氨法脱硫工艺与石灰石

氨法脱硫工艺与石灰石-石膏法工艺比较二氧化硫及酸雨污染，是从能源、资源和环境三个重要方面同时制约我国国民经济可持续发展的瓶颈。“十五环境规划全面落空”（去年两会温总理语），“十一五”成败与否，今年极为关键。燃煤电厂脱硫问题，首次出现在今年的总理政府工作报告中，足见其对于突破发展瓶颈，实现“十一五”规划至关重要。燃煤电厂脱硫方法多种多样，因烟气脱硫技术具有较高的脱硫效率，国际上已在燃煤电厂中得到普遍应用。烟气脱硫技术按吸收剂的不同分氨法脱硫和钙法脱硫；已在实践中成熟可靠的烟气脱硫技术主要包括湿式石灰石——石膏法、湿式氨——硫铵法等。结合中国国情和两种方法的综合效益比较，目前氨法是更适合中国，更适宜推广应用的脱硫方法：脱硫效率石灰石-石膏法的脱硫效率一般在90%左右，要想达到很高的脱硫效率，必须控制钙硫比例（Ca/S=1.0〜1.3），同时受烟气流速及气流分布情况的影响较大，因此不易控制。1.2氨法采用液氨、废氨水作脱硫剂，极易与烟气中的SO2反应，受烟气流速的影响较小，不论烟气中SO2的浓度高低，均可达到很高的脱硫效率（95%以上）。结垢问题石灰石-石膏法很容易结垢，其结垢机理为：石膏终产物超过了悬浮液的吸收极限，石膏就会以晶体的形式开始沉积，当相对饱和浓度达到一定值时，石膏晶体将在悬浮液中已有的石膏晶体表面进行生长，当饱和度达到更高值时，就会形成晶核，同时，晶体也会在其它各种物体表面上生长，导致吸收塔内壁、管道结垢。2.1.2吸收液pH值的剧烈变化，低pH值时，亚硫酸盐溶解度急剧上升，硫酸盐溶解度略有下降，会有石膏在很短时间内大量产生并析出，产生硬垢。而高pH值亚硫酸盐溶解度降低，会引起亚硫酸盐析出，产生软垢。在碱性pH值时运行会产生碳酸钙硬垢。2.2氨法采用液氨或废氨水作脱硫剂，生成的副产物硫酸铵易溶于水，通过pH值控制就可以调整硫酸铵颗粒的结晶大小，系统不易结垢能耗石灰石-石膏法采用石灰石作脱硫剂，必须把石灰石制成浆液，因此电耗极大；且该法有废水排放，因此需要不断补充水。氨法的脱硫剂本身就是液体，因此配置起来非常方便或不需配置（采用废氨水时），故所需电耗较少；整套系统工艺水循环无废水排放，因此水耗较少。二次污染问题4.1石灰石-石膏法有废水、废渣、废气排放，且不易处理；另外脱硫副产物-石膏无论纯度、抗压抗拉强度、含水率均无法与天然石膏竞争，不得不占用大量的土地作为废料处理，而这些石膏大量堆放、分解造成的二次污染，对气候、土壤、植物和人类健康带来危害。预计到2010年，脱硫石膏和化工副产品石膏将超过1亿吨。有专家呼吁，如果湿式“石灰石－石膏法”继续作为未来烟气脱硫主导工艺的话，脱硫石膏贻患必将成为继二氧化硫、氮氧化物后的又一大污染源。氨法作为一种循环完全吸收法，在反应过程不会产生废水、废渣、废气；副产物-硫酸铵是化肥原料，在我国属于紧缺产品，具有极为广阔的市场前景，可以为企业带来显著的经济效益，是一种典型的“变废为宝、综合利用、循环经济”项目。综合运行成本5.1石灰石-石膏法是一种典型的资源消耗方法，每年的运行成本极高，甚至高于国家实施的上网脱硫电价补贴额度。氨法作为回收法的代表，仅副产物回收给企业带来的经济效益基本上就能抵消脱硫运行成本，甚至有盈余，这还不包括脱硫电价的补贴，因此可以很快收回初期投资。推广应用2005年2月18日至28日，由国家发展改革委员会和中国电力企业联合会组成的氨法脱硫技术考察团赴美进行考察。考察团给出的建议是：我国目前无论投运、建成还是设计的大型火电机组中，其高硫的烟气脱硫设备几乎全部采用石灰石－石膏法脱硫工艺，工艺过于单一，石膏综合利用的压力不断增大，脱硫废水难以有效处理，建议国家在中高硫煤大型火电机组或者化工、煤气联合企业