鍋爐廢氣治理意義及措施探究

陳紅霞

(霍州煤電集團(tuán)，山西 臨汾 041600)

引 言

隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，國(guó)家迎來(lái)前所未有的經(jīng)濟(jì)發(fā)展機(jī)遇，但工業(yè)鍋爐生產(chǎn)排放的廢氣給環(huán)境保護(hù)事業(yè)造成巨大影響。和森林火災(zāi)、汽車(chē)尾氣、煙塵等相比，鍋爐廢氣污染源不僅排量大，且較為集中，所以治理鍋爐廢氣顯著至關(guān)重要。

1 鍋爐廢氣治理的意義

鍋爐廢氣里含有的SO2、CO以及煙塵等對(duì)人體健康有極大的危害。SO2在空氣中混雜，人體將其吸入肺部之后會(huì)生成酸性煙霧，而在大氣下部分懸浮的二氧化硫強(qiáng)烈刺激著人們的呼吸系統(tǒng)，導(dǎo)致人體機(jī)制無(wú)法正常呼吸，且二氧化硫大量集聚在空氣中還會(huì)形成酸雨，一旦降落酸雨，不管是人體還是建筑物、農(nóng)作物等均會(huì)被嚴(yán)重腐蝕；如果人們長(zhǎng)期在一氧化碳含量超標(biāo)的空氣環(huán)境里生活，容易發(fā)生貧血、呼吸受阻、消化不良等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致人體聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)等功能減退，智力下降，特別是對(duì)嬰兒有更嚴(yán)重的影響，有時(shí)還引發(fā)嬰兒死亡現(xiàn)象；煙塵在空氣中長(zhǎng)時(shí)間懸浮，導(dǎo)致人在呼吸空氣時(shí)使煙塵經(jīng)過(guò)鼻粘膜和呼吸道進(jìn)入肺部，污染人的鼻子與呼吸道，從而引發(fā)鼻腔疾病、呼吸道疾病等。從鍋爐廢氣對(duì)人體和環(huán)境造成的這一系列嚴(yán)重危害可以發(fā)現(xiàn)，務(wù)必采取行之有效的措施及時(shí)治理其污染，降低并消除危害，促進(jìn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，構(gòu)建和諧社會(huì)[1]。

2 鍋爐廢氣治理的主要措施建議

2.1 更新鍋爐燃燒生產(chǎn)系統(tǒng)

針對(duì)工業(yè)鍋爐燃燒生產(chǎn)系統(tǒng)效率不高、自動(dòng)化程度低等問(wèn)題，急需加以改造，提高系統(tǒng)整體運(yùn)行效率。應(yīng)更新替代現(xiàn)有效率低、能耗高、污染大的鍋爐，用燃?xì)狻⒀h(huán)流化床等高效環(huán)保的鍋爐取代陳舊鍋爐，同時(shí)大力推廣運(yùn)用水煤漿燃燒、分層燃燒等相對(duì)先進(jìn)的技術(shù)。在改造鍋爐產(chǎn)品時(shí)還應(yīng)做出一些技術(shù)性考慮，即鍋爐本體盡可能選用自支撐結(jié)構(gòu)，以便節(jié)省鋼耗，并保證鍋爐能效監(jiān)測(cè)儀表配備齊全，設(shè)計(jì)匹配燃料的拱形，配合二次風(fēng)裝置讓燃燒更充分，減少排放污染物的量，進(jìn)行鍋爐燃燒生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化更新。

2.2 采取廢氣治理技術(shù)措施

一個(gè)是煙氣脫硫技術(shù)。現(xiàn)階段的煙氣二氧化硫排放控制主要是燃燒前、燃燒中、燃燒后進(jìn)行。如在鍋爐燃燒之前，脫硫指的是洗選燃煤，進(jìn)行煤的液化或氣化。洗煤是脫硫的一種輔助手段，液化與氣化技術(shù)則在工業(yè)鍋爐生產(chǎn)中得到應(yīng)用[2]。在鍋爐燃燒生產(chǎn)過(guò)程中，脫硫技術(shù)主要有循環(huán)流化床技術(shù)、型煤固硫燃燒技術(shù)等，取得一定的廢氣治理效果。

另一個(gè)是煙氣除塵技術(shù)。細(xì)顆粒物是鍋爐廢氣煙塵最主要的組成部分，嚴(yán)重影響著大氣水平能見(jiàn)度以及城市總體環(huán)境質(zhì)量。各地區(qū)的環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站也證明污染環(huán)境空氣質(zhì)量的主要物質(zhì)就是顆粒物，而隨著除塵設(shè)施設(shè)備的廣泛應(yīng)用，大粒子排放量顯著減少，但去除細(xì)粒子的難度較大，國(guó)家已經(jīng)把對(duì)人體健康有更大危害的PM2.5列入環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在2016年開(kāi)始實(shí)施。如在煙氣除塵技術(shù)上，國(guó)家已經(jīng)研究開(kāi)發(fā)有效的、實(shí)用的除塵技術(shù)，主要有布袋除塵、濕法除塵、多管陶瓷除塵等。目前少量型煤鍋爐已經(jīng)全部安裝外部除塵器，除塵效率平均超過(guò)90%，且高效靜電除塵器目前已經(jīng)得到大規(guī)模的使用，有效治理鍋爐廢氣污染。

