鄆城氨法與石灰石—石膏法煙（yān）氣脫硫（liú）技術比較分析

鄆城       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（shù）得到了快速發展,脫硫（liú）技術越（yuè）來越多,脫硫（liú）效率也越來越（yuè）高。目前,我國（guó）煙氣脫硫技術主（zhǔ）要有（yǒu）幹法、半幹法和（hé）濕法三種。其中濕法脫硫（liú）工藝應用最廣,濕法脫硫（liú）包括氨法(即氨-硫（liú）酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙（shuāng）堿法)和（hé）金屬氧（yǎng）化物吸收法等,我國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。石灰石法主要應用（yòng）在火（huǒ）電（diàn）、鋼鐵和有色（sè）冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法為主。

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石-石膏法脫硫技術已有幾（jǐ）十年（nián）的運行經驗,是目前世界技術上成熟、實（shí）用業績最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石磨（mó）成粉後與水混合（hé）,職稱石灰石（shí）漿液,不斷（duàn）補充道吸（xī）收（shōu）塔內。煙氣在吸（xī）收塔（tǎ）內向上流動北鄉下流動（dòng）的循環漿液（yè）以逆流方式洗滌,循環（huán）漿液則通（tōng）過循環泵向上輸送到噴漿層（céng）內設置的噴嘴（zuǐ）噴射到吸收塔中,氣（qì）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（shōu）塔底部與鼓入的氧化空氣發（fā）生化學（xué）反應,最終生成石膏。吸收（shōu）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（lǜ）機過濾,得到含水量小於（yú）10%的石膏。脫（tuō）硫後（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氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包（bāo）括:煙氣係（xì）統、吸收氧化係統、漿液製備係統、石膏脫水係統、排放係統等,脫硫效率高達95%,吸收（shōu）器利用率90%,鈣（gài）硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副（fù）產品為石膏。在不同的（de）煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫效率和較好（hǎo）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接觸反應生成亞硫酸銨;脫（tuō）硫（liú）後的淨煙氣（qì）經二級除霧器去除（chú）霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由料液取出泵從脫硫塔（tǎ）打入母液箱,在進（jìn）入設置有抽真空係統的政法結晶器（qì）,料液在70℃左右（yòu）達到沸點,比正常蒸（zhēng）發下降了40℃,大大降（jiàng）低了蒸汽用（yòng）量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的（de）硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進入幹燥劑糟（zāo）溜（liū）,得到含水率3%的（de）硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係（xì）統（tǒng）、吸收氧化係統、脫水係（xì）統等,脫硫效率高達99%,並可（kě）同時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔（tǎ）阻力僅約1kPa,脫硫（liú）副（fù）產品為硫酸（suān）銨。
 
　　3、 綜（zōng）合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石（shí）膏法占地麵積相對較大（dà）,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫硫塔阻力大（dà）,幾乎是氨（ān）法的（de）兩倍;(3)石灰（huī）石—石膏法漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高（gāo）,且可脫（tuō）除部分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛出煙氣（qì）中的按（àn）生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化（huà）銨等難以（yǐ）除去的氣溶膠（jiāo）,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶（jīng）過程能耗大,對加熱器材質（zhì）要求較高;設備（bèi）國產化程度較石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟（jì）分析
 
　　石灰石—石膏法（fǎ）所用脫硫劑石灰石價格（gé）低廉,二氨法脫硫技術吸收劑氨的費用較高,占運行成本的比重（chóng）較（jiào）大。隨著工藝和設備國產化程度的（de）不斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降低,其運行費用主要集中在點好上,因此進一步（bù）降低電耗是（shì）石（shí）灰石—石膏法工藝（yì）技改的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸（suān）銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵（dǐ）消大部分脫硫成本（běn）,時期發電成本低（dī）於石灰石—石膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高時（shí）,氨（ān）法脫硫項目有（yǒu）可能（néng）實（shí）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（tuō）硫劑為（wéi）石灰石,石灰石物化性（xìng）質穩定,直接接觸對人體無危害。加工時有揚塵,會（huì）刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應佩戴（dài）防塵口罩予以（yǐ）防護。石灰石不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工和貯存,使用（yòng）安全可靠（kào）。
 
