晉城氨法（fǎ）與石灰石—石膏法煙氣（qì）脫硫技術比較分析

晉城       隨著我國對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（shù）越來越多,脫硫效率也越來越高。目前,我國煙氣脫硫技（jì）術主要有幹法、半幹法和濕（shī）法三種。其中濕法脫硫工藝應（yīng）用（yòng）最廣,濕法（fǎ）脫（tuō）硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石（shí）膏法（fǎ）)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化物吸收法等,我國（guó）90%以上的煙氣脫硫（liú）工程（chéng）采用的是石灰石（shí）-石膏濕法脫硫工藝。石（shí）灰石（shí）法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥（féi）、焦化（huà）和煤化（huà）工（gōng）行業多以氨（ān）法為主。

晉城（chéng）

 
　　1、 石（shí）灰石-石膏法脫硫技術特（tè）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）界技術（shù）上（shàng）成熟、實用業績最多、運行狀況較穩定（dìng）的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫（liú）是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰石（shí）漿液,不斷（duàn）補充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內（nèi）向（xiàng）上流動北鄉下流動的循環漿液以逆（nì）流方式（shì）洗滌,循環（huán）漿液則（zé）通過循環泵向上輸送到噴漿層內設置的噴（pēn）嘴噴射到吸收塔中,氣體（tǐ）和液體得以（yǐ）充分（fèn）接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空氣發生化學反應,最終（zhōng）生成石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在水力激流器中脫水支含固量餘額40%,然（rán）後經帶式真（zhēn）空（kōng）過濾機（jī）過濾,得（dé）到含水量小於10%的石膏。脫（tuō）硫後的經驗起經（jīng）兩級除霧器去除水分,通（tōng）過（guò）煙（yān）道進入煙囪排向大（dà）氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統（tǒng）、吸收氧化（huà）係統（tǒng）、漿（jiāng）液製備係統、石膏脫水係統、排放係統等,脫（tuō）硫效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不（bú）同的煙氣負荷及SO2濃度下（xià）均可保持較高（gāo）的脫硫效率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原（yuán）煙氣引入脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流接觸（chù）反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經二級除霧器去除（chú）霧滴,由煙囪排向（xiàng）大氣。亞硫酸銨在塔底被（bèi）氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出泵從脫硫塔（tǎ）打入母液箱,在進入設置有抽真空係統的政法結晶器,料液（yè）在70℃左（zuǒ）右（yòu）達到（dào）沸點,比正常蒸發下降了（le）40℃,大（dà）大降低了蒸（zhēng）汽用（yòng）量;蒸發潔淨（jìng）器出口為含固量30%的（de）硫酸銨料（liào）漿,經離心機進一步分離後進入幹燥劑糟（zāo）溜,得（dé）到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨（ān）法脫硫工藝主要包括:煙（yān）氣係統、吸收（shōu）氧化係統、脫水係統等,脫硫效率高達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為硫酸（suān）銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相（xiàng）對較大,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔（tǎ）阻力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大,耗（hào）電量較高;(4)氨法脫硫效率（lǜ）高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在（zài）問題是愛（ài）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,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程（chéng）能耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化（huà）程度較石灰（huī）石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰（huī）石—石膏法（fǎ）所用脫硫劑石灰石價格低廉,二氨法（fǎ）脫硫技術吸收劑氨的費（fèi）用較高,占運行成本的比重較大（dà）。隨（suí）著工藝和設備國產化程度（dù）的不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅（fú）降低,其運行費用主要集中在點好上,因此進一（yī）步降低電耗是石灰石—石膏法工（gōng）藝技改的關鍵。氨法脫硫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（fèn）脫硫成本,時期發電成本低於（yú）石灰石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高時（shí）,氨法脫硫項目有可能實（shí）現盈利（lì）。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石（shí）灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石灰石（shí）物化性質穩定,直接接觸對（duì）人體無危害（hài）。加工時有揚塵,會刺（cì）激眼睛、呼吸係統和皮膚（fū）,應佩戴防塵口罩予（yǔ）以防護。石灰石不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工和貯存,使（shǐ）用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學（xué）品,有強（qiáng）烈的刺激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶（róng）於水,對皮（pí）膚粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃度的氨可引起化學（xué）性咽喉炎（yán）、肺炎等,吸入（rù）後可引起反射性呼吸停止、心（xīn）髒停搏、直接接觸時（shí）可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管（guǎn）道內,即使（shǐ）在使用過程中（zhōng）,也必須處於完好（hǎo）密閉（bì）狀態,應采取有效的安全措施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全（quán）性
 
　　石灰石-石（shí）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,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建（jiàn）築行業,也用作工業材料,但（dàn）總體消耗量有（yǒu）限。火電、鋼鐵和（hé）冶煉企業（yè）均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積如山,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（yīng）用於農業生產（chǎn）,不屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒（dú）等風險,使用安全、可靠、無（wú）不（bú）良影響。
 
　　3.3.3 工藝（yì）的安全（quán）性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相（xiàng）比,石灰石-石膏法不涉及易（yì）燃、易爆、有毒等（děng）危險作業,發生一般以上事故的可能性小,無特（tè）種工種,無危險工序,風險係數低,安全優勢大,尤其是非化工從業（yè）人員對“氨”的人事不足,認為其（qí）安全風險大,事（shì）故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用氨法而采用石灰石-石膏（gāo）法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分（fèn）析
 
　　(1)脫硫劑（jì）的環（huán）保性
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需采取簡（jiǎn）易的通風、防塵（chén）措施,對環境汙（wū）染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作（zuò）業環境和大氣環境的風險,可能危害人體健（jiàn）康和傷害動植物。氨水泄漏應及時用酸中（zhōng）和處理。
 
　　(2)產（chǎn）品的（de）環保性
 
　　脫硫（liú）石膏（gāo）是工業廢渣,其回收利用（yòng）已成為世（shì）界（jiè）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（cún）在汙（wū）染環境（jìng）的可能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業生產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫酸銨的環保優（yōu）勢大大（dà）高於脫（tuō）硫石膏（gāo）。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝（yì）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排放濃度低,尾氣總排量少;二是無廢水排放,無需處（chù）理;三是（shì）灰泥廢渣排量很少,僅占（zhàn）脫（tuō）硫（liú）石膏總排量的（de）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（biàn）廢為（wéi）寶、低碳環保,可再生利用（yòng）硫資源,符合循環經濟發展戰略,這是石（shí）灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無（wú）法比擬的。尤其是氮（dàn）肥和煤化工企業副產5%～8%廢（fèi）氨水,可直接用作脫硫劑,既解決了廢水處理問題,回（huí）收但資源,且無（wú）運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全（quán）風險。這也是氮肥（féi）、焦化和煤化工等行業采用氨法煙氣脫硫技術為主的根本原（yuán）因（yīn）。
 
　　4、 建議
 
　　我國（guó）硫資源緊缺（quē）,60%需要進口,對外依存度（dù）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（lǜ）可（kě）大幅減少硫資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來（lái）源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火（huǒ）電廠SO2排放量又占（zhàn）總排（pái）量的60%。這裏所指（zhǐ）的SO2排放（fàng）量不包含已轉（zhuǎn）化成難以回用的脫硫石膏等含硫廢（fèi）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（lì）。氨法脫硫適合我國國（guó）情（qíng）、負（fù）荷循（xún）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（guò）行政、立法等手段（duàn）推廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫（tuō）硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉（liàn）行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。