自貢氨法與（yǔ）石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

自貢       隨著我國對大氣汙染和（hé）環境保護的日益重視,煙氣脫硫技（jì）術得到了快速發展,脫硫技術（shù）越來越（yuè）多,脫硫效率也越來越高。目（mù）前,我（wǒ）國煙氣脫硫（liú）技術主要有幹法、半幹法和（hé）濕法三種。其（qí）中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫硫（liú）包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰石法（fǎ）(石灰石-石膏法)、堿法(鈉（nà）堿與雙（shuāng）堿法)和金屬氧化物吸收法等,我（wǒ）國90%以上的煙（yān）氣脫硫工程（chéng）采用的（de）是石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石（shí）灰石法主要應用在火電、鋼（gāng）鐵和有色冶煉行（háng）業（yè）,而氮肥、焦化和煤化（huà）工（gōng）行業（yè）多以氨（ān）法為主。

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　　1、 石灰石-石（shí）膏法脫硫技術特點
 
　　石灰（huī）石-石膏法（fǎ）脫硫技（jì）術已有幾十年的運行經（jīng）驗,是（shì）目前世界技術上（shàng）成熟、實用業（yè）績（jì）最多、運行狀況較穩（wěn）定的脫硫工（gōng）藝。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石灰石磨成粉（fěn）後與水混合,職稱石灰石漿液（yè）,不斷補充道吸收塔（tǎ）內。煙（yān）氣在吸收塔（tǎ）內向上流動北鄉下流動的循環漿液以逆流方式（shì）洗滌,循環漿液則通過循環泵向上（shàng）輸送到噴漿層內設置的噴嘴噴射（shè）到吸收塔中,氣體和液體得以充分接觸,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入的氧化空氣發生化學反應,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（zhī）含固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過（guò）濾,得到含水量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級除霧器去除水分,通過（guò）煙道（dào）進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括（kuò）:煙氣係統、吸收氧化係統、漿液製備係統、石膏脫水（shuǐ）係統、排放係統等,脫硫效率高（gāo）達95%,吸收器利用率（lǜ）90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫（tuō）硫副產品為石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持（chí）較高（gāo）的脫硫效率和較好的係統（tǒng）穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點（diǎn）
 
　　氨法脫硫工藝是將原煙氣引入（rù）脫硫塔（tǎ）中,與循環（huán）吸收溶（róng）液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫（tuō）硫後的（de）淨煙氣經二級除霧器（qì）去除霧滴,由煙囪（cōng）排向大氣。亞硫酸銨（ǎn）在塔底被氧化成硫胺,35%的硫（liú）胺溶液由料液取出（chū）泵從脫硫塔打入（rù）母（mǔ）液箱,在進入設置有抽真空係（xì）統的政法結晶器,料（liào）液在70℃左右達到沸點,比正常（cháng）蒸發下降了40℃,大大降（jiàng）低了蒸汽（qì）用量;蒸發潔淨器出口為含（hán）固量（liàng）30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工藝（yì）主要包（bāo）括:煙氣係統、吸收氧化係統、脫水係統等,脫硫（liú）效率（lǜ）高達99%,並可同時脫除20%左（zuǒ）右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫塔（tǎ）阻力僅約1kPa,脫硫副產品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分（fèn）析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法占地麵積相對較大,幾乎是（shì）氨法的（de）兩倍;(2)脫硫塔阻力大,幾乎是（shì）氨法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿（jiāng）液循環（huán）量大,耗（hào）電量（liàng）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（ài）出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和（hé）氯化銨等難以除去的氣（qì）溶（róng）膠,造成氨損失和（hé）煙霧排放;硫胺結晶過程能耗（hào）大,對加熱器材質要求較高（gāo）;設備國產化程度較（jiào）石灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析（xī）
 
　　石灰石—石膏法所用脫（tuō）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（jiào）高,占運行成本的比重較大。隨著工藝和設備國產化程度的不斷提高,石灰石（shí）—石膏法造價（jià）已大幅降低,其運行費用主要（yào）集中在點好上,因此進一步降低（dī）電耗是石灰石—石膏法工藝技改的關鍵。氨法脫硫技術的（de）副（fù）產品硫酸銨售價（jià）在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部分脫硫成本,時（shí）期發電成本（běn）低於石灰石（shí）—石（shí）膏法,可以預測當煙氣中SO2含量更高時,氨法脫（tuō）硫項目有可能實現（xiàn）盈利（lì）。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫（tuō）硫（liú）劑（jì）的安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石灰石物化性質穩（wěn）定,直接接觸對人體無危害。加工時有揚塵,會刺激眼睛、呼吸係（xì）統（tǒng）和皮膚,應佩戴防塵口（kǒu）罩予以防護。石灰（huī）石不屬於（yú）易燃、易爆、易中（zhōng）毒物品,便於運輸、加工和貯存,使用安全可靠。
 
