章丘氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨著我國（guó）對（duì）大氣汙染和環境保（bǎo）護的日益重視,煙氣（qì）脫硫（liú）技術得到（dào）了快速發展,脫硫技術（shù）越來越多,脫硫效率也越來越高。目前,我（wǒ）國（guó）煙氣脫硫技術主要有幹法、半幹法和濕法三種。其中（zhōng）濕（shī）法脫硫工藝（yì）應用最廣（guǎng）,濕法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法)和（hé）金屬氧化物吸收法等,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（gōng）藝。石灰石法主要應（yīng）用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工（gōng）行業多（duō）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十年的（de）運行經驗,是目前世界（jiè）技術（shù）上成熟、實用業績最多、運行狀況較穩（wěn）定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰（huī）石磨成粉後與（yǔ）水混合,職稱石灰石漿液,不斷補充道吸（xī）收塔內。煙氣在吸（xī）收塔（tǎ）內向上流動北鄉下流（liú）動的循環漿液以逆流方式（shì）洗滌,循環漿液則通過循（xún）環泵向上輸送到噴漿層內設置的噴嘴噴射到吸收塔（tǎ）中,氣體和（hé）液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在（zài）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（xī）收塔底部的石膏漿液先在（zài）水力激流器（qì）中脫水支含固量餘額40%,然後經帶式（shì）真（zhēn）空過濾機過濾,得到含（hán）水量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級除霧器去除水分,通過煙道進入煙囪排（pái）向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝（yì）係統（tǒng）主要包括:煙氣係統（tǒng）、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（tuō）硫效率高達（dá）95%,吸收器（qì）利用率90%,鈣（gài）硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏（gāo）。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保（bǎo）持較高的脫硫效率和較好的係統穩定性（xìng）。
 
　　2、 氨法脫硫技術（shù）特點
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣引入脫硫塔中,與循環吸收溶（róng）液（yè）逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經（jīng）二（èr）級除霧器去除霧滴,由（yóu）煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫（liú）胺溶液由料液取出泵從脫硫塔打入母液箱,在進入設置有抽真空係統的政法結晶（jīng）器,料液在（zài）70℃左右達到沸點,比正（zhèng）常蒸發下降了（le）40℃,大（dà）大降（jiàng）低了蒸汽用量;蒸（zhēng）發潔淨器出口為含固量（liàng）30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進入幹（gàn）燥劑（jì）糟溜,得到（dào）含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝主要包括:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水係統等,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,脫硫副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分析（xī）
 
　　3.1 技（jì）術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相對較大,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫（tuō）硫塔阻力大（dà）,幾乎（hū）是氨法的（de）兩倍;(3)石灰石—石膏法（fǎ）漿液循環量大,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（shù）存在問題是（shì）愛出煙氣中的（de）按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以除去的氣溶（róng）膠,造成氨損失和煙霧排放;硫胺結晶（jīng）過程能耗（hào）大,對加熱器材質要求較高;設備國產（chǎn）化程度較石灰石—石膏法較低（dī）。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石灰石價格（gé）低廉,二（èr）氨法（fǎ）脫硫（liú）技術吸收（shōu）劑氨的費用較高,占（zhàn）運（yùn）行成本的比重較（jiào）大。隨著工藝和設（shè）備國產化程度的不斷提高,石灰石（shí）—石膏法造價已大幅降低,其（qí）運行費用主要（yào）集中在點好上,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法工藝技改的（de）關鍵。氨法脫硫（liú）技（jì）術的（de）副產品（pǐn）硫酸銨售價（jià）在（zài）800～1000元/噸,銷（xiāo）售收入（rù）可以抵（dǐ）消大部分脫硫成本,時期發電成本低於（yú）石灰石—石（shí）膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高時,氨（ān）法脫硫項目有可（kě）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（liú）劑為石灰石,石灰石物化性質穩定（dìng）,直接接觸對人體無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼（hū）吸係（xì）統和（hé）皮膚,應佩戴防塵口罩予以（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,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化（huà）學品,有強烈的刺激氣味,易燃（rán）、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃（nóng）度（dù）的氨可引起化（huà）學性咽喉炎、肺炎等,吸入後可引起反射性呼吸停止、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通（tōng）常儲存在密閉（bì）容器和管道內,即使在使用過（guò）程中,也（yě）必須處於完好密（mì）閉狀態,應采取有效的安全措施予以（yǐ）防範（fàn）。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石（shí）灰石-石膏法煙氣脫硫的產品是脫（tuō）硫石膏,脫硫石膏對人體無（wú）直接危害（hài）,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也用作（zuò）工業材料（liào）,但總體消（xiāo）耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運（yùn）出廠外,填（tián）溝築路,覆土（tǔ）造田;或租地存（cún）放（fàng）,堆積如山,存在潰壩、塌方的危險,應予以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒（dú）等風險,使用安全、可靠、無不（bú）良影響（xiǎng）。
 
　　3.3.3 工藝的（de）安全性
 
　　與氨法煙氣（qì）脫硫工藝（yì）相比,石灰石-石膏法不涉（shè）及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一般以上事故的可能性小,無特種（zhǒng）工種（zhǒng）,無（wú）危險工序,風險係數低,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（cǎi）用（yòng）氨法（fǎ）而采用石灰（huī）石（shí）-石膏法（fǎ）脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑（jì）的環保性（xìng）
 
　　石灰石屬（shǔ）於天然原材料,隻需采取簡易的（de）通風、防塵措施,對環境（jìng）汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作業環境和大氣（qì）環境（jìng）的風險,可能危害人體健康和傷（shāng）害動（dòng）植物（wù）。氨水泄漏（lòu）應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性
 
　　脫（tuō）硫石膏是工業廢渣,其回收利用已（yǐ）成為世（shì）界性難題,大多數情況下隻能作為工業垃圾予以廢棄和存放,且隨（suí）時（shí）存在汙染環境的可能;而硫酸（suān）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（shí）-石膏法脫硫工（gōng）藝具備以（yǐ）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（chù）理;三是灰泥廢（fèi）渣排量很少,僅占脫硫石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法（fǎ）煙氣脫硫的綜（zōng）合優勢很大,主要是變廢為寶、低碳環保（bǎo）,可再生利用硫資源,符合循環經濟發（fā）展戰略,這是石灰石-石膏法煙氣脫硫技（jì）術所無法比（bǐ）擬的。尤其是氮肥和煤化（huà）工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既解決（jué）了廢水處理（lǐ）問題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全風（fēng）險。這也是氮肥、焦化和煤化（huà）工等行業采用氨法煙氣（qì）脫硫（liú）技術為主的根本原（yuán）因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存度（dù）高（gāo）。與（yǔ）此同時,我（wǒ）國SO2排放量卻（què）高居世界首位,提高SO2利用率可大（dà）幅減少硫資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來源（yuán）於煤炭燃燒,占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（zhǐ）的SO2排放量（liàng）不包含已轉（zhuǎn）化成難以回用（yòng）的脫硫石膏等含硫（liú）廢渣。同時,我國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的（de）市場潛力。氨法脫硫適合我國（guó）國情、負荷循環（huán）經濟（jì）發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其（qí）應（yīng）用前（qián）景（jǐng）將越來越（yuè）廣闊。因此,建議通過行政（zhèng）、立法（fǎ）等手段推廣（guǎng）和普及氨法石灰石-石膏法（fǎ）煙氣脫硫技術;鼓勵（lì）火電（diàn）、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。

章丘