江山氨法與（yǔ）石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

江山       隨著（zhe）我國對（duì）大氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術越（yuè）來越多,脫硫效率也越（yuè）來越高。目前,我國煙氣脫硫技術主要有（yǒu）幹法、半幹法和濕法（fǎ）三種。其中濕（shī）法脫硫工藝應用最廣（guǎng）,濕法脫硫包括氨（ān）法(即氨（ān）-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金（jīn）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-石膏濕（shī）法脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電、鋼（gāng）鐵和有色冶煉行業,而氮（dàn）肥、焦化和煤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-石膏法脫硫技術已有幾十年的運行（háng）經（jīng）驗,是（shì）目前世界技術上成熟、實用業績（jì）最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石磨成（chéng）粉後與水混合,職稱石灰石漿（jiāng）液,不（bú）斷補充道吸收塔內。煙氣（qì）在吸收塔（tǎ）內向上流動北鄉（xiāng）下流動的循環漿液以逆流方式洗滌,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吸收塔中,氣體和液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的（de）CaSO4在吸收塔底部與（yǔ）鼓入的氧化空氣發生化學反應,最終生成石膏。吸收塔（tǎ）底（dǐ）部的石膏（gāo）漿液先在水力（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（dào）含水量小於10%的（de）石膏。脫（tuō）硫後的經驗起經兩級除霧器（qì）去除水（shuǐ）分,通過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝（yì）係統主（zhǔ）要包括:煙氣係統、吸收（shōu）氧化（huà）係統、漿（jiāng）液製備係統、石膏脫水（shuǐ）係統、排放係統等,脫硫效（xiào）率高達95%,吸收器利用率90%,鈣（gài）硫比低,脫硫塔阻力約（yuē）2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持（chí）較高的脫硫效率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫（liú）技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將（jiāng）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;脫硫後（hòu）的淨煙氣經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞（yà）硫酸銨在塔底（dǐ）被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取（qǔ）出（chū）泵從脫硫塔打（dǎ）入母液箱,在進入設置有抽真空係統的（de）政法結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下（xià）降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器（qì）出口為含固量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分（fèn）離後（hòu）進入幹（gàn）燥劑糟溜,得到含水（shuǐ）率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包（bāo）括:煙氣係統、吸（xī）收氧化係統、脫水係統等,脫硫效（xiào）率高達99%,並可同時（shí）脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻（zǔ）力（lì）僅約1kPa,脫硫副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分（fèn）析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石（shí）灰（huī）石（shí）—石膏法占地麵積相對較大,幾乎是氨法的（de）兩（liǎng）倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法的（de）兩倍;(3)石灰（huī）石—石膏法漿液循環量大,耗電量較高（gāo）;(4)氨法脫硫效率高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫（tuō）硫技術存在問題是愛出（chū）煙氣中（zhōng）的按生成亞硫酸銨（ǎn）、硫酸（suān）銨和氯化（huà）銨等（děng）難以除去（qù）的氣溶膠,造成氨損失和煙霧（wù）排放;硫胺結晶過（guò）程能耗（hào）大（dà）,對加熱器材質要求較高（gāo）;設備國產化程度較（jiào）石灰石—石膏（gāo）法較（jiào）低。
 
　　3.2 經濟分析（xī）
 
　　石（shí）灰石—石膏法所用脫硫劑石（shí）灰石價格（gé）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（dà）。隨著工藝和設備國產化程度的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降低,其運行費用主要（yào）集（jí）中（zhōng）在點好上,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術（shù）的（de）副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸（dūn）,銷售收入可以抵消大部分脫硫成本,時期發電成本（běn）低於（yú）石灰石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用（yòng）的（de）脫硫劑（jì）為石灰石,石灰石物化性質穩定,直接接觸對人體無危（wēi）害。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係統和（hé）皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石（shí）灰石不屬於易燃、易爆、易中毒（dú）物品（pǐn）,便於運輸、加工和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極（jí）易（yì）溶於水,對皮膚粘膜（mó）有刺激和腐蝕作用,高濃度的氨可引（yǐn）起化（huà）學性咽喉炎、肺炎等,吸（xī）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（fū）凍傷。氨通常儲（chǔ）存在密閉容器和管道內,即使在使用過程中,也必須處於完好密閉狀態,應采取有效的安全措施予（yǔ）以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的產品是脫（tuō）硫石膏,脫硫（liú）石膏（gāo）對人體無直（zhí）接（jiē）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,但總體消耗量有（yǒu）限。火電、鋼鐵和（hé）冶煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積（jī）如山,存在潰壩、塌方的危險（xiǎn）,應予以防範。硫（liú）酸銨為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危（wēi）險化（huà）學品,無燃（rán）燒、爆炸、有毒等風險,使用（yòng）安全、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法（fǎ）煙氣脫硫工藝相比（bǐ）,石灰石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等（děng）危（wēi）險作業（yè）,發生一般以上（shàng）事故（gù）的可能性（xìng）小,無特（tè）種工種（zhǒng）,無危險工序,風險係數低,安全（quán）優（yōu）勢大,尤其是（shì）非化工從業（yè）人員對“氨”的（de）人事不足,認為（wéi）其安全風險大,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶（yě）煉行業基本上不采用氨（ān）法而采用石（shí）灰石-石（shí）膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保（bǎo）性
 
　　石灰石屬於天然原材料（liào）,隻需采取簡易的通風、防（fáng）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,可能危害人體健康和傷害（hài）動植（zhí）物。氨水泄漏應及時用（yòng）酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保（bǎo）性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成為世界性難（nán）題,大多數情況下隻（zhī）能作為工業（yè）垃圾予以廢（fèi）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,廣泛應用於農業生（shēng）產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫酸銨（ǎn）的環保（bǎo）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（fàng）濃度低（dī）,尾氣總排量少;二是無廢水（shuǐ）排放,無需處理（lǐ）;三是灰泥廢渣排量很少（shǎo）,僅占脫硫石膏（gāo）總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優勢很（hěn）大,主要是變廢為寶（bǎo）、低碳環保,可再生利用硫資源,符（fú）合（hé）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擬（nǐ）的。尤其是（shì）氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作（zuò）脫硫劑,既解決了廢水（shuǐ）處理問題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲（chǔ）存和使用液氨的安全風險。這也是氮（dàn）肥、焦化（huà）和煤化工等行業采用氨法煙氣脫硫技術為主（zhǔ）的根本原因。
 
　　4、 建議（yì）
 
　　我國硫資源緊缺（quē）,60%需要進口,對外依存度高。與此同時（shí）,我國SO2排放量卻高居世界首位,提高SO2利用率可大（dà）幅減少硫資源的進口量（liàng）。通常（cháng）,大（dà）氣中SO2主要來源於煤炭燃燒,占（zhàn）SO2總（zǒng）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排放量不包含（hán）已轉化成難以回用（yòng）的脫硫石膏等含（hán）硫廢渣。同時,我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。氨法脫（tuō）硫適合我國國（guó）情、負荷循環經濟發展（zhǎn）,而且具有脫硫脫硝一體化的特點（diǎn）,其應用前景將越來（lái）越廣闊。因此,建議通過行政、立法等手段（duàn）推廣和（hé）普及氨法石（shí）灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火（huǒ）電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造（zào）。