燃煤鍋爐煙塵治理方法及脫硫技術(shù)的選擇比較

馬乾

Comparison of the Dust Control Method and Desulfurization Technology for Coal-Fired Boiler

MA Qian

（Kangbao County Branch， Zhangjiakou Ecological Environment Administration，? Zhangjiakou 076650， China）

【摘? 要】論文簡(jiǎn)單介紹了燃煤鍋爐煙氣排放的主要危害，闡述了燃煤鍋爐煙塵和二氧化硫的常用治理方法，對(duì)濕法脫硫相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，希望在選擇煙塵治理方法及脫硫技術(shù)時(shí)可以提供一些參考作用。

【Abstract】 This paper briefly introduces the main hazards of flue gas emission from coal-fired boilers， expounds the common treatment methods of flue gas and sulfur dioxide from coal-fired boilers， and makes a technical and economic comparison of related wet desulfurization technology， hoping to provide some reference for the selection of flue gas treatment methods and desulfurization technology.

【關(guān)鍵詞】燃煤鍋爐;煙氣除塵;脫硫技術(shù)

【Keywords】 coal-fired boiler; flue gas dedusting; desulfurization technology

【中圖分類號(hào)】X701? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）03-0155-02

1 引言

燃煤鍋爐煙氣中的煙塵、二氧化硫應(yīng)符合相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)，減少對(duì)大氣的污染，以達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。本文將針對(duì)燃煤鍋爐煙塵治理方法及脫硫技術(shù)進(jìn)行闡述與比較。

2 燃煤鍋爐煙氣排放危害

煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生煙塵、二氧化硫等有害氣體，是造成霧霾天氣的重要原因。另外，排放到大氣中的二氧化硫會(huì)和空氣中的水分發(fā)生反應(yīng)形成硫酸，然后隨降雨降落到地面腐蝕建構(gòu)筑物，對(duì)動(dòng)植物造成損害，這就是俗稱的“酸雨”。

3 燃煤鍋爐煙氣除塵方法

燃燒煤爐產(chǎn)生的污染物中，粉塵是其中的重要組成部分，因此，想要實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣的處理，首先要將其中的粉塵進(jìn)行有效處理?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中比較常用的除塵方法有靜電除塵、袋式除塵、電袋復(fù)合除塵等方法。

3.1 靜電除塵方法

靜電除塵工作原理是利用高壓電場(chǎng)使煙氣發(fā)生電離[1]，生成電荷，氣流中的粉塵與電荷結(jié)合形成帶電粒子，帶電粉塵在電場(chǎng)作用下被吸收至異性電極板上，進(jìn)而與氣流分離，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣的有效處理。靜電除塵裝置的安裝難度比較大，并且設(shè)備的磨損程度會(huì)影響設(shè)備的除塵效果和使用年限，必須定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修養(yǎng)護(hù)，因此會(huì)消耗較多的人力物力。

3.2 袋式除塵方法

袋式除塵主要依靠除塵器的布袋來完成，布袋除塵器運(yùn)行過程分為過濾、清灰兩個(gè)過步驟，兩個(gè)步驟循環(huán)進(jìn)行。過濾是指通過布袋的截留作用將布袋表面已附著的煙氣粉塵進(jìn)行截留吸附的過程;清灰過程是指當(dāng)濾袋表面的過濾阻力達(dá)到一定的數(shù)值后，過濾過程停止，通過脈沖振打、超聲波等方式將濾袋表面的灰塵除掉，進(jìn)而繼續(xù)進(jìn)行過濾過程。袋式除塵器在高溫、高濕、高腐蝕性的環(huán)境中適應(yīng)性較差，此外，袋式除塵器的運(yùn)行阻力若超過1500Pa，其濾袋就容易破損、脫落，從而增加材料成本。

3.3 電袋復(fù)合除塵方法

電袋復(fù)合除塵是將靜電除塵和袋式除塵相結(jié)合的除塵方法，含塵煙氣首先進(jìn)入靜電除塵，可去除70%～80%的粉塵;之后進(jìn)入袋式除塵器，對(duì)粉塵進(jìn)行進(jìn)一步的過濾收集[2]。電袋復(fù)合式除塵器將靜電除塵器與袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行綜合，同時(shí)彌補(bǔ)了兩種除塵方法的不足，相對(duì)來說除塵效果更加理想。但該方法具有臭氧腐蝕、占地面積大、投資大的缺點(diǎn)，濾袋使用壽命短和濾袋材料價(jià)格高也是目前電袋復(fù)合除塵方法需要解決的問題。

4 燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)

現(xiàn)階段燃煤鍋爐煙氣的主要脫硫技術(shù)，根據(jù)所采用的吸收劑或吸附劑的不同，可分為濕法脫硫和干法脫硫[2]。

4.1 濕法脫硫

濕法脫硫是現(xiàn)階段主要的脫硫技術(shù)，脫硫原理為二氧化硫通過與液態(tài)吸收劑反應(yīng)而被去除，去除效率較高。按照所采用吸收劑的種類，濕法脫硫可分為鈣法、氨法、雙堿法、鈉法等。

4.1.1 氨法

氨法是使用氨水作為吸收劑來去除煙氣中的二氧化硫，副產(chǎn)物較多，主要產(chǎn)物為亞硫酸銨與硫酸銨，脫硫效率可達(dá)98%左右，但此脫硫方法氨的使用量較高，且氨易隨處理煙氣流失，適用于氨供應(yīng)充沛的地區(qū)。產(chǎn)物硫酸銨可用作肥料，經(jīng)濟(jì)價(jià)值和利用價(jià)值較高，但由于副產(chǎn)物種類較多，產(chǎn)物分離回收的費(fèi)用較高流程較復(fù)雜。

