遵義氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

       隨（suí）著我國對大氣汙染和環境保護的日（rì）益（yì）重（chóng）視,煙氣脫（tuō）硫技術得到了快速發展,脫硫技術越來越多,脫硫效率也越來越高（gāo）。目前,我國煙（yān）氣脫硫技術主要有幹法、半幹（gàn）法和濕法三種。其（qí）中濕法（fǎ）脫硫工藝應（yīng）用最廣,濕（shī）法脫硫包括氨法(即氨-硫酸銨法)、石灰（huī）石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與（yǔ）雙（shuāng）堿法)和金屬氧化物吸收法（fǎ）等,我國90%以（yǐ）上的煙氣脫硫（liú）工程采用的是（shì）石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電、鋼鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤（méi）化工行業多以氨法為主（zhǔ）。

 
　　1、 石灰（huī）石-石膏（gāo）法脫硫技術特點（diǎn）
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）脫硫技術已有幾十年（nián）的運行經驗（yàn）,是目前世界技術上成熟、實用業績（jì）最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝（yì）。
 
　　石灰石-石膏法脫硫是把石（shí）灰石磨成粉後與水混合,職稱石灰（huī）石漿液,不斷補充道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向（xiàng）上流（liú）動北鄉下流動（dòng）的循環漿液（yè）以逆（nì）流方式洗滌（dí）,循環漿（jiāng）液則通過循環泵向上輸（shū）送到（dào）噴漿層內設置（zhì）的噴嘴噴射到吸收塔中（zhōng）,氣體和液體得以充分接觸（chù）,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（shōu）塔底（dǐ）部的石膏漿（jiāng）液先在水（shuǐ）力激流器（qì）中（zhōng）脫水支含（hán）固量餘額40%,然後經帶式真空過濾機過濾,得（dé）到含水量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起經（jīng）兩級除霧器去除（chú）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括（kuò）:煙氣（qì）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,脫硫效率高達（dá）95%,吸收器利用率90%,鈣硫（liú）比低,脫硫塔阻力約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不同的煙氣負（fù）荷（hé）及SO2濃度下均可保持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（xī）收溶液逆流接觸反（fǎn）應生成亞硫酸銨（ǎn）;脫硫後的淨煙氣經二級除霧器去（qù）除霧滴,由煙（yān）囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧（yǎng）化成硫胺（àn）,35%的（de）硫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器,料液在70℃左右達到沸點,比正常蒸發（fā）下降（jiàng）了40℃,大大降低了蒸汽用量（liàng）;蒸發潔淨器出口為含（hán）固（gù）量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進入幹燥劑糟溜（liū）,得（dé）到含水率3%的硫（liú）酸銨產品。
 
　　氨法脫硫工（gōng）藝主要包括:煙（yān）氣係（xì）統、吸收（shōu）氧化係統、脫水係統等,脫硫效率高達99%,並可同時脫除20%左（zuǒ）右的NOX,吸收劑（jì）利用率100%脫硫塔阻力僅約1kPa,脫（tuō）硫副產品為硫（liú）酸銨。
 
　　3、 綜合分析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石（shí）膏（gāo）法占地麵積（jī）相對較大,幾乎是氨法的兩倍;(2)脫（tuō）硫塔阻力大,幾乎是氨（ān）法的兩倍;(3)石灰石—石膏法漿液循環量（liàng）大,耗電量較高（gāo）;(4)氨法脫硫效率高,且可脫除（chú）部分NOX;(5)氨（ān）法脫硫技術存在（zài）問題是愛出煙氣中的按生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以（yǐ）除去的氣溶膠,造成氨損失（shī）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;設備國產化程度較石（shí）灰石—石膏法較低。
 
　　3.2 經濟分析
 
　　石灰石—石（shí）膏法所用脫硫劑石（shí）灰石價格低廉,二氨法脫硫技術吸收劑氨的費（fèi）用（yòng）較高,占運行成本的比重較大（dà）。隨著工藝和設（shè）備國產化程度的（de）不斷提高,石灰石—石膏法造（zào）價已大幅降（jiàng）低,其運（yùn）行費用主（zhǔ）要集（jí）中在點好上,因此進一（yī）步降低（dī）電耗是石灰石—石膏法工藝技改（gǎi）的關鍵。氨法脫硫技術的副產品硫酸銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部分脫硫成本,時期發電成（chéng）本低於石灰石—石膏法,可以預（yù）測當煙（yān）氣中SO2含量更高時,氨法脫（tuō）硫項目有（yǒu）可能實（shí）現盈利。
 
