福建氨法與石（shí）灰（huī）石—石膏法煙氣脫硫技術比（bǐ）較分析

福建       隨著我（wǒ）國對大氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣（qì）脫硫技術得到了快速發展（zhǎn）,脫硫技術越來越多,脫硫（liú）效率也越來越高。目（mù）前,我國煙氣脫硫（liú）技術主要有幹法（fǎ）、半幹法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用（yòng）最廣,濕法脫硫包括氨法(即氨（ān）-硫（liú）酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙（shuāng）堿法（fǎ）)和金屬氧化物（wù）吸收法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石（shí）膏濕法脫硫工（gōng）藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有（yǒu）色冶煉行業（yè）,而氮肥（féi）、焦化和煤（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（shí）膏法脫硫技術已有幾（jǐ）十年的運行經驗,是目前世（shì）界技術上成熟、實用業績最多、運行狀（zhuàng）況（kuàng）較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石（shí）磨成粉後與水混合,職稱石（shí）灰石漿液,不（bú）斷補充道吸（xī）收塔內。煙氣在吸（xī）收塔內（nèi）向上流動北鄉下流動的循（xún）環漿液（yè）以逆流方（fāng）式洗滌,循環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（dào）吸收塔（tǎ）中（zhōng）,氣（qì）體和液體得以充（chōng）分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成（chéng）的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空氣發（fā）生化學反應,最終生成石膏。吸收塔底（dǐ）部的石膏漿液先在（zài）水（shuǐ）力（lì）激流器中脫（tuō）水支含固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得到含水量小（xiǎo）於10%的石膏。脫硫（liú）後的經驗起（qǐ）經兩（liǎng）級除霧器去除水分,通過煙道進入煙囪排（pái）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（yǎng）化係統、漿液製備係統、石（shí）膏脫水係統、排放係統等,脫硫效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比（bǐ）低,脫硫（liú）塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不同的煙氣負（fù）荷及SO2濃度下均可保（bǎo）持較高的脫硫效率和較（jiào）好（hǎo）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,與循環吸收溶液逆流接（jiē）觸反應生（shēng）成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經（jīng）二級除霧器去除霧滴,由煙囪排向大（dà）氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫（liú）胺,35%的硫胺溶液由料液取（qǔ）出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入設置有抽真空係統的政法結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比（bǐ）正常蒸發下降了（le）40℃,大大降低了蒸汽用量（liàng）;蒸發潔淨器出口為含固量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣（qì）係統、吸收氧化係統、脫（tuō）水係統等,脫硫（liú）效率高達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑（jì）利用率100%脫硫塔阻（zǔ）力（lì）僅約1kPa,脫硫副產品（pǐn）為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法（fǎ）占地麵積相對較大,幾乎是氨法（fǎ）的兩倍;(2)脫硫塔阻力大（dà）,幾乎是氨法的兩（liǎng）倍;(3)石（shí）灰石—石膏法漿液（yè）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（ài）出煙氣（qì）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（ān）損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備國（guó）產化程度較石灰石（shí）—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石灰（huī）石價格低廉,二氨法脫硫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（yì）和設備國產化程度的不（bú）斷提高（gāo）,石灰石—石膏法造價已大幅降低,其（qí）運行費用主要（yào）集中在點（diǎn）好上,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝（yì）技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產（chǎn）品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部（bù）分脫硫成本,時期發（fā）電成本低於石灰石—石膏法,可以預測當煙（yān）氣（qì）中SO2含量更高時,氨法脫硫項目有可能實現盈（yíng）利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性（xìng）
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為（wéi）石灰石,石灰（huī）石物化性質（zhì）穩定,直接接觸對人體無危害。加工時有揚塵,會刺激（jī）眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口（kǒu）罩（zhào）予以防護（hù）。石（shí）灰石不屬於易燃、易爆、易（yì）中毒物品,便（biàn）於運（yùn）輸、加工（gōng）和貯存,使用（yòng）安全（quán）可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈（liè）的刺激氣味,易燃（rán）、易爆、有毒、有腐蝕,極（jí）易溶於水,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕作（zuò）用,高濃度的氨可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反射性（xìng）呼吸停止、心髒停（tíng）搏、直接接（jiē）觸時可（kě）致皮膚凍傷（shāng）。氨通常儲存在密（mì）閉容器和管道內,即使在使（shǐ）用過程中（zhōng）,也必須處於完好密閉（bì）狀態,應采取（qǔ）有效（xiào）的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性（xìng）
 
　　石灰石-石膏法煙氣（qì）脫硫的產（chǎn）品是（shì）脫硫石膏,脫硫（liú）石膏（gāo）對人體無直接危害（hài）,也不（bú）存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也用作工業材料,但總體消耗（hào）量有限。火電、鋼（gāng）鐵和冶煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租（zū）地存放,堆積如山（shān）,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範（fàn）。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險化（huà）學品,無（wú）燃燒、爆炸、有毒（dú）等風險,使用安全、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性（xìng）
 
　　與氨法煙氣脫硫工（gōng）藝相比,石（shí）灰石-石（shí）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可能（néng）性小,無特種工種,無（wú）危險工序,風險係數低,安全優勢（shì）大,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為其安全風險大,事故幾率高。因此（cǐ）,火電（diàn）、鋼鐵和冶煉行業基本（běn）上不采用氨法而采（cǎi）用石灰石-石膏法（fǎ）脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保（bǎo）性分（fèn）析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石（shí）屬於天然原材料,隻需采取簡易的通風（fēng）、防（fáng）塵措施,對環境汙染和健（jiàn）康危害小。氨泄（xiè）漏存在汙（wū）染作業環境和大氣環境的風險,可能危害人體健康和傷害（hài）動植物。氨水泄漏應及時用酸中（zhōng）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（chéng）為世界性難題,大多數情況下隻（zhī）能作為（wéi）工業垃（lā）圾予以廢棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業（yè）生產,使硫資（zī）源得到（dào）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（xìng）
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法脫硫工藝具（jù）備以下優勢:一（yī）是大（dà）氣汙（wū）染小,無CO2排放,SO2排放（fàng）濃度低,尾氣總排量（liàng）少;二是無廢水（shuǐ）排放,無需處理;三是灰泥廢渣排量很少,僅占（zhàn）脫硫石膏總排量（liàng）的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合（hé）優勢很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可（kě）再（zài）生利用硫資源,符合循環（huán）經（jīng）濟發展戰略,這是石灰石（shí）-石膏法煙氣脫硫技術所無法比擬的。尤其是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨（ān）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,且無運輸、裝卸、儲存和使用（yòng）液氨（ān）的安（ān）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（jì）術為主的根本原（yuán）因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫（liú）資源緊缺,60%需（xū）要進口,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放量（liàng）卻高居世界首位,提高SO2利用率可大幅減少（shǎo）硫資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放（fàng）量又（yòu）占總排量的60%。這（zhè）裏所指（zhǐ）的SO2排放量不（bú）包含已轉化成難（nán）以回用的脫硫（liú）石膏等含硫廢渣。同時,我國優（yōu）勢世界氮肥（féi）大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發展（zhǎn）,而且具有脫硫脫（tuō）硝一體化的特（tè）點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立（lì）法等手段推廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技（jì）術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨（ān）法脫硫改造。

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