永城氨法與石灰石—石膏法煙氣脫（tuō）硫技術比較分析

永城       隨著我國對大氣汙染和環境保護的（de）日益重視,煙氣脫硫技術得到了快速發展（zhǎn）,脫硫技術越來越多,脫硫效率也越來越高。目前,我（wǒ）國煙氣脫硫技術主要有幹（gàn）法、半幹法和濕法三種。其（qí）中濕法脫硫工藝應用最（zuì）廣,濕（shī）法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰（huī）石法（fǎ）(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（huī）石-石膏濕法脫硫工（gōng）藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和（hé）有色冶煉行業,而氮肥（féi）、焦化和煤化工行業多（duō）以氨法為主（zhǔ）。

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　　1、 石灰石-石膏法脫硫技（jì）術特點
 
　　石灰（huī）石（shí）-石膏（gāo）法脫硫技術（shù）已（yǐ）有幾十（shí）年的運行（háng）經驗,是目前世界（jiè）技術上（shàng）成熟（shú）、實用業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）脫硫是把石（shí）灰（huī）石磨成粉後與水混合,職（zhí）稱石灰石漿液,不斷補充道吸收塔內。煙氣（qì）在吸收塔內向（xiàng）上流動北（běi）鄉下流動的循環漿液以逆（nì）流方式（shì）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到（dào）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（shēng）成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入（rù）的（de）氧化空氣（qì）發生化學反應,最終生成石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在水力激流器中脫水支含固量餘額（é）40%,然後經帶式真空過濾機（jī）過濾,得到含水量小於（yú）10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩（liǎng）級除霧器去除水分,通過（guò）煙道進（jìn）入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸（xī）收氧化係統、漿液製備係統、石膏脫水係統、排放係統等,脫硫（liú）效率高達95%,吸收器利用率90%,鈣硫比低（dī）,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（jun1）可保持較高的脫硫效率和較好的（de）係統穩定（dìng）性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原（yuán）煙氣（qì）引入脫硫塔中,與循環吸收溶液逆流（liú）接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經二（èr）級除（chú）霧器去（qù）除霧滴,由煙囪（cōng）排（pái）向大氣。亞（yà）硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液（yè）取出泵從脫硫塔打入母液箱（xiāng）,在進入設置有抽真空係統的政法結晶器,料液在70℃左右達到（dào）沸點,比正常（cháng）蒸發下（xià）降了40℃,大大降低了蒸汽用量;蒸發潔淨器出口為含固（gù）量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進（jìn）入幹燥（zào）劑糟溜,得（dé）到含（hán）水率3%的（de）硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸（xī）收氧化係統、脫水（shuǐ）係統等,脫硫效率高（gāo）達（dá）99%,並可同時脫除20%左（zuǒ）右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫硫副產品為（wéi）硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法（fǎ）占地麵積（jī）相對較（jiào）大,幾乎（hū）是氨法的（de）兩倍;(2)脫硫塔（tǎ）阻力大,幾乎是氨法的兩（liǎng）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,且可脫除（chú）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（liú）酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶（jīng）過程能（néng）耗（hào）大,對加熱器材質要求較高;設備國產化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟（jì）分析（xī）
 
　　石灰石—石膏（gāo）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（fèi）用較高,占運行成（chéng）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（yǐ）大幅降低,其運行費用主要集中在點好上,因此進一步降低電（diàn）耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價在（zài）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（huī）石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高（gāo）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（shí）法煙氣（qì）脫硫（liú）所使用的脫硫劑為石灰石,石灰石物化性質穩定,直接接（jiē）觸對人（rén）體無危害。加工時有揚塵（chén）,會刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩（pèi）戴防塵口罩予以防（fáng）護（hù）。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（yǒu）腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃度的（de）氨可引起化學性咽喉炎、肺炎等（děng）,吸入後可引起反射性呼吸停止、心髒停搏、直接接觸（chù）時可致皮（pí）膚凍傷。氨通常儲（chǔ）存（cún）在密閉（bì）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施予以防範。
 
　　3.3.2 產品的安（ān）全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體無（wú）直（zhí）接危害,也不存在（zài）火災、爆炸（zhà）和中毒危（wēi）險,多（duō）用於建築行業,也用作工業材料,但總體（tǐ）消耗量有限。火（huǒ）電、鋼鐵和冶煉企業（yè）均運出廠外,填（tián）溝（gōu）築路,覆土造田;或租地存放,堆積如（rú）山,存在潰壩、塌方（fāng）的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應（yīng）用於農（nóng）業生產,不屬（shǔ）於危險化學品（pǐn）,無燃燒、爆炸、有毒等風險（xiǎn）,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（huī）石-石膏（gāo）法不涉及易燃、易爆、有（yǒu）毒等危險作業,發生一般以（yǐ）上事故的可能（néng）性小,無（wú）特種工（gōng）種,無危（wēi）險工序,風（fēng）險係（xì）數（shù）低,安全（quán）優勢大,尤其是（shì）非化工從業人員對“氨”的人（rén）事不足,認為其安全風險大（dà）,事故幾率高。因此,火電、鋼（gāng）鐵和冶煉行業基本上不采用氨法而采用石（shí）灰（huī）石-石膏法（fǎ）脫硫技術（shù）。
 
　　3.3.4 環保性（xìng）分析
 
　　(1)脫硫劑的環（huán）保性
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需采取簡（jiǎn）易的通風、防塵措施,對環（huán）境汙染和健（jiàn）康危害小。氨泄漏存（cún）在汙染作業環境和大氣環（huán）境的風險,可能危（wēi）害人體健康和傷害（hài）動植物。氨水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其（qí）回收利用已成為世界性難題,大多數情況下隻能作為工業垃（lā）圾予以廢棄和存放,且隨時存在汙染（rǎn）環境的可能（néng）;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業生產,使硫資源得到（dào）再生利用（yòng）。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
 
　　氨法煙氣脫硫工藝較石灰石-石膏法脫硫工藝具備以下優勢（shì）:一是大（dà）氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃（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,僅占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨（ān）法煙（yān）氣脫硫（liú）的綜合優勢很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再（zài）生利用硫資源,符合循（xún）環經濟發展戰略,這是石灰石-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（jiē）用作脫硫劑,既解決了廢水處理問題,回收但資源,且無（wú）運輸、裝卸、儲（chǔ）存和使用液氨的安全風（fēng）險。這也是氮肥、焦化和煤化工等行業采用氨法煙氣脫硫技術為主（zhǔ）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,我國SO2排放量卻高居世界首位,提高SO2利用（yòng）率可大幅減少硫資源（yuán）的進口量。通常,大氣中（zhōng）SO2主要來（lái）源於煤炭燃燒,占SO2總排量的（de）94%,而火電廠SO2排放量（liàng）又占（zhàn）總排量的（de）60%。這裏所指的SO2排放（fàng）量不包含已轉化成難以回用的（de）脫（tuō）硫石膏等含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫（liú）,硫（liú）銨具有較大（dà）的市場潛力。氨法（fǎ）脫硫適合（hé）我（wǒ）國國情、負荷循環經濟發展,而且具有脫（tuō）硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因（yīn）此（cǐ）,建議通過行政、立法等手段推廣和普及氨法石（shí）灰（huī）石-石膏法煙氣脫硫技術（shù）;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法（fǎ）脫硫改造。

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