鍋爐煙氣除塵脫硫綜合治理技術(shù)應用

張洪祥

摘要：目前，越來越多的關(guān)注集中在了環(huán)境污染這個問題上，環(huán)境污染的主要來源就是火力發(fā)電行業(yè)，鍋爐煙氣中的粉塵和二氧化硫以及氮氧化合物對環(huán)境污染尤其嚴重，對此一定要采取一定的措施來進行治理。

關(guān)鍵詞：鍋爐煙氣除塵 ；脫硫技術(shù) ；治理應用

1.背景

近年來，大氣環(huán)境污染問題日益嚴峻，肆虐大中城市的霧霾天氣頻發(fā)，嚴重影響了人們的身心健康和生活生產(chǎn)我國的用煤企業(yè)尤其是火電廠，與發(fā)達國家相比，在能源結(jié)構(gòu)上仍存在很大的差距，能源的利用率相對較低，很難達到規(guī)定的標準，同時，企業(yè)在生產(chǎn)過程中，會排放大量的煙塵、硫氧化物等污染物。據(jù)估算，在正常情況下，我國每年所能承受的二氧化硫的排放量不超過一千三百萬噸，但由于工業(yè)生產(chǎn)、居民生活的需要，我國所排放出的二氧化硫已遠遠超過這個標準，同時，在煙塵的治理方面也與規(guī)定目標有一定的差距。鍋爐產(chǎn)生的煙塵、硫氧化物嚴重破壞了我們的生存環(huán)境，加大鍋爐煙氣的處理力度、采取除塵脫硫的綜合治理措施對于減少有害污染物質(zhì)的排放、保護環(huán)境。2015 年是“十二五”規(guī)劃的收官之年，“十二五”規(guī)劃全國 SO 2 排放量削減8%，總量控制目標為 2086. 43 噸，重點區(qū)域 SO 2 、工業(yè)煙粉塵排放量分別下降 12%、10% 。我國是富煤貧油少氣的國家，我國以煤炭為主的能源供應格局在未來相當長的時間內(nèi)不會發(fā)生根本性改變。煤炭燃燒作為我國粉塵污染的主要來源之一，為應對“十三五”環(huán)境保護工作的新要求，選擇一套具備脫硫除塵效率高、適用范圍廣、運行費用低、可靠性高、運營便利等優(yōu)點的煙氣治理技術(shù)并盡快實現(xiàn)排放達標改造成為目前工業(yè)領(lǐng)域中小型燃煤鍋爐營運生存的首要問題。

2. 粉塵的危害

供暖鍋爐是熱能生產(chǎn)的主要設(shè)備，鍋爐內(nèi)燃燒各種燃料產(chǎn)生熱能，供應生產(chǎn)或住宅區(qū)域。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，企業(yè)逐漸認識到鍋爐燃燒引起的環(huán)境污染更加嚴重，含硫氧化物及粉塵顆粒造成的空氣污染破壞了和諧的城市環(huán)境。

3.鍋爐及煙氣除塵

3.1鍋爐種類及選取

使用煤粉鍋爐時，用制粉設(shè)備干燥燃煤是基礎(chǔ)，形成煤粉之后，通過熱風把煤粉推進爐膛。燃燒產(chǎn)能使，煤粉已經(jīng)是懸浮的狀態(tài)了。蒸汽鍋爐為了使受熱的面積增大，熱膨脹對爐體的損壞降低，可以用特殊的結(jié)構(gòu)做波形的設(shè)計。如果想要實行對爐內(nèi)燃燒過程的監(jiān)控，可以用數(shù)字化的控制系統(tǒng)。如果想要煤燃燒的更充分一些可以用氮氧化物的燃燒機，如果現(xiàn)有提高鍋爐的效率，可以配備冷凝換熱器等。

3.2煙氣除塵

所謂的煙氣除塵，就是使用技術(shù)手段和設(shè)備去除含塵氣體當中的顆粒物質(zhì)，以達到減少其排放的目的。含塵廢氣主要通過物理和化學等方式產(chǎn)生，當采用機械對物質(zhì)進行粉碎、爆破時，所產(chǎn)生的顆粒比較大，但化學性質(zhì)沒有發(fā)生改變，而當對物質(zhì)進行燃燒、高溫熔融時，所產(chǎn)生的顆粒小，并且化學性質(zhì)也發(fā)生了變化。通過發(fā)展新的生產(chǎn)工藝、采用先進的技術(shù)可以有效降低煙氣中的顆粒物。其中，電除塵器通過靜電力的作用，將顆粒物從氣流中分離，可以使除塵效率達到99%，甚至更高。而洗滌除塵器通過對氣體洗滌，使液體捕獲氣流中的顆粒，從而達到除塵的效果，該種方法的除塵率沒有電除塵器的高，一般在80% 至95% 之間。

4.煙氣除塵脫硫技術(shù)

4.1 干式煙氣脫硫技術(shù)的應用及成效

基于碳酸鈣的鈣法、基于氧化鎂的鎂法、基于亞硫酸鈉的鈉法、基于氨氣的氨法、基于有機堿的有機堿法都是煙氣的脫硫技術(shù)，只是他們脫硫劑的種類不同。在實際的生產(chǎn)生活中，有兩種工藝的干式煙氣脫硫技術(shù)被采用。一是在噴霧干燥塔中，讓石灰漿液充分接觸煙氣。石灰漿液與二氧化硫能產(chǎn)生化學反應，生產(chǎn)固定物質(zhì)，除塵器收集這個物質(zhì)。二是脫硫劑使用粉煤灰，這個工藝的特點是脫硫率有保障，比較穩(wěn)定，一般能達到60% 左右。