2.3 改造鍋爐廢氣治理系統(tǒng)

針對(duì)鍋爐廢氣凈化治理效果較差的問(wèn)題，應(yīng)在原有治理工藝的基礎(chǔ)上加強(qiáng)技術(shù)改造，實(shí)行技術(shù)改造之后的鍋爐廢氣治理工藝流程，如圖1所示。

圖1 技術(shù)改造之后鍋爐廢氣治理工藝流程

技術(shù)改造措施如下。

第一，改造鍋爐脫硫塔結(jié)構(gòu)。一是通過(guò)旋流板的安裝，就會(huì)增加脫硫塔壓力的損失。所以，安裝旋流板從而來(lái)增加塔體之中的氣液接觸幾率本身是不可取的。在對(duì)脫硫塔原本的旋流板進(jìn)行改造拆除中，需要將原本的4座脫硫塔單層噴淋直接調(diào)整為3層，并且還需要做好支路管徑與噴頭的調(diào)整，確保其無(wú)死角，并且還可以增大塔體的液氣比，這樣就可以提升氣液本身的接觸幾率，進(jìn)而提升脫硫效果。工程設(shè)計(jì)與控制參數(shù)：選擇3層噴淋，并且每一層需要有9個(gè)6不銹鋼噴頭，每一層的環(huán)管尺寸達(dá)到Φ165 mm，同時(shí)還需要安裝好排污管道以及控制閥門(mén)。

二是安裝脫水除霧裝置。在脫硫凈化系統(tǒng)中，除霧器為關(guān)鍵設(shè)備，其性能優(yōu)劣會(huì)對(duì)濕法洗滌煙氣脫硫凈化系統(tǒng)的可靠運(yùn)行產(chǎn)生影響。除霧器工作原理在于，一旦帶有液滴的煙氣直接進(jìn)入除霧器通道，由于氣流攜帶慣性力以及流線的偏折，這樣就會(huì)滿(mǎn)足氣液的分離，部分液滴在撞擊除霧器的時(shí)候，就會(huì)捕集合匯集，達(dá)到一定程度，就會(huì)直接回到洗滌池之中；在除霧器葉片之上殘留的固體物質(zhì)，受到?jīng)_洗水的作用，也會(huì)被回收；如此循環(huán)工作，就能夠發(fā)揮其本身的凈化作用，并且也不會(huì)因?yàn)楸旧淼姆e垢造成阻塞，進(jìn)而影響系統(tǒng)的正常工作。另外，在吸收塔頂部安裝除霧器。通過(guò)除霧器，就可以將煙氣之中的液滴和少量粉塵捕集，這樣就可以減少煙氣帶水，并且也可以有效的防范風(fēng)機(jī)的振動(dòng)；通過(guò)系統(tǒng)沖洗，定期針對(duì)除霧器葉片所捕集的液滴與粉塵進(jìn)行沖洗，這樣就可以避免葉片出現(xiàn)結(jié)垢，維持濕法洗滌煙氣脫硫凈化系統(tǒng)本身的可靠連續(xù)的運(yùn)行。

三是安裝過(guò)濾器。對(duì)于每一座脫硫塔水路的總進(jìn)口位置，都需要進(jìn)行戈?duì)柋∧み^(guò)濾器的安裝，這樣可以避免噴頭的堵塞[3]。過(guò)濾器本身的流量為單塔總流量的兩倍，過(guò)濾器之中還有自潔排污裝置的設(shè)置；另外，將壓力顯示裝置安裝在過(guò)濾器的進(jìn)出端，這樣就可以檢測(cè)水路系統(tǒng)是否出現(xiàn)了堵塞。一旦壓差增高，出現(xiàn)堵塞的情況，就可以在不拆卸的前提下，利用工藝水反沖洗，進(jìn)而直接從污口排除污水。

四是將原本塔體和噴管選擇法蘭連接的方式，并且將其設(shè)計(jì)為可拆卸的結(jié)構(gòu)。這樣可以滿(mǎn)足密封的要求，并且也可以針對(duì)性的進(jìn)行維護(hù)。在塔體開(kāi)設(shè)有檢修人孔以及觀察孔，架設(shè)檢修平臺(tái)。針對(duì)當(dāng)前的檢修平臺(tái)，還需要做好加固方面的處理，進(jìn)而滿(mǎn)足平臺(tái)安全使用的要求；針對(duì)沒(méi)有進(jìn)行安裝檢修的噴淋層假設(shè)檢修平臺(tái)，這樣就可以在相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候做好相對(duì)應(yīng)的檢修與維護(hù)，同時(shí)在運(yùn)行過(guò)程中還可以針對(duì)脫硫塔的某一層進(jìn)行噴淋檢修處理。檢修平臺(tái)應(yīng)該確保其牢固性和安全性，材料可以選擇L75×76×6角鐵以及8 mm厚度的花紋板，并且在其表面涂抹上防銹防腐蝕的刷漆。

