燃煤鍋爐煙氣污染治理技術(shù)分析

張殿宇

（新疆盛源祥和環(huán)保工程有限公司，烏魯木齊 830000）

我國的煤炭儲(chǔ)量十分豐富，但是煤炭在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙氣，其中二氧化硫、煙塵等污染物會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生很大的危害。因此，有必要研究燃煤鍋爐煙氣問題，探尋有效的環(huán)境污染治理技術(shù)。只有通過除塵脫硫技術(shù)來對(duì)燃煤鍋爐煙氣進(jìn)行治理，才能既增加燃煤鍋爐的效益，又能確保其排放的煙氣不對(duì)大氣造成污染[1]。這樣才能實(shí)現(xiàn)綠色低碳新工業(yè)發(fā)展理念。同時(shí)，人們要結(jié)合燃煤鍋爐煙氣問題，探究有效的環(huán)境污染治理技術(shù)，從燃煤鍋爐煙氣問題根源上探討如何治理環(huán)境污染。

1 燃煤鍋爐煙氣治理研究的意義

隨著全球經(jīng)濟(jì)化的不斷發(fā)展，我國的工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，其中燃煤鍋爐生產(chǎn)技術(shù)在生產(chǎn)中起到很大的作用。但是，燃煤燃燒往往產(chǎn)生二氧化硫以及煙塵等污染物，其中二氧化硫不僅嚴(yán)重危害大氣環(huán)境，同時(shí)也危害人的身體健康，為社會(huì)帶來很大的負(fù)擔(dān)。而煙塵也是造成霧霾的主要兇手。所以，隨著我國燃煤用量的不斷增加，其產(chǎn)生的煙氣污染問題也逐漸嚴(yán)重，不僅導(dǎo)致我國大范圍的霧霾，對(duì)人體健康造成很大的危害，也不利于我國工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展。我國燃煤鍋爐煙氣的主要污染源是二氧化硫、煙塵，燃煤中不完全燃燒及燃煤含硫是造成燃煤鍋爐煙氣問題的主要原因[2]。因此，要想解決燃煤鍋爐煙氣問題，就必須對(duì)二氧化硫以及產(chǎn)生的煙塵進(jìn)行治理。在進(jìn)行燃煤鍋爐煙氣治理的過程中，人們要結(jié)合這兩點(diǎn)原因進(jìn)行綜合治理，這樣才能取得較為良好的效果。

2 我國燃煤鍋爐煙氣治理技術(shù)的現(xiàn)狀研究

燃煤鍋爐在我國應(yīng)用非常廣泛，近年來，我國霧霾天氣不斷加劇，環(huán)境污染十分嚴(yán)重。當(dāng)前，我國積極研究燃煤鍋爐煙氣治理，已經(jīng)取得初步的研究成果。但是，煙氣治理技術(shù)的具體應(yīng)用還存在一些問題，需要進(jìn)行更深入的研究。下面將分析我國燃煤鍋爐煙氣治理現(xiàn)狀，探究治理燃煤鍋爐煙氣問題的有效技術(shù)。

2.1 鍋爐煙氣治理過程中除塵技術(shù)的應(yīng)用分析

燃煤鍋爐每天都會(huì)產(chǎn)生很多的污染物。因此，要治理鍋爐煙氣問題，應(yīng)該在污染物排出到大氣之前就對(duì)其進(jìn)行有效的處理?，F(xiàn)在，我國一般將煙霧中的顆粒物通過機(jī)械式除塵器、電除塵器、濕式除塵器和過濾除塵器等除塵裝置對(duì)煙氣進(jìn)行有效的脫離處理，從而實(shí)現(xiàn)凈化空氣的目標(biāo)[3]。這四種除塵器都各有各的作用原理及優(yōu)缺點(diǎn)。

機(jī)械式除塵器通過力學(xué)原理來除塵，其中包含慣性原理、重力沉降室。在機(jī)械式除塵器的實(shí)際運(yùn)用中，大多采用旋風(fēng)除塵器來除塵。隨著科技不斷發(fā)展，旋風(fēng)除塵器也不斷革新，在生活中已經(jīng)得到大范圍的應(yīng)用。而濕式除塵器是通過氣體與液體接觸中塵粒運(yùn)動(dòng)的慣性以及水滴間的碰撞來達(dá)到捕捉塵粒的目的。在捕捉塵粒的過程中，還可以清除氣態(tài)的污染物。濕式除塵器的缺點(diǎn)在于被回收的大氣污染物因?yàn)楸磺宄荒鼙焕茫瑫r(shí)管道腐蝕嚴(yán)重。

