燃煤鍋爐治理技術(shù)及應(yīng)用

彭麗薇

[摘 要]國(guó)家環(huán)保部分對(duì)近幾年因排放的污染物對(duì)經(jīng)濟(jì)造成的損失進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，其額度是很驚人的，因此對(duì)大氣中二氧化硫和煙塵等污染物的治理已刻不容緩。

[關(guān)鍵詞]燃煤鍋爐；環(huán)境污染；治理技術(shù)

中圖分類號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）07-0350-01

引言

我國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)量十分的豐富，在日常所消耗的能源中煤炭的消耗量占百分之八十左右，在經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動(dòng)下，煤炭的消耗量不斷的增加，同時(shí)所排放出來(lái)的SO2、煙塵等污染物也越來(lái)越多，對(duì)環(huán)境造成了極大的危害，同時(shí)也成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。

一、燃煤對(duì)大氣環(huán)境的污染

眾所周知，煤炭燃燒會(huì)生產(chǎn)眾多的污染物，如CO2、SO2等有害氣體以及一些顆粒和粉塵污染物，而這些污染物的排放正是造成大氣環(huán)境下降的主要原因?，F(xiàn)階段，我國(guó)雖然加強(qiáng)了在新能源方面的研究和應(yīng)用工作，國(guó)家也大力投建了很多大型的水電站和核電站，但煤炭在能源消耗結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位的現(xiàn)狀卻依然沒(méi)有改變。此外，煤炭燃燒排放的SO2在空氣中還會(huì)形成酸雨，而酸雨則會(huì)對(duì)陸地自然環(huán)境帶來(lái)比較嚴(yán)重的危害。最后，煤炭燃燒排放的CO2還會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)加劇，而溫室效應(yīng)又會(huì)造成極地溫度升高和冰川融化，進(jìn)而也會(huì)給海洋氣候造成嚴(yán)重影響?？傊仩t煤炭的燃燒對(duì)環(huán)境的污染破壞不僅局限在大氣環(huán)境這一個(gè)層面，而是會(huì)牽連到整個(gè)生態(tài)環(huán)境的方方面面，由此帶來(lái)的損害十分巨大。

二、煙氣除塵技術(shù)現(xiàn)狀

1、機(jī)械式除塵器

機(jī)械式除塵器是以質(zhì)量力、重力、慣性力和離心力等為主要除塵機(jī)理的除塵器， 包括重力沉降室、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器等。長(zhǎng)期以來(lái)針對(duì)燃煤鍋爐煙氣除塵中多選用機(jī)械式的旋風(fēng)除塵器，旋風(fēng)似除塵器經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展，再加之環(huán)保產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)下，旋風(fēng)除塵器也不斷的更新?lián)Q代，新品不斷的推出來(lái)，在結(jié)構(gòu)上更為簡(jiǎn)單，造價(jià)更加低廉，體積也越來(lái)越小，操作和維護(hù)也簡(jiǎn)單得多。新的旋風(fēng)除塵器除塵效果較好，同時(shí)動(dòng)力消耗也較小，制造材料也較為普遍。對(duì)于粉塵負(fù)荷變化化和高溫、高壓及腐蝕性的氣體都較為適合，現(xiàn)在一般用來(lái)捕集5Lm 以上的塵粒，除塵效率可達(dá)80%～90%；若捕集小于5Lm的塵粒，則效率較低。

2、濕式除塵器

濕式除塵器在結(jié)構(gòu)、造價(jià)、占地面積、操作維修和凈化效率上都有較大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)對(duì)于高溫、高濕的氣流也同樣能起到凈化的效果，并將著火和爆炸的可能性降到了最低。但是濕式除塵器回收回來(lái)的大氣污染物無(wú)法進(jìn)行再利用，同時(shí)濕式除塵器因?yàn)樵谖崭邼駳饬鲿r(shí)管道腐蝕會(huì)較為嚴(yán)重，同時(shí)還要有污水和污泥的處理問(wèn)題。根據(jù)濕式除塵器的凈化機(jī)理，可將其大致分為七類：a.重力噴霧洗滌器。b.旋風(fēng)洗滌器。c.自激噴霧洗滌器。d.泡沫洗滌器（塔板式）。e.填料床洗滌器。f.文丘里洗滌器。g.機(jī)械誘導(dǎo)洗滌器。

