石-石膏（gāo）濕（shī）法脫（tuō）硫工（gōng）藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工行（háng）業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年的運行經驗,是目前世界技術上成熟、實用業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）脫硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內（nèi）向上（shàng）流動北（běi）鄉下流（liú）動的循環漿液以逆流方式洗滌,循環漿液則通過（guò）循環泵向上輸送到噴漿層內（nèi）設置的噴嘴噴射（shè）到吸收塔（tǎ）中,氣體和液體得以充分接觸,一邊（biān）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化學反應,最終生成（chéng）石膏。吸收塔底部的石膏漿（jiāng）液先在水力激流器中（zhōng）脫水支含固量餘（yú）額40%,然後經帶式（shì）真空過濾機過濾,得到含水量小於10%的石膏。脫硫後的經驗（yàn）起經兩級除霧器去除（chú）水分,通過煙道（dào）進入煙囪排向大氣。
 
　　石（shí）灰石-石膏（gāo）法脫硫工藝係（xì）統主要包括:煙氣係統、吸（xī）收（shōu）氧（yǎng）化係統、漿液製備係統、石膏脫水係統、排放係（xì）統等,脫（tuō）硫效率高（gāo）達（dá）95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫硫（liú）塔阻力約（yuē）2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃（nóng）度下均可保持較高的脫硫效率和較好的係統穩定（dìng）性。
 
　　2、 氨法脫（tuō）硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙（yān）氣引入脫（tuō）硫塔中,與循（xún）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級除霧（wù）器去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成（chéng）硫（liú）胺,35%的硫胺溶液由料液取出（chū）泵從脫硫塔打入母（mǔ）液箱,在進入設置有抽真空係統的（de）政法結晶器,料液在70℃左右達到（dào）沸點,比正常蒸發下（xià）降了40℃,大大（dà）降低了蒸汽用（yòng）量;蒸發潔淨器（qì）出（chū）口（kǒu）為（wéi）含固量30%的（de）硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進入幹燥劑（jì）糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要（yào）包括:煙（yān）氣係統、吸收氧化係統、脫水（shuǐ）係統等,脫硫效（xiào）率高達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收（shōu）劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜（zōng）合分析（xī）
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰（huī）石—石膏法占地麵積相對（duì）較大,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾（jǐ）乎是氨法的兩倍;(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）率高,且可（kě）脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損失（shī）和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石灰石價格（gé）低（dī）廉,二氨法脫硫技術吸收劑氨的費用較高,占運（yùn）行成本的比（bǐ）重較大。隨著工藝和（hé）設備國產化程度的不斷提（tí）高,石灰石—石膏法造價已大幅降低,其運行費（fèi）用主要集中在點好上,因此（cǐ）進一步降低電耗是石（shí）灰石—石膏法工（gōng）藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以（yǐ）抵消（xiāo）大（dà）部分脫硫（liú）成本,時（shí）期發電成本低於石灰石（shí）—石膏（gāo）法,可以預測當煙氣中SO2含（hán）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（quán）性
 
　　石灰石（shí）法（fǎ）煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石灰（huī）石物化性質穩定,直接接觸對人體無危害。加（jiā）工時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統和（hé）皮膚,應佩戴防塵口罩（zhào）予以防護。石灰石不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工和貯存（cún）,使用（yòng）安全可靠。
 
　　氨屬於危險（xiǎn）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,對皮膚粘膜有刺（cì）激和腐蝕作用,高濃度的（de）氨可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入（rù）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。氨通常儲（chǔ）存在密閉容（róng）器和（hé）管道內,即使在使用過程中,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（chǎn）品的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的產（chǎn）品是脫硫石（shí）膏,脫硫石膏對人體無直接危害,也不存在火災、爆（bào）炸（zhà）和中毒危險,多用於建築行業,也用作工業材料,但總體消耗量有限。火電、鋼（gāng）鐵和冶煉（liàn）企業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆（duī）積如山,存在潰壩、塌（tā）方的（de）危險,應予以防（fáng）範。硫酸銨為工業（yè）產品,廣泛應用於農業（yè）生產,不屬於危險化學品,無燃（rán）燒、爆炸、有毒等風險（xiǎn）,使用安全、可靠、無（wú）不良（liáng）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、易爆、有毒（dú）等（děng）危險作業,發生一般以上（shàng）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（dà）,尤其是非化工（gōng）從業人員對“氨”的人事不足,認為其安全風險大,事故（gù）幾率高。因此,火電（diàn）、鋼鐵和冶煉行（háng）業基本上不采用氨法而采用石灰石-石（shí）膏（gāo）法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石屬（shǔ）於天然原材料,隻需采取簡易的通風、防塵措施,對（duì）環（huán）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,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏應及（jí）時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成為世界性難題,大多數情況（kuàng）下隻能作為工業垃圾予以（yǐ）廢（fèi）棄和存放（fàng）,且隨時（shí）存在汙染環（huán）境的（de）可能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛（fàn）應用於農業生產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫酸銨的環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法脫硫工藝具備以下優勢:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排（pái）放濃度低,尾氣（qì）總排（pái）量（liàng）少;二是（shì）無廢水排放,無需處理;三（sān）是灰泥廢渣（zhā）排量很少,僅（jǐn）占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析（xī）結（jié）論
 
　　氨法煙氣（qì）脫硫的（de）綜合（hé）優勢很大（dà）,主要是（shì）變（biàn）廢為寶、低碳環保,可（kě）再生利用硫資源,符合循環經（jīng）濟發展戰略,這是石灰石-石膏法煙氣（qì）脫硫技（jì）術所無法比擬（nǐ）的。尤其是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可（kě）直接用作脫硫劑,既解決了廢水（shuǐ）處理問題,回收但資（zī）源,且無運輸、裝卸（xiè）、儲存和使用液氨的安全風險。這也（yě）是氮（dàn）肥、焦化和煤化工等行業采用氨法煙氣脫硫技術（shù）為主的根本（běn）原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫（liú）資源緊缺,60%需要進口,對外（wài）依存度高。與此同時,我國（guó）SO2排放量卻高居世（shì）界首位,提高SO2利用率（lǜ）可大幅減少硫資（zī）源的進（jìn）口量。通常,大氣中SO2主要來（lái）源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排（pái）放量又占總排量的60%。這裏所指的SO2排放量不包含已轉化（huà）成難以回用的脫硫石膏等含硫廢渣。同時,我（wǒ）國優勢世界氮肥大（dà）國,土壤嚴重缺（quē）硫,硫銨具有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國（guó）國情、負荷循（xún）環經濟發展,而且具（jù）有脫硫脫硝一（yī）體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過（guò）行政（zhèng）、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（diàn）、鋼鐵和冶煉行業實施煙（yān）氣脫硫（liú）項目的氨法脫硫改造。

長沙