淺議某燃煤鼓風(fēng)爐技改前后二氧化硫排放情況及污染防治措施

趙成，王文全

（1.水磨溝區(qū)環(huán)境保護(hù)局，烏魯木齊 830000；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830000）

1 引言

隨著人類工業(yè)化水平的逐漸提升，化石能源的廣泛利用在提升社會生產(chǎn)力的同時，也對環(huán)境造成了一定程度的污染，在部分地區(qū)，由于化石能源的濫用，已經(jīng)超出了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境自然承載力的極限，對環(huán)境造成了永久性不可逆的損害。焦炭在燃燒過程供給能量的同時，也會產(chǎn)生大量的污染物，比如硫氧化物、氮氧化物、煙塵等有害物質(zhì)。其中大量的硫氧化物排放會造成大面積的酸雨危害，酸雨的形成和降落會對動、植物生長、建筑物表面、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)以及人類健康等諸多方面造成嚴(yán)重的危害以及影響[1]。為了控制酸雨污染，中國對燃煤鍋爐排放的SO2規(guī)定了最高允許排放濃度，為此對以焦炭為燃料的鼓風(fēng)爐二氧化硫治理是當(dāng)前大氣污染治理領(lǐng)域的重要研究課題[2]。目前，在以焦炭為燃料的鼓風(fēng)爐大氣污染治理方面，主要脫硫工藝使用的脫硫劑為石灰和燒堿，合理對比分析兩種脫硫劑治理硫氧化物的優(yōu)勢與劣勢，對針對性開展污染防治工作與控制大氣污染物排放具有重要意義。

2 燃煤鼓風(fēng)爐二氧化硫污染綜合防治對策

根據(jù)脫硫工藝在生產(chǎn)中所在位置的不同可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫[3]。燃燒前脫硫主要是指使用清潔能源或?qū)⒚禾拷?jīng)過物理、化學(xué)等方法轉(zhuǎn)化成清潔燃料后再進(jìn)行燃燒，減少燃料中的硫含量；燃燒后脫硫是指通過脫硫設(shè)施對鍋爐煙氣進(jìn)行脫硫的措施；燃燒中脫硫主要是指在煤的燃燒過程中加入脫硫劑，通過其在燃燒過程中與二氧化硫反應(yīng)生成硫酸鹽隨灰渣一起排出。本文主要是對燃燒中脫硫工藝（湍球塔）[4]進(jìn)行研究。

湍球塔由塔身、填料球、擋板、除霧旋流板、氣體出口、液體噴頭、液體出口等主要部分構(gòu)成，含硫廢氣從湍球塔下部入口以較高速度進(jìn)入塔體向上運動，脫硫液（NaOH溶液/石灰）自噴頭向下噴淋。它將流化床的概念發(fā)展到氣液傳質(zhì)設(shè)備中，因而具有特殊的用途。它的特點是氣速高，處理出力大，塔身體積小，重量輕，氣液分布比較均勻，不易被固體及黏性物料堵塞，特別是由于塔內(nèi)強烈湍動，質(zhì)量及能量的傳遞得以強化。

3 技改前后使用不同脫硫劑下鼓風(fēng)爐的排污情況

本項目在進(jìn)行技術(shù)改造前后，除塵方式均為重力除塵+袋式除塵，脫硫工藝為二級湍球塔，技改前使用石灰作為脫硫劑，技改后換用燒堿作為脫硫劑，為有效對比兩種常用脫硫劑改造方案的優(yōu)缺點，本文結(jié)合實際案例對兩種治理方案進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。依據(jù)其對二氧化硫大氣污染排放防治的特點，為燃煤鍋爐脫硫工藝提供一定的技術(shù)支撐。技改前后常見大氣污染物的排放情況見表1。

表1 技改前后使用不同脫硫劑下大氣主要污染物的排放情況

4 分析與討論

通過對比脫硫工藝中兩種常用脫硫劑對燃煤鼓風(fēng)爐二氧化硫的防治改造措施，可以發(fā)現(xiàn)在脫硫效果方面，以石灰為脫硫劑的方案受到多種因素影響，實際的脫硫效果相對有限，并且產(chǎn)生的脫硫渣露天堆放在廠區(qū)，堆存過程也會對環(huán)境造成不利影響。而進(jìn)行技術(shù)改造后使用燒堿為脫硫劑后，二氧化硫濃度較使用石灰為脫硫劑降低15%，相比以石灰為脫硫劑具有更高的脫硫效率。通過對以燒堿為脫硫劑的脫硫工藝分析，可知影響湍流塔脫硫效果的幾個因素如下：

4.1 噴淋量對脫硫效率的影響

相同工況下，噴淋量越大，單位時間內(nèi)進(jìn)入湍球塔內(nèi)的堿液越多，液氣比越大，氣、液接觸越充分，且隨著噴淋量增大，塔內(nèi)溫度下降，SO2在水中溶解度增加，液相阻力減小，有利于堿液和SO2吸收反應(yīng)的進(jìn)行，提高了脫硫效率。

4.2 堿液濃度對脫硫效率的影響

堿液濃度越高，相同噴淋量下，解離出的OH-離子越多，與SO2反應(yīng)能力越強，脫硫效率越高。

4.3 脫硫液pH對脫硫效率的影響

循環(huán)脫硫液pH值越高，所含Na0H越多，解離出的OH-越多，吸收SO2的能力越強，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，循環(huán)液中NaOH的利用率增大，pH值下降，OH-濃度減小，脫硫效率也減小，因此為了維持高脫硫效率，循環(huán)液pH應(yīng)在7～9之間。

從本次監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行觀察，可以發(fā)現(xiàn)在燃煤鼓風(fēng)爐使用的以石灰為脫硫劑的湍流塔脫硫裝置雖脫硫效果明顯，具有性價比高，安裝簡單方便的優(yōu)勢。但隨著我國社會整體對環(huán)境污染治理愈發(fā)重視，對污染物排放更加嚴(yán)格管控的要求下，環(huán)境污染治理已經(jīng)上升到新的高度，以燒堿為脫硫劑的湍流塔脫硫裝置不僅脫硫效果顯著，且避免了因脫硫渣露天堆放在廠區(qū)造成的環(huán)境問題。該工藝較為環(huán)保，對環(huán)境不會造成污染。

5 結(jié)論

因此在加快經(jīng)濟發(fā)展的同時，要加大燃煤煙氣脫硫治理。根據(jù)本次研究內(nèi)容可以得出：在技改后使用燒堿作為脫硫劑能夠相對有效地處理燃煤鼓風(fēng)爐產(chǎn)生的SO2等大氣污染物，使其排放濃度達(dá)到《GB13271-2014鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。因此在實際設(shè)計污染防治措施時，應(yīng)當(dāng)針對性地對燃煤鼓風(fēng)爐的燃料成分進(jìn)行分析監(jiān)測，在長期的排放控制下通過持續(xù)觀察制訂相應(yīng)的脫硫方案。望本文研究內(nèi)容得到相關(guān)企業(yè)及機構(gòu)的重視，加強燃煤鼓風(fēng)爐脫硫應(yīng)用領(lǐng)域的排放標(biāo)準(zhǔn)制訂工作，對推動燃煤鼓風(fēng)爐脫硫措施的應(yīng)用普及和有效降低大氣污染提供必要的理論支持。