　　氨屬於危險化學品,有強烈的刺激氣（qì）味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜（mó）有刺激和腐蝕作用,高濃度的氨（ān）可引起化學性咽喉（hóu）炎、肺炎等,吸入後（hòu）可引起反（fǎn）射性呼吸停止、心（xīn）髒停搏、直（zhí）接接觸時可致皮膚凍傷。氨通（tōng）常儲存在密閉容器和管道內,即使在使用過程中,也必須處於完好密（mì）閉（bì）狀態,應采取有效的安全措施予以（yǐ）防範。
 
　　3.3.2 產（chǎn）品的（de）安全性
 
　　石灰石-石（shí）膏法煙氣脫硫的產品是脫硫石膏,脫硫（liú）石膏對人（rén）體無直接危害,也不存在火災、爆炸和中毒危險,多用於建（jiàn）築行業,也（yě）用作工業材料,但總體消耗量（liàng）有限。火電、鋼鐵和冶煉企（qǐ）業均運出廠（chǎng）外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積如山,存在潰（kuì）壩、塌方的危險,應予以（yǐ）防範。硫酸銨（ǎn）為工業產（chǎn）品,廣泛應用於農業生產,不屬於（yú）危險化學品,無燃燒、爆炸、有毒等（děng）風險（xiǎn）,使用安全、可靠、無不良（liáng）影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石（shí）灰石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危險作業,發生一般以上事故的可能性小,無特種工種,無危險工序,風險係數低,安全優勢大,尤其是非化（huà）工從業人員對（duì）“氨”的人（rén）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用氨法而采用石灰石-石膏法脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保（bǎo）性分析
 
　　(1)脫硫劑的環保（bǎo）性
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需（xū）采取簡易的（de）通風（fēng）、防塵（chén）措施,對環境汙染（rǎn）和健康危（wēi）害小。氨（ān）泄漏存在汙染作業環境和大氣環境的風險,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水（shuǐ）泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產（chǎn）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（kuàng）下隻能作為工業垃圾予以（yǐ）廢棄和存放,且隨時存在汙染環境（jìng）的可能（néng）;而硫酸銨是化學肥料,廣泛應用於農業生產,使硫資源得到再生利用。顯然,硫（liú）酸銨的環（huán）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（jiào）石灰石-石（shí）膏法脫硫工藝具備以下優勢:一是大（dà）氣（qì）汙染小,無CO2排（pái）放,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二（èr）是無廢水排（pái）放,無需處理;三是灰泥廢（fèi）渣排量很少,僅占（zhàn）脫硫（liú）石膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優勢很大（dà）,主要是變廢為寶、低碳環（huán）保,可再生利（lì）用硫資源（yuán）,符合循環經濟發展戰略,這是石灰石-石膏法（fǎ）煙氣脫硫技術所無法比擬（nǐ）的。尤其是氮肥和煤化工企業副產5%～8%廢氨水,可直接用作脫硫劑,既解（jiě）決了（le）廢水處理問題,回收但資源,且無運輸、裝卸、儲存和使用液氨的安全（quán）風險。這也（yě）是（shì）氮肥、焦化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（jiàn）議
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對（duì）外依存度高。與（yǔ）此同時,我國SO2排放量卻高居世（shì）界首位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源的進口量。通常,大氣中（zhōng）SO2主要來源於煤炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排（pái）放量（liàng）又占總（zǒng）排量（liàng）的60%。這裏所指的SO2排放量不包含（hán）已轉化成難以回用的脫（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,硫銨具有較（jiào）大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情（qíng）、負（fù）荷循環經（jīng）濟發展,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（guǎng）闊（kuò）。因此,建議通過行政（zhèng）、立法等手段推廣和普及氨法石灰石-石膏法煙氣脫硫（liú）技術;鼓勵（lì）火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法脫硫改造。

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