賀州氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我國對大氣汙染（rǎn）和環境保護的日益（yì）重視,煙氣脫硫技術得到了快速（sù）發（fā）展,脫硫技術越來越多,脫硫效率也（yě）越來越高。目前,我國（guó）煙氣脫硫技術（shù）主（zhǔ）要有幹法（fǎ）、半幹法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿（jiǎn）法)和金屬氧化物吸收法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石（shí）灰石（shí）-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用在火（huǒ）電、鋼鐵和有（yǒu）色冶煉行業,而氮肥、焦化（huà）和煤化工行業（yè）多以氨法為主（zhǔ）。

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　　1、 石灰石（shí）-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（shì）界（jiè）技術上成（chéng）熟、實用業績最（zuì）多、運（yùn）行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石（shí）灰石-石膏法脫硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石（shí）灰石漿液（yè）,不斷補充道（dào）吸收塔內（nèi）。煙氣（qì）在吸收塔內向（xiàng）上流動北鄉下流動的循環（huán）漿液以逆流方式洗滌,循環漿液則通過循（xún）環泵向（xiàng）上輸送到噴漿層內設置（zhì）的噴嘴噴射（shè）到吸收塔中,氣體和（hé）液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的（de）CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空氣發生化學反應,最終生成石膏。吸收塔底部的石膏漿液先（xiān）在水力激流（liú）器中脫水支含固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得到含水量小於10%的石（shí）膏（gāo）。脫硫後的經驗起經兩級除霧器去（qù）除水分,通過煙道進（jìn）入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）脫硫（liú）工藝係統主（zhǔ）要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液製備係統、石膏脫水係統、排（pái）放係統等,脫硫效率高達95%,吸收（shōu）器利用率90%,鈣硫比低,脫硫（liú）塔阻力（lì）約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較（jiào）高（gāo）的脫硫效率和較好（hǎo）的（de）係（xì）統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技（jì）術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣（qì）引入脫硫塔中,與（yǔ）循（xún）環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫（liú）酸銨;脫硫後（hòu）的淨煙氣經二級除霧器去除霧滴（dī）,由煙囪排向大氣。亞硫（liú）酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫（liú）胺溶液由料液取（qǔ）出泵從脫硫塔打入母液（yè）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（fèi）點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低（dī）了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的（de）硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進（jìn）入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產（chǎn）品。
 
　　氨法脫硫工藝主要（yào）包括:煙氣係統（tǒng）、吸收氧化係（xì）統、脫水係統等,脫硫效率（lǜ）高達99%,並可（kě）同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率（lǜ）100%脫（tuō）硫塔阻力僅（jǐn）約1kPa,脫硫副產品為硫酸銨（ǎn）。
 
　　3、 綜合分（fèn）析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相對較大,幾乎是氨（ān）法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石（shí）灰石—石膏（gāo）法漿液（yè）循環量大,耗（hào）電量較高;(4)氨法脫硫效率高,且（qiě）可脫除部分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（liú）酸銨和氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損（sǔn）失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要（yào）求較高;設備國（guó）產化程度較石灰（huī）石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟（jì）分（fèn）析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫硫技術（shù）吸收劑氨（ān）的費用較高（gāo）,占運行成本（běn）的比重較大。隨著工藝和設備國產化（huà）程度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降（jiàng）低,其運行費用（yòng）主要集中在點好上,因此進（jìn）一步（bù）降（jiàng）低電耗是石灰（huī）石—石（shí）膏（gāo）法工藝技改的關鍵。氨法脫（tuō）硫技術的副產品（pǐn）硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入（rù）可以抵消大部分脫硫成本,時期發電成本低於石灰石—石膏法,可以（yǐ）預測當煙（yān）氣中SO2含量更高時,氨（ān）法脫硫項目有可能實現（xiàn）盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石（shí）法（fǎ）煙氣脫（tuō）硫所使用的脫硫劑為石灰石,石灰石物化性質穩定,直接接（jiē）觸對（duì）人體無危（wēi）害。加工時（shí）有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石灰（huī）石（shí）不屬於易燃、易爆、易中（zhōng）毒物品,便於運（yùn）輸、加工和貯存,使用安全可靠（kào）。
 