　　3.3 安全性分（fèn）析
 
　　3.3.1 脫硫劑的安全性
 
　　石灰石法煙（yān）氣脫硫所使用（yòng）的脫（tuō）硫劑（jì）為石灰石,石灰石物化（huà）性質穩定,直接接（jiē）觸對人體無危害（hài）。加工（gōng）時有揚塵,會刺激（jī）眼睛、呼吸（xī）係統和皮膚（fū）,應佩戴防塵口罩予以防護。石（shí）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（ān）屬於危險化學品,有強烈的刺激氣味,易燃、易爆（bào）、有（yǒu）毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有（yǒu）刺激和腐蝕作用,高濃度的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、心髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲（chǔ）存在密閉容器和管（guǎn）道內,即（jí）使在使用過程（chéng）中,也必須處於完好密閉狀（zhuàng）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（yān）氣脫硫（liú）的產品是脫硫石膏,脫硫石膏對人體無直接危害,也（yě）不（bú）存（cún）在火災、爆炸和中毒危險,多用於建築行業,也用作工（gōng）業材（cái）料,但總體消耗量有限。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土造（zào）田;或（huò）租地（dì）存放,堆積（jī）如（rú）山（shān）,存在潰壩、塌方的（de）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（bú）屬於（yú）危（wēi）險化學品,無燃燒、爆炸、有毒等（děng）風險,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（gōng）種,無危險工（gōng）序,風險係數低,安全優勢大,尤其是（shì）非化（huà）工從業人員對“氨”的人事不足（zú）,認為其安全風險大,事故幾率高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業（yè）基本上不采用氨法而采用（yòng）石灰石-石膏法脫（tuō）硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析（xī）
 
　　(1)脫硫劑的環保性（xìng）
 
　　石灰石屬於天然原材料,隻需采取簡易的通風、防塵措施,對環境汙染和健康危害小。氨泄漏存在汙染作業環境和大氣環（huán）境的（de）風險,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏應（yīng）及時用酸中和（hé）處理。
 
　　(2)產品的環（huán）保性
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回收（shōu）利用（yòng）已成為世界性難題（tí）,大多數情況下隻能作為工業垃圾予以廢棄和存（cún）放,且隨時存在汙（wū）染環境的可（kě）能;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（zài）生利用（yòng）。顯然,硫酸銨的環保優勢大（dà）大高於（yú）脫硫（liú）石膏。
 
　　(3)工藝的環保（bǎo）性
 
　　氨法煙氣脫（tuō）硫工藝較石灰石-石膏法（fǎ）脫硫工藝具（jù）備以下優勢:一是大氣汙染小,無（wú）CO2排放（fàng）,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二是無廢（fèi）水排放,無需處理;三是灰泥廢渣排量很少,僅占脫（tuō）硫石膏總排量（liàng）的1%～3%。
 
　　3.3.5 分析結論
 
　　氨法煙氣脫硫的綜合優（yōu）勢很大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫（liú）資源,符合循環經濟發展戰略,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,可直接用作脫硫劑,既解決了（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
 
　　我國硫資源緊缺,60%需要進口,對外依存度高（gāo）。與此同時,我（wǒ）國（guó）SO2排放量卻高居（jū）世界首位,提高SO2利用率可大幅減少硫資源（yuán）的進口量。通常（cháng）,大氣中SO2主要（yào）來源於（yú）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（suǒ）指的SO2排放量不包含已（yǐ）轉化成難以回用的脫硫石膏等含硫廢渣。同時,我（wǒ）國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場（chǎng）潛（qián）力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經（jīng）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（cǐ）,建議通過行政（zhèng）、立法等手段推廣和普及氨（ān）法石灰石-石膏法煙氣脫硫技（jì）術;鼓勵火電、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項（xiàng）目的氨法脫硫改造。

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