4.2 濕法煙氣脫硫技術(shù)的應用及成效

一般各個國家進行脫硫處理，洗滌氣流中的煙氣用的洗滌劑都是碳酸鈣、氧化鈣或者碳酸鈉的漿液，各國的濕法煙氣脫硫技術(shù)的工藝流程和機理的基本一樣的。由于濕法煙氣脫硫的吸收劑不同，方法也是多種多樣的，石灰石 / 石膏法是在火電廠應用的最廣泛的方法。

4.3 半干法除塵脫硫系統(tǒng)

用半干法處理煙氣的原理是煙氣中的二氧化硫與內(nèi)部的氫氧化鈣反應生成亞硫酸鈣及硫酸鈣，其中亞硫酸鈣是主要的，這些物質(zhì)和煙塵一起到袋收塵器后被設(shè)備傳送，最后吸收塔吸收二氧化硫可以達到最大的限度，當然，如果二氧化硫與內(nèi)部的氫氧化鈣反應時間比較長的話，反應的就會比較徹底，二氧化硫就會更多的被吸收，一般都穩(wěn)定的在90% 以上。

4.4PS型燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫技術(shù)的應用與成效

噴霧脫硫塔和濕式除塵器是使用該技術(shù)的設(shè)備的主要組成部分，這個技術(shù)在除塵和脫硫方面都有重要的作用，設(shè)備的上面是噴霧脫硫塔，設(shè)備的下面是濕式除塵器，煙氣第一次除塵脫硫是在脫硫塔內(nèi)，脫硫的原理是二氧化硫與石灰反應生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。在濕式除塵器內(nèi)，煙氣進行二次除塵脫硫。這個方法在脫硫除塵的效果都非常不錯，脫硫率達到80% 以上，除塵效率在90% 以上。

4.5 濕式旋風除塵脫硫技術(shù)

該技術(shù)利用鍋爐自身運行過程中產(chǎn)生的煙塵、爐渣和廢水來治理煙氣。基本原理是攔截碰撞、離心分離、酸堿中和反應等共同作用。在裝置內(nèi)，噴成霧狀的吸收液與旋轉(zhuǎn)進入的煙氣作用，進行脫硫和除塵。然后進入文氏管裝置，進一步脫硫和除塵。除塵脫硫后的煙氣經(jīng)脫水裝置除去煙氣中的液態(tài)水，凈化煙氣經(jīng)引風機和煙囪排入大氣。除塵脫硫污水進入鍋爐出渣裝置，一方面與爐渣中的堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應，另一方面爐渣吸附除塵脫硫污水中的塵粒，減輕沉淀水池的沉淀粉塵的負荷。主要技術(shù)指標： 在吸收液不外加堿的條件下，脫硫效率5 0 % ，除塵效率>95%，裝置阻力<1200Pa。

5.鍋爐煙氣除塵脫硫技術(shù)的綜合治理

5.1加強技術(shù)管理和研發(fā)力度

首先，技術(shù)人員應加強管理，對現(xiàn)有技術(shù)應用中存在的問題，及時發(fā)現(xiàn)，及時改正，不斷的完善與發(fā)展相關(guān)技術(shù)。

5.2完善相關(guān)管理制度

現(xiàn)階段鍋爐運行管理、操作規(guī)范等相關(guān)制度或管理辦法，以及環(huán)保部門的工作制度都還不是十分健全。

5.3加強對濾袋的管理

在除塵工藝中經(jīng)常會出現(xiàn)濾袋腐蝕，或者是在鍋爐點火噴油和燃燒異常以及其他鍋爐故障狀況下濾袋有燒毀的可能性，對濾袋的壽命造成影響。

5.4加強監(jiān)測

鍋爐運行之前要計算系統(tǒng)可達到排放要求。系統(tǒng)運行后，應委托專業(yè)機構(gòu)定期對排放的污染物進行監(jiān)測，確保達標排放。同時，礦方應自行配備監(jiān)測所需儀器及設(shè)備，能夠進行日常自檢工作

6.結(jié)束語

隨著我國工業(yè)化發(fā)展進程的加快，各種先進的電力生產(chǎn)設(shè)備得到了推廣運用。供暖鍋爐作為燃燒原料的常用設(shè)備，其在生產(chǎn)運行期間會引起粉塵及硫氧化物的污染，破壞了周圍的生態(tài)環(huán)境。考慮到可持續(xù)發(fā)展觀對環(huán)境保護的需要，用戶在使用供暖鍋爐期間必須要控制好鍋爐的燃燒產(chǎn)物，采用先進的除塵脫硫技術(shù)降低鍋爐污染。只有引進高科技輔助設(shè)備操作運行，才能在保證生產(chǎn)質(zhì)量的前提下創(chuàng)造理想的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]姜利. 基于小型隧道窯爐的煙氣脫硫除塵工程實踐分析研究[D].山東大學，2014.

[2]肖育軍. PCF型濕式脫硫除塵器結(jié)構(gòu)的CFD優(yōu)化研究[D].湖南大學，2014.

[3]馮海芬. 臨潼西區(qū)集中供熱工程環(huán)境影響與評價[D].西安建筑科技大學，2014.

[4]閆麗云. 氧化鎂濕法煙氣脫硫副產(chǎn)品再生循環(huán)利用的研究[D].重慶大學，2014.