平涼氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

平涼       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（dé）到了快速發展,脫硫（liú）技術越來越多（duō）,脫硫效（xiào）率也越來越高。目前,我國煙（yān）氣脫硫技術主要有幹法、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（fǎ）(即氨-硫酸銨法（fǎ）)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿（jiǎn）與雙堿法)和金屬氧化（huà）物吸收法等,我（wǒ）國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石灰（huī）石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥（féi）、焦化和煤化工（gōng）行業多以氨法為主（zhǔ）。

 
　　1、 石灰石-石膏法（fǎ）脫硫技術特點
 
　　石灰石-石膏法脫（tuō）硫技術（shù）已有幾十年的運（yùn）行經驗,是目前世界（jiè）技術上成熟、實用業績最多、運行狀況較（jiào）穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石磨成粉後與水混合,職（zhí）稱石灰（huī）石漿液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向（xiàng）上流動北鄉下流（liú）動的循環漿（jiāng）液以逆（nì）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（shè）到吸收塔中,氣體和液體得以充分接觸（chù）,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的（de）CaSO4在吸收塔（tǎ）底部與鼓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（jiāng）液先在水力激流器中脫（tuō）水支含固量餘（yú）額（é）40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得到含水量小於10%的石膏（gāo）。脫硫（liú）後（hòu）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（dà）氣。
 
　　石灰石-石膏法脫（tuō）硫工藝係統主要（yào）包括:煙氣係統、吸收氧（yǎng）化係統、漿（jiāng）液製（zhì）備係統、石膏脫水係統、排放係統等,脫硫效率高達95%,吸（xī）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。在不同的煙氣負荷及SO2濃（nóng）度下均可保持較高的脫硫效率和較好的係統穩定（dìng）性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣引入脫硫塔中,與循環吸（xī）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,由煙（yān）囪排向大氣。亞硫酸銨在塔（tǎ）底（dǐ）被氧化成硫胺（àn）,35%的硫胺溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母（mǔ）液箱,在進（jìn）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℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器（qì）出口為含固量30%的硫酸銨（ǎn）料漿（jiāng）,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、吸收氧化係（xì）統、脫水（shuǐ）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（liú）副產品為硫（liú）酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術（shù）分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相對較大,幾（jǐ）乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是氨法的兩倍;(3)石灰（huī）石—石膏法漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率（lǜ）高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫（tuō）硫技術存（cún）在（zài）問題是愛（ài）出煙氣中的按（àn）生成亞（yà）硫酸銨（ǎn）、硫酸銨和氯化銨（ǎn）等難以除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大,對加熱器材質要求較高;設備國產化程度較石（shí）灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石（shí）膏法所用脫硫劑石灰石價格低廉,二（èr）氨法脫（tuō）硫技術吸收劑氨的（de）費用較高,占運行成本的比重較大。隨著工藝和設備國產（chǎn）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（yòng）主要集中在點好上,因此進一步降低（dī）電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨（ān）法脫硫技術的副產（chǎn）品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部分脫硫成本,時期發電成本低於石（shí）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（xī）
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石法煙（yān）氣脫硫所使（shǐ）用的脫硫劑（jì）為石灰石（shí）,石灰石物化性質穩定,直接接觸對人體（tǐ）無危害。加工時有揚（yáng）塵,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴防塵口罩（zhào）予以防護。石灰石不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工和貯（zhù）存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險（xiǎn）化學品,有強烈（liè）的刺激氣味,易（yì）燃、易爆、有毒（dú）、有腐蝕,極易溶於水（shuǐ）,對皮（pí）膚（fū）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、肺炎（yán）等,吸入後可（kě）引起反射性（xìng）呼（hū）吸停止、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容器和管道內（nèi）,即（jí）使在（zài）使用過程中,也必須處於完好密閉（bì）狀態,應采取有效的安全措施予以（yǐ）防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石（shí）灰石-石膏法煙氣脫硫（liú）的產品（pǐn）是脫（tuō）硫石膏,脫硫石膏對人（rén）體無直接（jiē）危害,也不存在火災、爆炸和中（zhōng）毒危（wēi）險,多用於建築行業（yè）,也用（yòng）作工業材料,但總（zǒng）體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠（chǎng）外,填溝（gōu）築路（lù）,覆土造田;或（huò）租地存放,堆積如山,存在（zài）潰壩、塌方的危險,應予以防（fáng）範。硫（liú）酸銨為工業產品,廣泛應用於農（nóng）業生產,不屬於危險（xiǎn）化學（xué）品,無燃燒、爆炸、有毒等風險,使用安全、可靠、無（wú）不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危險作（zuò）業,發生一般以上事故的可能性小,無特種工種（zhǒng）,無危險工（gōng）序,風險係數低,安全優勢大（dà）,尤其是非化工從（cóng）業人員對“氨（ān）”的人事不足,認為其安全（quán）風險大,事故幾（jǐ）率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上不采（cǎi）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
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻（zhī）需采取簡易的通風、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（shāng）害（hài）動植物。氨水泄漏應及時用酸（suān）中（zhōng）和處理。
 
　　(2)產品的環保性（xìng）
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成為世界性難（nán）題,大多數情況下隻能作為工業垃圾予以廢棄和（hé）存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫酸（suān）銨（ǎn）是（shì）化學肥料,廣泛應用於農業生產（chǎn）,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（ān）法煙氣脫（tuō）硫工藝（yì）較石灰石-石膏法脫硫工藝（yì）具（jù）備以下優勢:一是大（dà）氣汙染（rǎn）小,無CO2排放,SO2排放濃（nóng）度（dù）低,尾氣總排量少;二是無廢水排（pái）放,無（wú）需處理;三是灰泥廢渣排（pái）量很少,僅占（zhàn）脫硫石膏總排（pái）量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論（lùn）
 
　　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（fú）合循環經濟發展戰略,這是石（shí）灰石-石膏法煙氣（qì）脫硫技術所無法比擬的。尤其（qí）是氮肥和（hé）煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用（yòng）作脫硫劑,既解決了廢水處理問題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液（yè）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（yīn）。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存度高。與此同時,我（wǒ）國SO2排放量卻高居世界首位,提高SO2利用率可大（dà）幅減少（shǎo）硫資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤炭燃燒,占（zhàn）SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放（fàng）量又占總排量的60%。這（zhè）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（děng）含硫廢渣。同時（shí）,我國（guó）優勢（shì）世（shì）界氮肥（féi）大國,土壤嚴（yán）重缺硫,硫銨（ǎn）具有（yǒu）較大（dà）的市（shì）場潛力。氨法（fǎ）脫硫適合我國國（guó）情（qíng）、負荷循環經濟發展（zhǎn）,而且具有脫硫脫（tuō）硝一體化的特點,其應用前景將越來（lái）越廣闊。因此,建議通過行政、立法（fǎ）等手段推廣和普（pǔ）及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉（liàn）行業實施煙氣脫硫項（xiàng）目的氨法脫硫改造。

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