鍋爐的大小所使用的除塵器裝置也不同，對(duì)于燃燒鍋爐噸位較大的，所采用的濕式除塵器為文丘里除塵器與麻石水膜除塵器相互配合使用，這樣組成一個(gè)完整的除塵系統(tǒng)不僅可以有效的起到抗腐蝕作用，同時(shí)還能得到較高的除塵效果，同時(shí)此系統(tǒng)還有較好的耐磨性和耐用性。但噸位較小的燃煤鍋爐中，自激噴霧除塵器較為常用。

3、過(guò)濾式除塵器

過(guò)濾式除塵器，是使含塵氣流通過(guò)過(guò)濾材料將粉塵分離捕集的裝置。按采用的濾料的不同可分為空氣過(guò)濾器、顆粒層除塵器和袋式除塵器。其中袋式除塵器在工業(yè)尾氣的除塵方面應(yīng)用較廣，它采用纖維織物作濾料，除塵效率一般可達(dá)99%以上。雖然它是最古老的除塵方法之一，但由于它效率高，性能穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單，因而獲得廣泛的應(yīng)用。目前，袋式除塵器在結(jié)構(gòu)型式、濾料、清灰方式和運(yùn)行等方面也都得到不斷的發(fā)展。

4、靜電除塵器

工作原理：是通過(guò)高壓使煙氣中塵粒電離，在電場(chǎng)作用下，氣流中粉塵荷電與氣體分離。

特點(diǎn)：和其他除塵設(shè)備比較，靜電除塵設(shè)備不僅占地少，而且節(jié)約能源，除塵效率高達(dá)99%左右，常用于去除煙氣中粒徑0.01-50微米塵粒，且適應(yīng)性廣，在煙氣溫度高、壓力大的情況下同樣適用。

三、燃煤鍋爐大氣污染治理對(duì)策

1、燃煤鍋爐脫硫改造

我們依據(jù)不同的脫硫原理，將脫硫方法主要分為濕法、半濕法以及干法這三種類型。為了保證在對(duì)鍋爐進(jìn)行改造的過(guò)程中不會(huì)影響到單位或企業(yè)的正常生產(chǎn)工作，并且充分利用單位或企業(yè)現(xiàn)有的除塵設(shè)備，我們決定使用濕法脫硫技術(shù)里面的雙堿法脫硫原理對(duì)鍋爐進(jìn)行脫硫改造。在現(xiàn)有鍋爐除塵后煙道上分別安裝脫硫設(shè)施，煙氣分別經(jīng)脫硫處理后，匯合到一個(gè)總煙道，通過(guò)45m高煙囪排入大氣。對(duì)脫硫后總煙道煙氣排放濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明：二氧化硫排放濃度指標(biāo)符合《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中二類區(qū)Ⅱ時(shí)段標(biāo)準(zhǔn)，即二氧化硫≤900mg/m3。

我們知道，采用雙堿法脫硫原理不僅可以解決石灰石在石灰法中容易發(fā)生結(jié)垢的問(wèn)題，而且還可以在一定程度上提高鍋爐脫硫的效率。在對(duì)鍋爐進(jìn)行脫硫改造的過(guò)程中，先利用堿金屬鹽類所配備的水溶液對(duì)二氧化硫進(jìn)行吸收，然后再通過(guò)石灰等物質(zhì)在另外一個(gè)新的石灰反應(yīng)器中將吸收了的二氧化硫溶液進(jìn)行再生操作，最后將再生的二氧化硫吸收液進(jìn)行循環(huán)利用，此時(shí)，吸收液中所具有的二氧化硫就會(huì)以石膏以及亞硫酸鈣的形式被析出來(lái)。

