銅仁氨（ān）法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨（suí）著我國對大氣（qì）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（fā）展,脫硫技術越來越多,脫硫效率（lǜ）也（yě）越來越高。目前,我國煙氣（qì）脫硫技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中濕（shī）法脫硫工藝應用最（zuì）廣,濕法脫（tuō）硫包括氨法(即（jí）氨（ān）-硫酸銨（ǎn）法)、石灰石（shí）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%以上的煙氣脫（tuō）硫工程采用的是石灰石-石（shí）膏濕法脫（tuō）硫工藝（yì）。石灰石法主要應用在火電、鋼（gāng）鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工（gōng）行業多以氨法為主（zhǔ）。

 
　　1、 石（shí）灰石-石（shí）膏法脫硫技術特點（diǎn）
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已有幾十年的運行經驗,是目前世界技術上成熟、實用（yòng）業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝（yì）。
 
　　石灰石（shí）-石（shí）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,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向上流動北鄉下流動的循環漿液以逆流方式洗滌,循環漿液則通過循環泵向（xiàng）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（tǐ）得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同（tóng）時生（shēng）成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的（de）氧化空氣發生化學反應,最終生成石（shí）膏。吸收塔（tǎ）底部（bù）的（de）石膏漿液先（xiān）在水力激流器中脫水支（zhī）含固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得到含水量小於10%的石膏。脫（tuō）硫後的經驗起（qǐ）經兩級除霧器去除水（shuǐ）分,通過煙道進入煙（yān）囪排向大氣（qì）。
 
　　石灰石（shí）-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液（yè）製備係（xì）統、石膏脫（tuō）水係統、排（pái）放係統等,脫硫效率高達95%,吸（xī）收器利用率90%,鈣硫比低,脫（tuō）硫塔阻力約2000kPa,脫硫副（fù）產品為石膏。在不同的煙（yān）氣負荷及SO2濃度下均可保持（chí）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
 
　　氨法脫硫工藝是將原（yuán）煙氣引入脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流（liú）接觸反（fǎn）應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣（qì）經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排（pái）向大氣。亞硫酸銨在塔底被（bèi）氧化成硫胺,35%的（de）硫胺溶（róng）液（yè）由料液（yè）取出泵從脫硫（liú）塔打入母液箱（xiāng）,在進入設置有抽真空係統的政法（fǎ）結晶器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸（zhēng）發下（xià）降了（le）40℃,大大（dà）降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的硫酸銨料漿（jiāng）,經離心機進一步分離後進入幹燥劑糟溜,得（dé）到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法（fǎ）脫（tuō）硫工藝主要包括:煙（yān）氣係統、吸收氧化係統（tǒng）、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（jì）術分（fèn）析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地（dì）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（shì）氨法的兩倍;(3)石灰（huī）石—石膏法漿液循環量大（dà）,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高,且可脫除部分NOX;(5)氨法脫硫技術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）難以除去的氣溶膠,造（zào）成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶過程能耗大（dà）,對加熱器材質要求較高;設備國產（chǎn）化程度較石灰石—石膏（gāo）法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　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費用較高,占運（yùn）行成本的比重較（jiào）大。隨著工藝和設備國產化程度的不斷提（tí）高,石灰石—石膏法（fǎ）造價已大幅降低,其運行費用（yòng）主要集中在點好上（shàng）,因（yīn）此進一步降低電耗是石灰（huī）石—石膏法工藝技改的關鍵（jiàn）。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷（xiāo）售收（shōu）入可以抵（dǐ）消大部（bù）分脫硫成本,時期發電成本低於石灰石—石膏法,可（kě）以預測當（dāng）煙氣中（zhōng）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
 
