冷水江氨法與（yǔ）石灰石（shí）—石膏法煙氣脫硫技術比（bǐ）較分析（xī）

冷水江       隨著我（wǒ）國對大氣汙染和環境保護的日益重視,煙氣脫（tuō）硫技術得到了快速發展,脫硫技（jì）術（shù）越來（lái）越多（duō）,脫硫效率也越來越高。目前,我國煙氣脫硫（liú）技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕法（fǎ）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(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化物吸收法等,我國90%以上的（de）煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕法（fǎ）脫硫工藝。石灰（huī）石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉（liàn）行業,而氮肥、焦化和煤化工（gōng）行（háng）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（liú）技（jì）術已有幾十年（nián）的運（yùn）行經驗,是目前世界（jiè）技術上成熟、實用業績最多、運行狀（zhuàng）況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰（huī）石-石膏法脫（tuō）硫是把石灰石（shí）磨成粉後與（yǔ）水混合,職稱石灰石漿（jiāng）液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向上流（liú）動北鄉下流（liú）動的循環漿液以逆流方式洗滌（dí）,循環漿液則（zé）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CaSO4在吸收塔底部與鼓入（rù）的氧化空氣發生化學反應,最終生成石膏。吸收（shōu）塔底（dǐ）部的石膏漿液先在水力激流器中脫水支含固量餘額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。脫硫後的經驗起經兩（liǎng）級除霧器（qì）去除水分,通過煙道進入（rù）煙囪排（pái）向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙（yān）氣係統、吸收氧化係統、漿液（yè）製備係統、石膏脫水（shuǐ）係統、排放係（xì）統等,脫硫效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力（lì）約2000kPa,脫（tuō）硫副產品為石膏。在不同（tóng）的（de）煙（yān）氣負荷及SO2濃度下均可保持較高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（gōng）藝是將原煙（yān）氣引入脫硫塔中,與循環吸收溶液（yè）逆（nì）流接觸反應生成亞硫（liú）酸銨;脫硫後的淨（jìng）煙氣經二級除霧器（qì）去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧（yǎng）化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出泵從脫（tuō）硫塔打入母液箱,在進入設置有抽真空係（xì）統（tǒng）的政法結晶器,料液在（zài）70℃左（zuǒ）右達（dá）到沸點,比正常蒸發下降了40℃,大大降低了蒸汽（qì）用量;蒸發潔淨器出（chū）口為含固量30%的硫酸銨料漿,經（jīng）離心機進一（yī）步分離後進入幹燥劑糟溜,得到（dào）含水率3%的硫酸（suān）銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸收氧化（huà）係統、脫水係統等,脫硫效率高達99%,並（bìng）可同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利（lì）用（yòng）率100%脫硫（liú）塔（tǎ）阻力僅約1kPa,脫硫副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析（xī）
 
　　3.1 技術分（fèn）析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相對較大,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻（zǔ）力大,幾（jǐ）乎是氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高（gāo）,且可（kě）脫除部分（fèn）NOX;(5)氨法脫硫技術存在問（wèn）題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和（hé）氯化（huà）銨等難以除（chú）去的氣溶膠,造成氨損（sǔn）失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗（hào）大（dà）,對加熱器材質要求較（jiào）高;設（shè）備國產化程度較石灰石—石膏法較（jiào）低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石（shí）—石膏法（fǎ）所（suǒ）用脫硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫硫（liú）技術吸收劑氨的費（fèi）用較高,占運行成本的比重較大（dà）。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（dà）幅（fú）降低,其運（yùn）行費用主要集中在點好上,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技（jì）改的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸（dūn）,銷售收入（rù）可以抵消大部分脫硫成本,時（shí）期發電成本低於石灰石—石膏法,可以預（yù）測當煙氣中SO2含量（liàng）更高時,氨法脫硫項目有可能實現盈利（lì）。
 
　　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的脫硫劑為石灰石,石灰石物化性（xìng）質穩定,直接接觸對人體無（wú）危害。加工時有揚塵,會（huì）刺激眼睛、呼吸係統和皮（pí）膚,應佩戴防塵口罩予以防（fáng）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。
 
　　氨屬於危險化學品,有（yǒu）強烈的（de）刺激（jī）氣味,易燃、易（yì）爆、有毒、有（yǒu）腐蝕,極易溶於水,對皮膚（fū）粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃（nóng）度的氨可引起化學性咽喉炎、肺炎等（děng）,吸入後可引起（qǐ）反射性（xìng）呼吸停止、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通（tōng）常儲存在密閉容（róng）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（cuò）施予以防範。
 
　　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石膏,脫硫石膏（gāo）對人（rén）體無直接危害,也不存在火災、爆炸和中毒（dú）危險,多用於建築行業,也用作工業材料,但總體消耗量（liàng）有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填溝（gōu）築路,覆土造田;或租地存（cún）放,堆積如（rú）山,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨（ǎn）為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使用（yòng）安全、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝（yì）的安全性
 
　　與（yǔ）氨法煙氣脫硫工藝（yì）相比,石灰石-石膏法不涉及易（yì）燃、易（yì）爆、有毒等危險作業,發生一般以上事故的可（kě）能性小,無特種工種,無危險工序,風險係數（shù）低,安全優勢大,尤其是非（fēi）化工從業人員對“氨”的人事不足,認為其安全（quán）風險大,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和（hé）冶煉行業基本（běn）上不采用氨法而采（cǎi）用石灰石-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑（jì）的環保（bǎo）性
 
　　石灰（huī）石屬於天然原材料,隻需采取簡易的通風、防塵措施,對（duì）環境汙（wū）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（fēng）險,可能危害（hài）人體健（jiàn）康和傷害動植物。氨水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的（de）環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成為世（shì）界性難題,大多（duō）數情況（kuàng）下隻能作（zuò）為工業（yè）垃圾予以廢棄和存放,且隨（suí）時存在汙染環境的可（kě）能;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農（nóng）業（yè）生產,使硫資源（yuán）得到（dào）再生利用。顯然,硫酸銨的環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的（de）環保性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法脫硫（liú）工藝具備以下優勢:一（yī）是大氣汙染小（xiǎo）,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣（qì）總排量少（shǎo）;二是無廢水排放,無需處理;三是灰泥廢渣（zhā）排量很少,僅占脫硫石膏總排（pái）量的（de）1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣脫硫（liú）的綜合優勢很大（dà）,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用（yòng）硫資源,符合循環經濟發展戰略,這是石灰（huī）石-石膏法煙氣脫硫技術（shù）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（lǐ）問題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全風險。這也是氮（dàn）肥、焦（jiāo）化和煤化工等行業采用氨法煙氣脫硫技術為主的根（gēn）本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國（guó）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（gāo）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（dà）氣中SO2主要來源於煤炭燃（rán）燒（shāo）,占SO2總排量的（de）94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所指的SO2排放量不包含已（yǐ）轉化成（chéng）難（nán）以回用的脫硫石膏等（děng）含硫廢渣。同時（shí）,我國優勢世界氮肥大國（guó）,土壤嚴重缺硫,硫銨具（jù）有較大的（de）市場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發（fā）展,而且具（jù）有脫硫脫（tuō）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、立法等手段推廣和普及氨（ān）法石灰石-石膏法煙（yān）氣脫硫（liú）技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實（shí）施煙（yān）氣脫硫項目的氨法脫硫改造。

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