江蘇氨法與石灰石—石膏（gāo）法煙氣脫硫技（jì）術比較分析

江蘇       隨（suí）著我國（guó）對大氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣脫硫技術（shù）得到了快速（sù）發展,脫硫技術越來越多,脫硫（liú）效率也越（yuè）來越高。目前,我國煙氣脫硫技術主要有幹法、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（ān）法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化物吸收法等,我國90%以上的煙（yān）氣脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而（ér）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（shí）灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年的運行經驗,是目前世界（jiè）技術上成熟、實（shí）用業績（jì）最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石（shí）灰石-石（shí）膏法脫（tuō）硫是把石灰石磨成粉後與水混合（hé）,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（xún）環漿液以逆流方式洗滌,循環漿液則通過循（xún）環泵向（xiàng）上輸（shū）送到噴（pēn）漿層內設（shè）置的噴嘴噴射到吸（xī）收塔中,氣體和液體（tǐ）得以充分接觸,一（yī）邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同（tóng）時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓（gǔ）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在水力激流器中（zhōng）脫水支含固（gù）量（liàng）餘額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得（dé）到含（hán）水量小於10%的石膏（gāo）。脫硫後的經驗起經兩級除霧器去除水分,通過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工（gōng）藝係統主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統（tǒng）、漿液製備係統、石膏脫水係統、排放係統等,脫硫效（xiào）率高達（dá）95%,吸收器利（lì）用率90%,鈣硫比（bǐ）低,脫硫塔（tǎ）阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不同的煙氣（qì）負荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫效（xiào）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（qì）引入脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流接（jiē）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（yóu）煙囪排向大氣（qì）。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺（àn）溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入設（shè）置有抽真空係統的政法結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸（zhēng）汽用量;蒸發潔淨器出口（kǒu）為含固量30%的（de）硫（liú）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（tuō）硫工藝（yì）主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統（tǒng）、脫水係統等,脫硫效（xiào）率（lǜ）高達99%,並可同時脫（tuō）除20%左右的NOX,吸收劑（jì）利用率（lǜ）100%脫硫塔（tǎ）阻力僅約1kPa,脫硫副產品（pǐn）為硫酸銨。
 
　　3、 綜（zōng）合（hé）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（ān）法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大（dà）,幾乎是氨（ān）法的兩倍;(3)石灰石—石膏法（fǎ）漿液循（xún）環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高,且（qiě）可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技（jì）術存在問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸（suān）銨和氯化銨等難以（yǐ）除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程（chéng）能耗大,對加熱器材質要求較（jiào）高（gāo）;設備國產化程度較（jiào）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低廉,二（èr）氨法脫硫技術（shù）吸（xī）收（shōu）劑氨的費（fèi）用（yòng）較高,占運行成本的比重較大。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,其運行費用主要集中在點好上,因此進（jìn）一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改的（de）關鍵（jiàn）。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價（jià）在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部（bù）分脫硫成本,時期發電成本（běn）低於石灰石—石膏法,可以預測當（dāng）煙氣中SO2含量更高時（shí）,氨法脫硫項目有可能（néng）實現盈（yíng）利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全（quán）性
 
　　石灰石法煙氣脫硫（liú）所（suǒ）使用的脫硫劑為石灰石,石灰石物化（huà）性質穩定,直接（jiē）接觸對人體無危害。加工時有揚塵,會刺激（jī）眼睛（jīng）、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩予以防護。石（shí）灰石（shí）不屬於易燃、易爆（bào）、易中毒物（wù）品,便於運輸、加工和貯存,使用安全可（kě）靠。
 
　　氨屬於（yú）危險化學（xué）品,有強烈的（de）刺（cì）激氣味,易燃、易爆（bào）、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕（shí）作用,高濃度的氨可引起化學性咽喉（hóu）炎、肺炎等,吸入後可引（yǐn）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）存在密閉容器和管道內,即使在使用（yòng）過（guò）程中,也必須處於完好密閉狀態,應采取有效的（de）安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體無直接危害,也不（bú）存在火災、爆炸和中毒危險,多用（yòng）於（yú）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（yè）均運出（chū）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,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險化學品（pǐn）,無燃燒、爆炸、有毒（dú）等（děng）風險,使用安全、可靠、無不良（liáng）影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣（qì）脫硫（liú）工（gōng）藝相比,石灰石-石膏（gāo）法（fǎ）不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一般以（yǐ）上事故的（de）可能性小,無特種工種,無危險工序,風（fēng）險係（xì）數低,安全優勢（shì）大,尤其是（shì）非化工從業（yè）人員對“氨”的人（rén）事不足,認為其安（ān）全風險大,事故幾（jǐ）率（lǜ）高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上（shàng）不采用氨法而采用石灰石-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性（xìng）
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻（zhī）需采取簡易的（de）通風、防塵措（cuò）施,對環境汙染（rǎn）和健康危害小。氨泄漏存在（zài）汙染作業環境（jìng）和大氣環（huán）境的風險,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏應及時用酸中和處理（lǐ）。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是（shì）工業廢渣,其回收利用已成（chéng）為世界性難題,大多數情況下（xià）隻能作（zuò）為工業垃圾予以廢棄（qì）和存放,且（qiě）隨時存在汙染環境（jìng）的可能;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（shí）膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫（tuō）硫（liú）工藝較石灰石-石膏法（fǎ）脫硫工藝具備以下優勢:一是大氣汙染小,無CO2排（pái）放,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二是無廢水排放,無（wú）需處理（lǐ）;三是灰泥廢渣排量（liàng）很少,僅占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分（fèn）析結論
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優勢很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源,符合循環經濟發展戰略,這是石灰石-石膏法（fǎ）煙氣脫硫技術所無法比擬的。尤其是氮肥和煤（méi）化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既（jì）解決了廢水處理（lǐ）問題,回收但（dàn）資源,且無運輸、裝卸、儲存和（hé）使用液氨的安全風（fēng）險。這也是氮肥、焦化和煤化工等行業采用氨法煙氣脫（tuō）硫技術為主的根本（běn）原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要（yào）進口,對外（wài）依存度高。與此同時,我國SO2排放量卻高居世界首位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來（lái）源（yuán）於煤炭燃燒,占SO2總排量的（de）94%,而火電廠SO2排放量又占總排（pái）量的60%。這裏所指的SO2排放量不包含已轉化成難以回用的脫硫石膏等含硫廢渣（zhā）。同時,我國優勢世界氮（dàn）肥大國,土壤嚴（yán）重缺硫,硫銨具有較大的市場（chǎng）潛力。氨法脫硫適合（hé）我國國情、負（fù）荷循環經濟（jì）發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政、立法（fǎ）等手段推廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫（tuō）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法脫硫改造。