　　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（huī）石,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（fū）,應佩戴防（fáng）塵口罩予以防護。石灰石不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工和（hé）貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化（huà）學品,有強烈（liè）的刺激氣味,易燃（rán）、易爆（bào）、有（yǒu）毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘（zhān）膜有（yǒu）刺激和（hé）腐蝕作（zuò）用,高濃度的氨可引起化學性咽喉（hóu）炎、肺炎等,吸入後可引（yǐn）起反射性呼吸停止、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存（cún）在密閉（bì）容器和管道內,即使在使用過程中（zhōng）,也必須處於（yú）完好密（mì）閉狀態,應采取有效的安全措施予（yǔ）以（yǐ）防範。
 
　　3.3.2 產品的安全（quán）性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫（tuō）硫的產品是脫硫石膏（gāo）,脫硫石（shí）膏對（duì）人體無直接（jiē）危（wēi）害,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多（duō）用於建築行業,也用作工業材料,但（dàn）總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶（yě）煉企業均運出廠（chǎng）外,填溝築路,覆土造田（tián）;或租（zū）地存放,堆積如山,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範（fàn）。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬（shǔ）於危險化學（xué）品,無燃（rán）燒、爆炸、有毒等風險（xiǎn）,使用安全、可靠、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全（quán）性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比（bǐ）,石灰（huī）石-石膏（gāo）法不涉及易燃（rán）、易爆、有毒等危險作（zuò）業,發生（shēng）一般以（yǐ）上事故的可能性小,無特種工種,無危險工序,風險（xiǎn）係數低,安全優勢大,尤其是（shì）非化工從業人員對“氨”的（de）人事不足,認（rèn）為其安全風險大,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用氨法而采（cǎi）用石灰石-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分（fèn）析
 
　　(1)脫硫劑的（de）環保性
 
　　石灰石屬於天然原材料（liào）,隻需采（cǎi）取簡易的通風（fēng）、防塵措施,對環（huán）境汙染和健康（kāng）危害小。氨泄漏存在汙染作業環（huán）境和大氣（qì）環（huán）境的風險,可能危害人體健康和傷害動（dòng）植物。氨（ān）水（shuǐ）泄（xiè）漏應及時用酸（suān）中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收利用已成為世界性難題,大多數情況下（xià）隻能作（zuò）為工業垃圾予（yǔ）以廢棄和存放,且隨時存在汙染（rǎn）環境的可能;而硫酸銨（ǎn）是化學肥料,廣（guǎng）泛應用於農業生產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫酸銨的環保優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保（bǎo）性
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石（shí）-石（shí）膏法脫硫工藝具備以下優勢（shì）:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排（pái）放濃（nóng）度低,尾氣總排量少;二是無廢水排放,無需處（chù）理;三是灰泥廢渣排量很少,僅占脫硫石膏（gāo）總（zǒng）排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法（fǎ）煙氣脫硫的綜合優（yōu）勢很大（dà）,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫資源,符合循環經濟發展（zhǎn）戰略,這是石灰石-石膏法（fǎ）煙氣脫（tuō）硫技術所（suǒ）無法比擬的。尤其是（shì）氮肥和煤化工企業（yè）副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既解決（jué）了廢水處理（lǐ）問（wèn）題,回收但資源,且（qiě）無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全風險。這也是氮肥、焦（jiāo）化和（hé）煤化工等行（háng）業采用氨法煙氣脫硫技（jì）術為主的根本原因。
 
　　4、 建議（yì）
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外（wài）依存度高。與此同時（shí）,我國SO2排放量卻高居世界首位,提高SO2利（lì）用率可（kě）大幅減少硫資（zī）源的進口量。通常（cháng）,大氣中SO2主要來源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量（liàng）又占（zhàn）總排量的60%。這裏所（suǒ）指的SO2排放量不包含已轉化（huà）成難以（yǐ）回用的脫硫石膏等含硫廢渣（zhā）。同時,我（wǒ）國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨（ǎn）具有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發展,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,建議通過行政、立法等手（shǒu）段推廣和普及（jí）氨法石灰石-石膏法（fǎ）煙氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實（shí）施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。

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