電除塵器的作用原理是靜電力，通過靜電力來對(duì)塵粒直接隔離，它的特點(diǎn)是直接作用在塵粒上，耗能少。因此，電除塵器在工業(yè)除塵中很受歡迎。濕式電除塵技術(shù)與干法靜電除塵技術(shù)對(duì)粉塵捕集的原理基本相同，兩者結(jié)構(gòu)也類似。所不同的是清灰方式，濕式除塵器取消了傳統(tǒng)的機(jī)械振打清灰方式，通過煙氣與水接觸使飛灰沉降。根據(jù)濕式除塵器原理和結(jié)構(gòu)的不同，有自激式除塵、麻石水膜除塵、噴淋式除塵三種主要形式。過濾除塵器是將氣流通過過濾材料進(jìn)行過濾，以此進(jìn)行煙氣治理。實(shí)際應(yīng)用中，人們可以根據(jù)濾料的不同來選擇不同的除塵器，因此運(yùn)用也比較廣泛。

2.2 燃煤煙氣治理過程中煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用調(diào)查

眾所周知，燃煤煙氣含有大量二氧化硫，給空氣帶來很大的污染，因此處理二氧化硫是煙氣治理的關(guān)鍵。目前，人們主要采用濕法煙氣脫硫、干法煙氣脫硫及半干法煙氣脫硫這三種基本的脫硫方式。濕法煙氣脫硫主要是通過液體吸收劑來吸收煙氣中的污染物，對(duì)煙氣進(jìn)行過濾、洗滌，以達(dá)到吸收煙氣中二氧化硫的目的。這種方法在實(shí)際應(yīng)用中較為廣泛，主要是采用石膏法和石灰石法。干法脫硫是通過吸附劑來對(duì)煙氣中的二氧化硫進(jìn)行吸附，它的主要特點(diǎn)是必須在完全干燥的狀態(tài)下進(jìn)行相關(guān)操作[4]。優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)操作不會(huì)產(chǎn)生廢酸，也不會(huì)造成腐蝕管道等問題。半干法是指在三相狀態(tài)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫，最后會(huì)吸收產(chǎn)物水分，使產(chǎn)物呈干粉狀。這種半干法脫硫與袋式除塵器結(jié)合起來，會(huì)有很好的處理效果。燃煤鍋爐排放的大量粉塵已經(jīng)給大氣環(huán)境和人類健康帶來嚴(yán)重威脅，因此國家高度重視治理工業(yè)粉塵。

3 燃煤鍋爐煙氣除塵技術(shù)

目前，燃煤鍋爐煙氣除塵一般采用三種方法，分別是機(jī)械式除塵技術(shù)，過濾式除塵技術(shù)以及電除塵室除塵技術(shù)。下面將簡要分析這三種除塵技術(shù)，比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。

3.1 機(jī)械式除塵技術(shù)

粉塵是燃煤鍋爐煙氣中的有害物質(zhì)之一，因此要想治理燃煤鍋爐煙氣，人們就必須去除粉塵。人們可以按照污染情況，根據(jù)去粉塵原理，去除煙氣中的固體顆粒物，以實(shí)現(xiàn)除塵的目的。其中，旋風(fēng)除塵器是機(jī)械式除塵器中使用最廣泛的一種除塵機(jī)械，它的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單、環(huán)境要求不高、耐腐蝕性能好、除塵效率高等。缺點(diǎn)是只能作用于大顆粒的粉塵，不能去除小顆粒的粉塵，所以機(jī)械式除塵器有一定的局限。因此，往往在粉塵顆粒較大時(shí)采用機(jī)械式除塵技術(shù)[5]。

3.2 過濾式除塵技術(shù)

過濾式除塵器也是一種常用的除塵器。它的原理是用過濾網(wǎng)來阻擋煙氣中的粉塵進(jìn)入大氣，以此進(jìn)行除塵。在實(shí)際除塵過程中，人們要根據(jù)污染情況的不同，選擇不同的過濾式除塵器。常用的過濾式除塵器有空氣過濾器、袋式除塵器以及顆粒層除塵器。其中效率最高的是袋式除塵器。過濾除塵器作為一種傳統(tǒng)除塵器，隨著科技的不斷發(fā)展，其結(jié)構(gòu)也不斷創(chuàng)新，其中濾料和清灰方式也不斷改進(jìn)。除塵性能得到大幅的提升，過濾式除塵器的應(yīng)用越來越廣泛。但是，過濾式除塵技術(shù)往往需要不斷更換過濾材料，所以成本較高。

3.3 電除塵式除塵技術(shù)

在處理大量煙氣時(shí)，一般采用電除塵方式。相比機(jī)械式除塵和過濾式除塵，電除塵的除塵效率更高。電除塵技術(shù)是利用粉塵自身具有的靜電力來實(shí)現(xiàn)除塵目的。電除塵通常直接作用于粉塵顆粒上，其優(yōu)點(diǎn)是不懼高溫、高壓、強(qiáng)酸堿等環(huán)境，除塵效率高[6]。但是，電除塵設(shè)備比較昂貴，需要消耗大量資金。同時(shí)，電除塵設(shè)備占地面積較大，而除塵只是凈化尾氣的一項(xiàng)步驟，并不是生產(chǎn)的主要目的，企業(yè)往往不太可能因?yàn)槌龎m花費(fèi)大量資金。因此，電除塵設(shè)備目前并沒有被廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)中。

