高（gāo）唐氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我國對大氣汙染和（hé）環境保護的日益重視,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫（liú）技術越來越多,脫（tuō）硫效率也越來越高。目（mù）前,我國煙氣（qì）脫硫技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕法脫（tuō）硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括（kuò）氨法(即氨（ān）-硫酸（suān）銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和（hé）金屬氧化物吸收法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采（cǎi）用的是石灰石-石膏（gāo）濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有（yǒu）色冶煉行業,而氮（dàn）肥、焦化和煤（méi）化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石（shí）-石膏法脫硫技術特點（diǎn）
 
　　石灰石-石膏（gāo）法脫硫技術已有（yǒu）幾十年的運行經驗,是目前世界技術上成熟（shú）、實用業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝（yì）。
 
　　石灰（huī）石-石膏（gāo）法脫硫是把石灰石磨（mó）成粉後（hòu）與水混合,職稱石灰石漿液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向上流動北鄉下流動的循環漿液以逆流方式洗滌,循環漿（jiāng）液則（zé）通過循環泵向上輸送到噴漿層內設置的噴嘴噴射到吸（xī）收塔中,氣體和液體得（dé）以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和（hé）HF,同時生（shēng）成的CaSO4在吸收塔底部（bù）與鼓入（rù）的氧化空氣發生化（huà）學反應,最終生成石（shí）膏。吸（xī）收（shōu）塔底部的石膏漿液先在水力激流（liú）器中脫水支（zhī）含固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得到含水量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩（liǎng）級除霧器去除水分,通過煙道進入煙（yān）囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包（bāo）括:煙氣係統、吸收氧化係（xì）統（tǒng）、漿液製備係統、石膏脫水係統、排放係統等,脫硫效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低（dī）,脫硫塔阻（zǔ）力約（yuē）2000kPa,脫硫（liú）副產品為石膏（gāo）。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫（liú）效率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫（tuō）硫工藝是將原煙氣引入脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫（liú）後的淨煙氣經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排向（xiàng）大氣。亞硫酸銨在塔（tǎ）底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母液（yè）箱（xiāng）,在（zài）進入設置有抽真空係統的政法結晶器（qì）,料（liào）液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔（jié）淨器（qì）出（chū）口為含固量30%的（de）硫酸銨料漿,經離心（xīn）機進一步分離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率（lǜ）3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係統（tǒng）、吸收氧（yǎng）化係統、脫水係統等,脫硫效率高達99%,並可同（tóng）時脫除（chú）20%左右的（de）NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為硫酸銨（ǎn）。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析（xī）
 
　　(1)石灰石—石（shí）膏法占（zhàn）地麵積（jī）相對較大（dà）,幾乎是氨法的兩倍（bèi）;(2)脫硫塔阻力大（dà）,幾乎是氨法（fǎ）的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量（liàng）大,耗電量較高;(4)氨法（fǎ）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、硫酸銨和氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損失（shī）和煙霧排（pái）放;硫胺結晶過程能耗大,對（duì）加（jiā）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（xī）
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石灰石價（jià）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（suí）著工藝和設備國產化程度的不斷提高,石灰石（shí）—石膏法造價已大幅降低,其運行（háng）費用主要集（jí）中在點好上（shàng）,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝（yì）技改（gǎi）的關鍵。氨法脫硫（liú）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,時期發電成本低於石灰（huī）石—石膏法,可以預測當（dāng）煙氣中SO2含量（liàng）更高時,氨法脫硫（liú）項目有可能（néng）實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全（quán）性
 
　　石灰石法煙氣（qì）脫硫所（suǒ）使用的脫硫（liú）劑為石灰石,石灰石物化性（xìng）質穩定,直（zhí）接接觸對人體無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係（xì）統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石灰石不屬於（yú）易燃、易爆、易中毒物品（pǐn）,便於運輸、加工和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化（huà）學品,有強烈的刺激氣（qì）味,易燃、易爆、有毒、有腐（fǔ）蝕,極易溶於（yú）水,對皮膚粘膜有刺激和腐（fǔ）蝕作用,高濃（nóng）度的氨可引起（qǐ）化學性咽喉炎、肺炎等,吸入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（dòng）傷。氨通常儲（chǔ）存（cún）在密閉容器和管道內（nèi）,即使在使用過程中,也必須處於完好密閉狀態,應（yīng）采取有效的安全（quán）措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石（shí）膏法煙氣脫硫（liú）的產品是脫硫石膏,脫（tuō）硫石膏對人體無直接危害,也不存在火災、爆（bào）炸和中毒危險,多用（yòng）於建築行業,也用作工業材料,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土造田（tián）;或租地存放,堆積如山,存在潰壩、塌方（fāng）的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於（yú）農業生產,不屬於（yú）危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險（xiǎn）,使用安全、可靠（kào）、無不（bú）良影響（xiǎng）。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣（qì）脫硫工（gōng）藝相比（bǐ）,石（shí）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可能（néng）性小,無特（tè）種工種（zhǒng）,無危險工序,風險係數低,安全優勢大（dà）,尤其（qí）是非化工從業人員對“氨（ān）”的人事不足,認為其安（ān）全風險大,事故（gù）幾率（lǜ）高。因此,火（huǒ）電、鋼鐵和冶煉行（háng）業基本上（shàng）不采用（yòng）氨法而采用石灰石-石膏法脫（tuō）硫（liú）技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石（shí）屬於天然原材料（liào）,隻需采取簡易的通風、防塵措施,對環境（jìng）汙染和（hé）健康危害小。氨泄漏存在汙染作（zuò）業環境（jìng）和大（dà）氣環境的（de）風險,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏應及時用酸中（zhōng）和處理。
 
　　(2)產品的（de）環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣（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,且隨時存在汙（wū）染環境的可能;而硫酸銨是（shì）化學肥料,廣泛應用於農（nóng）業生產,使硫資源得（dé）到（dào）再生利用。顯（xiǎn）然,硫酸銨的環保優勢大大（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勢:一（yī）是大氣汙染小（xiǎo）,無CO2排放,SO2排放（fàng）濃度（dù）低,尾氣總排量少;二是無廢水排（pái）放,無需處理;三是灰（huī）泥廢渣排量很少,僅（jǐn）占脫硫石（shí）膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙（yān）氣（qì）脫硫的綜合優勢（shì）很大,主要是變廢為寶、低碳（tàn）環保,可再生（shēng）利用硫資源,符合循環經濟發展戰略,這是（shì）石（shí）灰石-石（shí）膏法煙氣（qì）脫硫（liú）技術（shù）所無法比擬的。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,既解決了廢水處理問（wèn）題,回收（shōu）但資（zī）源,且無運輸（shū）、裝卸、儲存和使用液氨的安全風險。這也是氮肥、焦化和煤化（huà）工等（děng）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,60%需要（yào）進口,對（duì）外（wài）依存度高（gāo）。與此同（tóng）時,我國SO2排放量卻高（gāo）居世界首位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤炭燃燒,占SO2總（zǒng）排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總（zǒng）排量的60%。這裏所指的SO2排放量不包含已轉化成難以（yǐ）回用的脫硫（liú）石膏等含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場潛力。氨法脫硫適（shì）合我國（guó）國情、負（fù）荷循環經濟發展,而且具有脫硫脫硝（xiāo）一體化的特點,其應用（yòng）前景將越來越廣闊。因此（cǐ）,建議通過（guò）行政、立法等手段推廣和（hé）普及氨（ān）法（fǎ）石（shí）灰石-石膏法煙氣（qì）脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉（liàn）行業（yè）實施煙氣脫硫項目的氨法脫（tuō）硫改造。