　　氨屬（shǔ）於危險化學品,有強烈的刺（cì）激氣味,易燃（rán）、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於（yú）水,對皮膚粘膜有刺（cì）激和腐蝕作（zuò）用,高濃度的（de）氨可引起化學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反射性呼吸停止、心（xīn）髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在（zài）密閉容器和管道內,即使（shǐ）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（yǐ）防範。
 
　　3.3.2 產品的安（ān）全性
 
　　石灰石-石膏法煙（yān）氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫（liú）石膏對人體無直接危害,也（yě）不（bú）存在火災、爆（bào）炸（zhà）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（xiàn）。火電、鋼鐵（tiě）和冶（yě）煉企業均運出廠外,填溝築（zhù）路（lù）,覆土造田;或租地存放,堆積如山,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸（suān）銨為工業產（chǎn）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,使用安全、可靠（kào）、無不良影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫工（gōng）藝相（xiàng）比,石灰石-石膏法不（bú）涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一（yī）般以上事故的可能性小,無特種工種,無（wú）危（wēi）險（xiǎn）工序,風險（xiǎn）係數低,安全優（yōu）勢大,尤其是非化工從業人員對“氨”的人事不足,認為其（qí）安全風險大,事故幾率高。因此（cǐ）,火電、鋼鐵和冶煉（liàn）行業基本上不采用氨法而采用石灰（huī）石-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保性（xìng）
 
　　石灰石屬於（yú）天然原材料,隻需采取簡易的通風、防（fáng）塵措施,對環（huán）境汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作業環（huán）境（jìng）和大氣環（huán）境的風險,可能危害人體健康和傷害動植物。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（fèi）渣,其回（huí）收利用已成為世界性（xìng）難題,大多數情況下隻能作為工（gōng）業垃圾予以廢棄和存放,且隨時存在汙染環境的可能;而硫酸銨是化（huà）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（liú）酸銨的環保優勢大大高於脫硫石（shí）膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨法煙（yān）氣脫硫工藝較石（shí）灰石-石膏法脫（tuō）硫工藝具（jù）備（bèi）以下優勢:一是大氣汙染小,無CO2排放,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二是無廢水排放,無需處理;三是灰泥廢渣排量很少,僅（jǐn）占脫硫石（shí）膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨（ān）法（fǎ）煙氣脫硫的綜合優（yōu）勢（shì）很大,主要是變廢為寶、低碳環保（bǎo）,可再（zài）生利用硫資源,符合循環經濟發展戰略,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）了廢水處理問題,回收（shōu）但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的（de）安全風險。這也是氮肥、焦化和煤化（huà）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（wǒ）國硫資源緊缺,60%需（xū）要進口,對外依存度高。與此同時,我國SO2排放量卻（què）高居世界首位,提高SO2利用率可大（dà）幅（fú）減少硫資源（yuán）的進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤炭燃燒,占SO2總排（pái）量的（de）94%,而火電廠SO2排放量又占總（zǒng）排（pái）量的60%。這（zhè）裏所指的SO2排放量不包含已轉化（huà）成難以回用的（de）脫（tuō）硫（liú）石膏等含硫廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土（tǔ）壤嚴重缺硫,硫（liú）銨具有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情（qíng）、負荷（hé）循環經濟發展,而且具有脫硫脫硝（xiāo）一體化的特點,其應（yīng）用前景將越來（lái）越廣闊。因此,建議通過行政、立法等手段推廣和普及氨法石灰（huī）石-石膏法（fǎ）煙氣脫硫技術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行（háng）業實施煙（yān）氣脫硫（liú）項（xiàng）目的氨法脫硫改造。