錦州氨法與石灰石—石（shí）膏法煙氣脫硫技術比較分析

錦州       隨著我（wǒ）國對大（dà）氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣（qì）脫硫技術得到了快速發展,脫硫技術越（yuè）來越（yuè）多,脫硫效率也越來越高。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（fǎ）脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化物吸（xī）收（shōu）法等,我國（guó）90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石（shí）膏濕法（fǎ）脫硫工藝。石灰石（shí）法主（zhǔ）要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化（huà）和煤化工（gōng）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經驗,是目（mù）前世界技術上成熟、實用業績最多、運行狀（zhuàng）況較（jiào）穩定的脫硫工（gōng）藝。
 
　　石灰石-石膏法脫（tuō）硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰石漿液,不（bú）斷補充（chōng）道吸收（shōu）塔內。煙氣在吸（xī）收塔內向上流動北鄉下流動（dòng）的循環漿液（yè）以逆流（liú）方式洗滌,循環漿（jiāng）液則通過循環泵（bèng）向上輸（shū）送（sòng）到噴漿層內設置的噴嘴噴射（shè）到（dào）吸收塔中,氣體和液體（tǐ）得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底（dǐ）部與鼓入的氧化空氣發生化學反應,最終生（shēng）成石（shí）膏。吸收塔底（dǐ）部的（de）石膏漿液先在水力激流器中脫水支含（hán）固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得（dé）到含水量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起經（jīng）兩級除霧器去除水分,通過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰（huī）石-石膏法（fǎ）脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸收氧（yǎng）化係統、漿液製備係統、石膏脫水係統、排放（fàng）係統等,脫硫效率高達95%,吸收器利用（yòng）率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副（fù）產品（pǐn）為石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度（dù）下均可保持較高的脫硫（liú）效率和較好的係統穩定性（xìng）。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣引（yǐn）入脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經二級除霧器去除霧滴（dī）,由煙囪（cōng）排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺（àn）,35%的硫（liú）胺溶液（yè）由料液取出泵從脫硫塔打入（rù）母液箱,在進入設置有抽真（zhēn）空係統的政法結晶器（qì）,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸（zhēng）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入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係統（tǒng）、吸收氧化係統、脫水係統等,脫硫效率高（gāo）達99%,並可同時脫除20%左右的NOX,吸收（shōu）劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為（wéi）硫（liú）酸（suān）銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地（dì）麵積相對較大,幾乎是（shì）氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻力（lì）大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰（huī）石（shí）—石膏法漿（jiāng）液循環量（liàng）大,耗電量較高;(4)氨法脫硫（liú）效率高,且可脫（tuō）除部分（fèn）NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛出（chū）煙氣中（zhōng）的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨（ǎn）等難以除去的氣溶膠,造成氨（ān）損失和煙霧排放;硫（liú）胺結晶過程能耗大,對加熱器材質（zhì）要求較（jiào）高;設（shè）備（bèi）國（guó）產化程度較石灰石（shí）—石膏（gāo）法較（jiào）低。
 
　　3.2 經濟分（fèn）析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑（jì）石灰石價格低廉,二氨法脫硫技術（shù）吸收劑（jì）氨的費用較高（gāo）,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（dà）幅降低,其運行費用主（zhǔ）要集中在點好上（shàng）,因（yīn）此進一步降低電耗（hào）是石灰石—石（shí）膏法工藝技改（gǎi）的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫（liú）酸（suān）銨售價在800～1000元/噸（dūn）,銷（xiāo）售收入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,可以預測當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫硫項目有可能實（shí）現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石（shí）灰石法煙（yān）氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石（shí）灰石物化性質穩定,直接接觸對（duì）人體無危害。加（jiā）工時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係（xì）統和皮膚,應佩戴防塵口（kǒu）罩予（yǔ）以（yǐ）防（fáng）護。石（shí）灰石不屬於易燃、易爆、易中（zhōng）毒物（wù）品,便於運輸（shū）、加工和貯存（cún）,使用安全（quán）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（fǔ）蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕（shí）作用,高濃度（dù）的氨可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反（fǎn）射性呼吸停止（zhǐ）、心髒停搏、直接（jiē）接觸時可致皮膚凍（dòng）傷。氨通常（cháng）儲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（fáng）範。
 
　　3.3.2 產品（pǐn）的安全性
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫石膏對（duì）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,但總體消耗（hào）量有（yǒu）限。火電、鋼（gāng）鐵和冶煉企業均運出廠（chǎng）外,填溝築路,覆土造田;或（huò）租地存放,堆積如山,存在潰壩、塌方的危（wēi）險（xiǎn）,應（yīng）予以防範。硫酸銨為工業產（chǎn）品,廣泛（fàn）應用於農業生產,不屬於危險化學品（pǐn）,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使用安全、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙（yān）氣脫硫工藝相（xiàng）比,石灰石（shí）-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危險（xiǎn）作業,發生一（yī）般以上（shàng）事故的可能性小,無特種工種,無危險工序,風險係數低,安全優勢（shì）大,尤其是（shì）非化工從業人員對（duì）“氨”的人事不足,認為其安全風險大,事（shì）故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉（liàn）行業（yè）基本上不采（cǎi）用氨法而采用石灰石-石（shí）膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性（xìng）分析（xī）
 
　　(1)脫硫劑的環（huán）保性
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需（xū）采取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染和健康危害小。氨泄漏（lòu）存在汙（wū）染作業環境和大氣環境的風險,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄（xiè）漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業（yè）廢渣,其回收利用已成（chéng）為世界性難題,大多數（shù）情（qíng）況下隻能作為工業垃圾予（yǔ）以廢棄（qì）和（hé）存放,且隨時存在（zài）汙染環境的可（kě）能;而硫酸銨是化學肥料（liào）,廣泛應用於（yú）農業生產,使硫資（zī）源得到再生利用。顯（xiǎn）然,硫酸銨的環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫硫（liú）工藝較石灰石-石膏法脫硫工藝具備以下優（yōu）勢:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排（pái）放濃度低,尾（wěi）氣總排量少;二是無廢水排放,無需處理;三是灰泥廢渣排量很少,僅占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結（jié）論
 
　　氨法（fǎ）煙氣脫硫的（de）綜合優勢很大,主要是變廢為寶（bǎo）、低碳環保,可再生（shēng）利用硫資（zī）源,符合循環經濟發展戰略,這（zhè）是石灰石-石膏法煙氣脫硫技術所無法比擬的。尤其是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既解決了廢水處理問題,回收（shōu）但資源,且無（wú）運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全風險。這也是氮肥、焦化和煤化工等行業（yè）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（yuán）緊缺,60%需要進口,對外依（yī）存度高。與（yǔ）此同時,我國SO2排放量卻高居（jū）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總排量（liàng）的94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所指（zhǐ）的SO2排放量不包含已轉化成難以回用的（de）脫硫石膏等含硫廢渣（zhā）。同時,我（wǒ）國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重（chóng）缺硫,硫銨具有較（jiào）大的市場潛力。氨法脫（tuō）硫適合我國（guó）國情、負荷循（xún）環經濟發展（zhǎn）,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（yì）通過（guò）行政、立法等手段推廣和普及氨法石灰（huī）石-石（shí）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（ān）法脫（tuō）硫（liú）改造。