4.1.2 鈣法

鈣法即石灰石-石膏法，是利用石灰石、生石灰與水混合反應(yīng)生成的乳濁液（即消石灰）來吸收去除煙氣中的二氧化硫。吸收過程通常在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，反應(yīng)器由攪拌設(shè)備、空氣輸送設(shè)施、PH值等參數(shù)的監(jiān)測(cè)設(shè)施、石灰乳液的補(bǔ)給設(shè)施及混合液的排除設(shè)施等部分組成，生成的主要產(chǎn)物為石膏，可直接用于建筑材料生產(chǎn)。該方法的技術(shù)成熟度較高，所采用的吸收劑價(jià)格較低，運(yùn)行費(fèi)用均小，因此該法的利用率較高，脫硫效率可達(dá)95%。

4.1.3 氧化鎂法

氧化鎂法是利用氧化鎂作為吸收劑來去除煙氣中的二氧化硫，其脫硫機(jī)理與石灰石-石膏法相類似，主要區(qū)別為：①吸收劑的價(jià)格及來源不同;氧化鎂的價(jià)格較高，原料分布較小，但吸收效果比鈣法要高;②反應(yīng)吸收設(shè)備的復(fù)雜程度較低，吸收設(shè)備不用考慮結(jié)垢;③單位體積混合液中氧化鎂的含量較高，循環(huán)漿液的量和設(shè)備的功率均較低;④反應(yīng)生成的副產(chǎn)物的銷路情況不同。氧化鎂法的反應(yīng)副產(chǎn)物主要為亞硫酸鎂和硫酸鎂，可綜合利用的途徑較少。

4.1.4 雙堿脫硫法

雙堿脫硫法使用氫氧化鈉作為吸收劑去除煙氣中的二氧化硫，與煙氣反應(yīng)生成的混合液中再加入石灰乳即氫氧化鈣，氫氧化鈣與混合液中的硫酸鈉發(fā)生置換反應(yīng)生成硫酸鈣和氫氧化鈉，氫氧化鈉得到再生，可以作為吸收劑進(jìn)行循環(huán)使用，產(chǎn)生的石膏可以作為建筑材料外售。但此種方法的脫硫效率較低，僅為80%左右，僅適用于小型鍋爐的脫硫。

表1為以上所述幾種濕法脫硫工藝在相關(guān)方面的對(duì)比。

4.2 干法脫硫

干法脫硫使用固體顆粒物質(zhì)作為吸收劑，比較有代表性的處理方法為活性炭吸附法和催化氧化法。

4.2.1 活性炭法

活性炭法是將煙氣通過水蒸氣，與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成硫酸，生成的硫酸為氣液混合物，此氣液混合物再通過活性炭吸附層被活性炭吸附?；钚蕴糠磻?yīng)床可分為流化床、移動(dòng)床及固定床。吸附硫酸后的活性炭再通過解吸過程釋放出硫酸，解吸方法可分為高溫解吸、氣體解吸、水洗解吸，解吸產(chǎn)物為15%～17%的稀硫酸。

4.2.2 催化氧化法

常用的催化氧化法有以下兩種：第一，將二氧化硫催化氧化為高純度硫酸，反應(yīng)條件要求較高，需要在高溫條件下，以重金屬（氧化鈾、五氧化二釩等）為催化劑，以氧化鋁為載體。對(duì)于二氧化硫濃度較高的煙氣多采用此方法，造價(jià)較高。第二，在煤的燃燒過程中加入固硫劑，二氧化硫在爐內(nèi)與固硫劑結(jié)合，并與氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)生成硫酸鹽，進(jìn)而不會(huì)隨鍋爐煙氣排放至大氣，其會(huì)混合在爐渣中以固體的形式排出，但這種情況下應(yīng)將爐渣進(jìn)行合理利用，以防止產(chǎn)生二次污染。

4.2.3 脫硫技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國的煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用體系還不夠完善。一方面，脫硫系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的廢水廢渣應(yīng)能夠得到有效處理，避免二次污染的產(chǎn)生;另一方面，應(yīng)加強(qiáng)脫硫副產(chǎn)物綜合利用的研究，完善脫硫產(chǎn)物出路。并且隨著我國燃煤鍋爐煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，甚至于要求“近零排放”，迫切要求開發(fā)脫硫效率更高、裝機(jī)容量更大、自動(dòng)化程度高的脫硫設(shè)備。

5 結(jié)語

以上對(duì)燃煤鍋爐煙氣除塵和脫硫技術(shù)進(jìn)行了分析比較，并對(duì)煙氣濕法脫硫的主要工藝進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較?？梢缘贸?，合理選擇燃煤鍋爐煙氣的脫硫除塵工藝不僅可以滿足環(huán)境保護(hù)的需要，還可以創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

【1】路琳.電袋復(fù)合除塵器在燃煤鍋爐除塵改造的應(yīng)用[J].煤氣與熱力，2014（06）：1-5.

【2】賀鵬，張先明.中國燃煤發(fā)電廠煙氣脫硫技術(shù)及應(yīng)用[J].電力科技與環(huán)保，2014（01）：8-11.