　　氨屬於危險化學（xué）品,有強烈的刺激氣味（wèi）,易（yì）燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易（yì）溶於水,對皮膚粘（zhān）膜（mó）有（yǒu）刺激和腐蝕（shí）作用,高濃度的（de）氨可引起（qǐ）化學性咽喉炎、肺炎等,吸（xī）入後可引起反（fǎn）射性呼吸停止（zhǐ）、心（xīn）髒停搏（bó）、直接接觸時可（kě）致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管道內,即使在使用（yòng）過（guò）程中（zhōng）,也（yě）必須處於完好密閉狀態,應采取有（yǒu）效的安全措（cuò）施予以防（fáng）範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石（shí）-石膏法煙氣脫硫的產品是脫硫（liú）石膏,脫（tuō）硫石膏對人體無直接危害,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也用作工業材料,但總體（tǐ）消耗（hào）量有限。火電、鋼鐵（tiě）和冶煉企業均運出廠外,填（tián）溝築路,覆土造田;或租地存放,堆（duī）積如山,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農（nóng）業生產,不屬於危險化學品,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可能性小,無特種（zhǒng）工種,無危險工序,風險係數低,安全優勢大,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為其（qí）安全風險大（dà）,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵（tiě）和冶（yě）煉行業基本上不采用氨法而采用石灰石-石（shí）膏法脫硫（liú）技術。
 
　　3.3.4 環（huán）保性分（fèn）析
 
　　(1)脫硫（liú）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（fēng）、防塵措施,對環境汙染和健（jiàn）康危害小。氨泄漏存（cún）在汙（wū）染作業環境和大氣環境（jìng）的風險,可能危害人體健康和傷害（hài）動植物。氨水泄漏（lòu）應及時用酸中和處（chù）理。
 
　　(2)產品（pǐn）的環保性
 
　　脫硫（liú）石膏是工業廢渣,其回收利用已成（chéng）為世界性難題,大多數情況下隻能作為工業垃（lā）圾予（yǔ）以廢棄和存（cún）放,且隨時存（cún）在汙染環境的可能（néng）;而硫酸銨（ǎn）是化學肥料,廣泛應（yīng）用於農業生產,使硫資源得（dé）到再生利用。顯（xiǎn）然,硫酸（suān）銨的環保優勢（shì）大大（dà）高於脫硫石膏（gāo）。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣（qì）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排放（fàng）濃度低,尾氣總排量少;二（èr）是無廢水排放（fàng）,無需處理;三是灰泥廢渣排量很少,僅占脫（tuō）硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣（qì）脫硫的綜合優（yōu）勢很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源（yuán）,符合循環經（jīng）濟發展戰略,這是石灰石-石膏法煙氣（qì）脫硫技術所無法比擬（nǐ）的。尤（yóu）其（qí）是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢（fèi）氨水,可直接用作脫硫（liú）劑,既解決了（le）廢水處理問題,回收但資源,且無運輸、裝卸（xiè）、儲存和使用（yòng）液（yè）氨的安全風險。這也是氮肥、焦化（huà）和煤化工等行業采用氨法煙氣脫硫技術為主的根本（běn）原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口（kǒu）,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放量卻高居世界首位,提高SO2利用率可大幅（fú）減少硫資源的進口量（liàng）。通常,大氣中SO2主要來源於（yú）煤炭燃燒（shāo）,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所指的SO2排放量不（bú）包含已轉化成（chéng）難以回用的脫硫石膏等含硫廢（fèi）渣。同時,我（wǒ）國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨（ǎn）具有較大的市場潛力。氨（ān）法（fǎ）脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫脫硝（xiāo）一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立法等手段（duàn）推（tuī）廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓（gǔ）勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的（de）氨法脫硫改造。

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