因?yàn)槎趸蛞怨腆w形式析出的過(guò)程沒(méi)有發(fā)生在管網(wǎng)或者吸收塔中，因此，該過(guò)程防止了石灰石或者石灰法發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象。其中，鍋爐脫硫所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下所示：

2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O

Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3

2、常用煙氣脫硫的方法

①干法脫硫技術(shù)。這種方法一般采用可循環(huán)再生的吸附材料，來(lái)除掉煙氣中的S02，用水清洗后可以重復(fù)使用。吸附裝置脫硫的效率很高，并且煙氣的溫度很低，不會(huì)造成二次污染。一般吸附顆粒的大小有嚴(yán)格要求，避免因顆粒過(guò)大造成的吸附口堵塞和中毒。這種方法的弊端是吸附劑反復(fù)利用，清洗過(guò)程較麻煩，花費(fèi)較大。所以，近些年有的企業(yè)引進(jìn)了等離子體煙氣脫硫設(shè)備等新技術(shù)裝置，這種裝置可以通過(guò)電子束對(duì)水的電離把水分子電離成較活躍的OH、O、HO等自由因子，自由因子可以和SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成H2SO4，最后和NH4反應(yīng)生成硫酸氨。這種裝置污染小，殘留少，廢水和廢渣也少，產(chǎn)生的含氨物質(zhì)可以當(dāng)作肥料使用。然而，這種方法也有弊端。發(fā)射電子束的大功率電子槍，對(duì)人體的輻射比較大，保護(hù)措施要求嚴(yán)格。

②濕法脫硫技術(shù)。這是一種較傳統(tǒng)、技術(shù)較成熟的有效脫硫方法，應(yīng)用的范圍最廣，規(guī)模最大，近些年有著脫硫的重要作用?，F(xiàn)在全球范圍內(nèi)85%的脫硫裝置都是濕法脫硫裝置。一般不同的吸收劑決定著不同的濕法脫硫方法，有下列方法：石灰石法、石灰—石膏法、雙堿法、鎂法、氨法、氫氧化鈉法、海水法和亞硫酸鈉循環(huán)吸收法等，此外膜法和微生物法還處在研究階段，未正式投入使用。

③半干半濕法脫硫技術(shù)。半干半濕法煙氣脫硫凈化技術(shù)特點(diǎn)是采用石灰作為脫硫劑，循環(huán)利用脫硫灰中的堿性物質(zhì)。由鍋爐出來(lái)的煙氣進(jìn)入煙道，與蒸汽輸送的脫硫劑、脫硫灰混合，并進(jìn)入脫硫反應(yīng)塔。在煙道和脫硫塔內(nèi)分別設(shè)有水霧噴嘴，煙氣在塔內(nèi)與水霧、脫硫劑、脫硫灰接觸，實(shí)現(xiàn)氣、液、固三相的充分混合，達(dá)到煙氣脫硫目的。

結(jié)語(yǔ)

最近幾年，我們國(guó)家在治理大氣污染的過(guò)程中，已經(jīng)具有了很多豐富的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，但是由于現(xiàn)在我國(guó)存在著非常嚴(yán)重的大氣污染問(wèn)題，因此，我們還需要對(duì)燃煤鍋爐大氣污染治理這方面進(jìn)行深入地分析與研究，進(jìn)而改善我國(guó)大氣污染現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

[1] 周劍.淺析高污染燃料鍋爐淘汰與大氣污染防治[J].工程技術(shù)（文摘版），2016（7）：197.

[2] 左朋萊，張鋒，陳文龍，等.我國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐大氣污染物治理技術(shù)探討[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2015（11）：28-32.

[3] 冉旺.鍋爐大氣污染治理對(duì)策研究[J].環(huán)境與發(fā)展，2012（4）：140-141.