4 燃煤鍋爐煙氣問題中的環(huán)境污染治理技術(shù)

近年來，霧霾成為全球性的環(huán)境治理難題，很多國家都非常重視燃煤鍋爐煙氣問題，我國也開發(fā)出一體化協(xié)同技術(shù)手段。通常，燃煤鍋爐煙氣治理大體分為兩個(gè)階段：一是針對(duì)單一污染物，不同的設(shè)備協(xié)調(diào)工作，以達(dá)到治理目的；二是采用一臺(tái)綜合環(huán)保設(shè)備對(duì)不同的污染物同時(shí)處理。當(dāng)前，我國處于第一階段，第一階段主要具有以下技術(shù)特征。

4.1 煙氣污染物清除與控煤的協(xié)調(diào)治理

燒結(jié)過程煙氣量大，污染物種類多，含量波動(dòng)大，煙氣溫度低。在煙氣治理的過程中，如果要想達(dá)到污染物清除與控煤的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，相關(guān)工作人員就必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出控制燃煤數(shù)量成本與環(huán)保設(shè)備價(jià)格、公司運(yùn)營成本的關(guān)系。這樣才能有效地控制燃煤數(shù)量，以實(shí)現(xiàn)協(xié)同治理的目的。人們要選擇技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益相協(xié)調(diào)的工藝路線，減輕企業(yè)的各項(xiàng)負(fù)擔(dān)。

4.2 濕法脫硫與除塵器的協(xié)同治理

濕法脫硫是我國燃煤電廠鍋爐普遍采用的脫硫方法，其工作原理是：把大量的水與石灰石粉或生石灰粉混合，形成石灰石或熟石灰堿性乳液，從脫硫塔的上部噴灑；在風(fēng)機(jī)作用下，含有大量二氧化硫的酸性煙氣則從下向上流動(dòng)，與堿性液滴中的石灰石或熟石灰相遇反應(yīng)生成石膏及其他硫酸鹽，隨液滴墜落到脫硫塔塔底，收集去除。

濕法脫硫與除塵器協(xié)同處理，可以使煙氣治理更加便捷，從而提升脫硫設(shè)備的應(yīng)用效果，提高除塵率。此外，工作人員可以根據(jù)濕法脫硫的具體工藝來進(jìn)行調(diào)配，通過濕法脫硫與除塵器的系統(tǒng)治理使煙氣處理達(dá)到真正的協(xié)同治理[7]。

4.3 煙氣脫硝與低碳燃燒的協(xié)同治理

煙氣脫硝技術(shù)一般是指對(duì)燃燒排放的尾氣進(jìn)行脫硝處理，即后端脫硝，主要有選擇性催化還原法（SCR）、選擇性非催化還原法（SNCR）和氧化脫硝等技術(shù)。隨著我國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的提高，一些傳統(tǒng)的煙氣脫硝工藝難以滿足嚴(yán)格的減排要求，臭氧氧化脫硝技術(shù)成為較好的選擇。臭氧高級(jí)氧化技術(shù)不僅對(duì)氮氧化物具有良好的脫除效果，而且可以去除煙氣中的其他有害污染物，如重金屬汞。實(shí)踐證明，臭氧氧化脫硝技術(shù)能夠滿足新的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，大型臭氧設(shè)備的國產(chǎn)化大大降低了初始投資[8]。目前，臭氧氧化脫硝技術(shù)已在國內(nèi)多個(gè)熱電廠應(yīng)用，取得了優(yōu)良的脫硝效果，也將逐步成為火電廠脫硝技術(shù)之一。燒結(jié)煙氣多污染物協(xié)同治理是指通過一項(xiàng)技術(shù)或多項(xiàng)技術(shù)組合，以單元環(huán)節(jié)或單元環(huán)保設(shè)備鏈接、匹配耦合，達(dá)到對(duì)多種污染物綜合去除的目的。

不同燃煤燃燒產(chǎn)生的污染物不同，在進(jìn)行燃煤煙氣處理時(shí)，人們應(yīng)該密切關(guān)注不同燃煤的燃燒效率。通常，人們應(yīng)該優(yōu)先使用低碳燃燒的燃煤，從根源減少污染物排放量，同時(shí)利用煙氣脫硝，進(jìn)一步優(yōu)化燃燒整體設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)燃煤煙氣的協(xié)同治理[9]。

5 結(jié)語

煤炭資源廣泛應(yīng)用在我國工業(yè)生產(chǎn)中，本文分析了燃煤鍋爐煙氣治理的必要性，同時(shí)分析了各種燃煤鍋爐煙氣處理技術(shù)的應(yīng)用效果。在鍋爐煙氣治理中，人們要綜合利用除塵技術(shù)和脫硫技術(shù)。燃煤鍋爐煙氣治理一體化技術(shù)具有良好的應(yīng)用效果，可以協(xié)同治理煙氣。未來，我國要不斷研發(fā)和改進(jìn)燃煤鍋爐煙氣治理技術(shù)，提升環(huán)境污染治理技術(shù)水平。