瑞安氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫（liú）技術比較分析

       隨著（zhe）我國對大氣汙染和環境（jìng）保（bǎo）護的日益重視,煙氣脫硫（liú）技術得到了快速發展,脫硫技（jì）術（shù）越來越多,脫硫效率也越來（lái）越高。目（mù）前（qián）,我（wǒ）國煙氣脫硫技術主要（yào）有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用（yòng）最廣,濕法脫硫包括（kuò）氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰（huī）石-石膏（gāo）法)、堿（jiǎn）法(鈉堿與雙堿法)和金屬氧化物吸收法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程（chéng）采用的是（shì）石灰石-石（shí）膏濕法（fǎ）脫硫工（gōng）藝。石灰石法主要應用（yòng）在火電（diàn）、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化（huà）工（gōng）行業（yè）多以氨法（fǎ）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（de）運行經（jīng）驗,是目（mù）前世界技術上成熟（shú）、實用業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏（gāo）法脫硫是把石灰石磨成粉後（hòu）與水混合,職稱石灰石漿液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸（xī）收塔內（nèi）向上流動北鄉下流動的循環漿液以（yǐ）逆流方式洗滌,循環漿液則通過循環泵向上輸送到噴漿層（céng）內設置的噴嘴噴（pēn）射到吸（xī）收塔中,氣體和液（yè）體得以充分接觸（chù）,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的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（bù）的石膏漿液先在水力激（jī）流器中脫水支含固量餘額40%,然後經（jīng）帶式真空過濾（lǜ）機過濾,得到含水量（liàng）小於（yú）10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩（liǎng）級除霧器去（qù）除水分,通（tōng）過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要（yào）包（bāo）括（kuò）:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液製備（bèi）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（zǔ）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（de）脫硫效（xiào）率和較好的係統穩定（dìng）性。
 
　　2、 氨（ān）法脫硫技術特點（diǎn）
 
　　氨法脫硫工藝是（shì）將原煙氣引入脫硫塔（tǎ）中,與循環吸收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後（hòu）的淨煙氣經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫（liú）胺溶液由料液（yè）取出泵從脫硫塔打入母液箱,在（zài）進入設置有抽真空係統的（de）政法結晶（jīng）器,料液在70℃左右達到沸點（diǎn）,比（bǐ）正常蒸發下（xià）降了40℃,大大（dà）降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含（hán）固量30%的硫酸銨料漿,經離（lí）心機進一步分（fèn）離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫（liú）酸銨產品（pǐn）。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係（xì）統、吸收氧化係統、脫水係統等,脫硫效率高達（dá）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（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（miàn）積相對較（jiào）大,幾乎是氨法的兩倍（bèi）;(2)脫硫塔阻力大,幾（jǐ）乎是氨（ān）法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量大,耗電量（liàng）較（jiào）高;(4)氨（ān）法脫硫效率（lǜ）高（gāo）,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術（shù）存在問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等（děng）難以除（chú）去（qù）的氣溶膠,造成（chéng）氨損失和煙霧排放;硫胺結（jié）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灰石—石（shí）膏法較低。
 
　　3.2 經（jīng）濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫硫技術吸收劑氨的（de）費用較高,占運行成本（běn）的（de）比（bǐ）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（fǎ）造價（jià）已大幅降低,其運行費（fèi）用主要集中在點好上（shàng）,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副（fù）產品（pǐn）硫酸銨（ǎn）售價（jià）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灰石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更（gèng）高（gāo）時（shí）,氨法脫硫項（xiàng）目有可能實現盈（yíng）利。
 
　　3.3 安全（quán）性分析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石（shí）法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為（wéi）石灰石（shí）,石灰石物化性質穩定,直接接觸（chù）對人體無危害。加（jiā）工（gōng）時（shí）有揚塵（chén）,會刺激眼睛（jīng）、呼吸係統和皮（pí）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（gōng）和貯存,使（shǐ）用安全可靠（kào）。
 
　　氨屬於危險化（huà）學品,有強烈的刺激氣（qì）味,易燃（rán）、易爆、有毒（dú）、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（yǐn）起化學性咽（yān）喉炎、肺炎等,吸入後可引起反射性呼（hū）吸停止、心髒停搏（bó）、直接接觸時（shí）可（kě）致皮膚凍傷。氨通常（cháng）儲存（cún）在密閉容器和管道內（nèi）,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以防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性（xìng）
 
　　石（shí）灰石-石膏（gāo）法煙氣脫（tuō）硫的產品是脫硫石（shí）膏,脫硫石膏對人體無直（zhí）接危害（hài）,也不存在（zài）火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也用作工業（yè）材料,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉（liàn）企（qǐ）業均運出廠外,填溝築路（lù）,覆土造田;或租地存放,堆積如山,存（cún）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（nóng）業生產,不屬於危險化學品,無燃燒、爆（bào）炸、有毒等風險,使用安全、可靠、無不（bú）良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫（liú）工藝相比,石（shí）灰石-石膏法（fǎ）不（bú）涉及易（yì）燃（rán）、易爆、有毒等危險作（zuò）業,發（fā）生一般以上事故的可能性小,無特種工種,無危（wēi）險工序,風險係數低,安全優勢（shì）大,尤其（qí）是非化（huà）工從（cóng）業（yè）人員對“氨”的人（rén）事不足,認為（wéi）其安全風險大,事故幾率（lǜ）高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業（yè）基本上不（bú）采用氨法而采（cǎi）用石灰石-石膏法脫硫技（jì）術。
 
　　3.3.4 環保（bǎo）性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性
 
　　石灰石屬於天（tiān）然原材料,隻需采取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染和健康危害小。氨泄漏（lòu）存在汙染作業環境和大氣環境的風險,可能（néng）危害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏（lòu）應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品（pǐn）的環保性
 
　　脫硫石膏是工業（yè）廢渣,其回收利用已（yǐ）成為世界（jiè）性難題（tí）,大多數情況下隻能作為工業垃圾予以廢（fèi）棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫（liú）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（ǎn）的環保優（yōu）勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙氣脫（tuō）硫工藝較石（shí）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（dù）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（zhā）排量很少,僅占脫硫石膏總排（pái）量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分（fèn）析結論（lùn）
 
　　氨法煙氣脫硫的（de）綜合優勢很大,主要是變（biàn）廢為寶、低碳環保,可再生利（lì）用硫（liú）資源,符合（hé）循環經濟（jì）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（méi）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,回收但（dàn）資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的（de）安全風（fēng）險。這也是氮肥、焦化（huà）和煤化工等行業采用氨法煙氣脫硫技術為主的根本原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國（guó）硫資源緊缺,60%需要進口,對外（wài）依存度高。與此同時,我國SO2排放量卻（què）高（gāo）居世界首位,提高SO2利用率（lǜ）可大幅減少硫資源的（de）進口量。通常,大氣中SO2主要（yào）來源於煤炭燃燒（shāo）,占（zhàn）SO2總排量的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（bāo）含已轉化成難以回用的脫硫石膏等含硫廢渣。同時,我國優勢（shì）世（shì）界氮肥（féi）大國,土壤嚴重缺硫（liú）,硫銨具（jù）有較（jiào）大的市（shì）場潛力。氨法脫（tuō）硫適合我國國情、負荷循環經濟（jì）發展（zhǎn）,而且具有脫硫脫硝一體化的特（tè）點,其應用前景將越來越廣闊。因（yīn）此,建議通過行政、立法等（děng）手段推廣和普及（jí）氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火電（diàn）、鋼鐵和（hé）冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改（gǎi）造。

瑞安