第二，更換鍋爐循環(huán)水泵。通過(guò)兩臺(tái)堿性的大流量輸送水泵，就可以將硫液的使用量增大，進(jìn)而將塔體之中的液氣比增加，提升氣液的接觸幾率，這樣就可以提升脫硫的效率。

第三，更換鍋爐水路管道。水泵參數(shù)：水泵選擇的型號(hào)為250UHB-ZK-650-45，流量為650 m3/h，揚(yáng)程為45 m，進(jìn)口尺寸Φ250 mm，出口尺寸Φ200 mm，電機(jī)功率為132 kW，轉(zhuǎn)速為1 450 r/min，材質(zhì)為鋼襯聚乙烯。將原本的水路管道直接改稱(chēng)為大口徑，這樣就可以降低管道本身的阻力，在減少脫硫系統(tǒng)整體壓力損失的同時(shí)，也可以降低管道的壓力損失。

改造之后的鍋爐廢氣治理工藝特征主要有。

一是氣液的接觸面積進(jìn)一步增大，可以提升吸收效率，并且確保塔體無(wú)死角；二是工作負(fù)荷較大，其操作的彈性較高，并且其本身的阻力較小，防堵防垢的性能良好，進(jìn)一步增大煙氣和脫硫液體的接觸面積，增長(zhǎng)接觸時(shí)間，進(jìn)而提升脫硫效率；三是選擇無(wú)堵塞的噴頭，其本身對(duì)于液體質(zhì)量要求較低，并且液體輸送的功耗低，而且輸送助力較小；四是按照煙氣之中二氧化硫來(lái)對(duì)噴頭的數(shù)量和形式進(jìn)行調(diào)整，這樣就可以確保各個(gè)情況下的脫硫要求能夠達(dá)標(biāo)；五是裝配先進(jìn)的脫水除霧裝置，其本身的脫水效率很高，并且也能保持排空煙氣的干凈與清潔；六是脫硫設(shè)備本身不會(huì)堵塞、不會(huì)結(jié)垢、不會(huì)帶水，并且噴淋選擇的是大口徑噴淋管，可以滿(mǎn)足大流量供水的要求，這樣就可以降低故障、滿(mǎn)足方便化操作，確保沒(méi)有任何的堵塞。

2.4 加強(qiáng)管理操作人員培訓(xùn)

鍋爐安全高效運(yùn)行與其管理人員、操作人員等的素質(zhì)有直接關(guān)聯(lián)，所以加強(qiáng)人員培訓(xùn)、提高人員整體素質(zhì)水平對(duì)于治理鍋爐廢氣也有重要意義[4]。應(yīng)對(duì)鍋爐管理人員加強(qiáng)節(jié)能培訓(xùn)，對(duì)鍋爐操作人員加強(qiáng)理論知識(shí)培訓(xùn)和操作技能培訓(xùn)。對(duì)于鍋爐運(yùn)行管理人員素質(zhì)水平較低的問(wèn)題，應(yīng)建立涵蓋節(jié)能減排指標(biāo)的鍋爐使用管理制度，加大培訓(xùn)鍋爐管理人員的力度。在培訓(xùn)鍋爐管理人員時(shí)也應(yīng)增強(qiáng)其節(jié)能減排意識(shí)，大力培訓(xùn)生產(chǎn)降耗管理技能與方法。如組織鍋爐管理操作人員學(xué)習(xí)分層給煤裝置，凡是鍋爐工就必須了解不同煤種煤層厚度調(diào)節(jié)方法、爐排轉(zhuǎn)數(shù)和風(fēng)量等調(diào)節(jié)方法，同時(shí)形成長(zhǎng)效人員培訓(xùn)機(jī)制，保持工作長(zhǎng)久有效，為治理鍋爐廢氣提供可靠的人力資源支撐。

3 結(jié)語(yǔ)

大氣污染源主要有森林大火、汽車(chē)尾氣和工業(yè)排放，而鍋爐憑借煙氣排放量大、集中排放等特征成為治理廢氣、保護(hù)環(huán)境的首要目標(biāo)。這就要求人們?cè)阱仩t生產(chǎn)實(shí)踐中充分認(rèn)識(shí)治理廢氣的重要意義，注意更新其燃燒系統(tǒng)，采取煙氣的脫硫和除塵等技術(shù)措施加大治理力度，并改造鍋爐廢氣治理系統(tǒng)，同時(shí)加強(qiáng)管理操作人員培訓(xùn)，減少能源消耗，降低環(huán)境污染程度，提高經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與生態(tài)效益，為環(huán)境事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供助力。