鍋爐煙塵污染與治理

李大志

（沈陽市生態環境事務服務與行政執法中心，遼寧 沈陽 110000）

在當前冬季供暖時，燃煤鍋爐占據重要地位。而且我國煤炭資源較為豐富，這也決定了煤炭是我國的主體能源，在一次能源結構中占據較大的比例，因此在未來較長的一段時間內，煤炭都將作為主體能源。

一、鍋爐的特點

（一）以燃散煤為主，約占鍋爐總容量的70%左右；煤炭的品質低劣，煤種多變，灰分含量高。灰分通常高于22%，一般在30%～40%之間，有時能達到40%以上；硫分一般在0.3%～0.5%，少數超過1%。

（二）鍋爐燃燒方式落后，無燃燒控制裝置，無脫硫設施，燃燒效率低，部分燃料未經燃燒排入環境中，使污染物排放強度高。煙塵排放濃度一般為2000mg/m3以上，林格曼黑度5級。

（三）鍋爐熱效率低，一般為50～55%。熱效率低增加了燃料的消耗量，浪費資源、能源，增加污染物排放量。

（四）鍋爐煙囪低矮，一般低于30米，煙氣多為低空排放，對城市大氣污染貢獻率高，通常為45%～65%。

（五）鍋爐布局相當分散，點源多，分布面廣，生產、取暖混用，季節性、間歇性強，用熱不均衡。

（六）司爐工素質低下，人為因素變動大，管理水平低下。

（七）鍋爐造價低，資金少，治理、改造投資與鍋爐本體造價很難匹配。

由于手燒鍋爐具有著火條件優越、燃料適應廣泛；結構簡單、起停爐簡便、短時間能使熱負荷有較大幅度的變化；造價低、維修工作量小的優勢，是手燒爐至今沒有徹底淘汰的重要原因。

二、鍋爐污染物排放強度高的主要原因

（一）加煤時由于新煤水分的蒸發及自身的吸熱，使爐膛溫度下降，此時煤層最厚阻力較大，吸入爐膛的空氣量減少。這時煤中分解出來的可燃氣體和焦炭的燃燒卻需要較多的空氣量，因而缺氧，揮發分在高溫缺氧的條件下進行熱分解，生成大量炭黑，出現冒黑煙現象。

（二）撥火時由于煤炭揮發分瞬間大量增加，供氧不充分而使未燃燒的煤粉及焦油等物質隨氣體逃逸，產生黑色的煙塵。

（三）小型鍋爐用煤未經任何處理，煤炭顆粒大小不均，直徑0.3mm左右的顆粒被氣流帶走，使煙塵排放濃度增加。煤屑增大通風阻力，需要加大撥火操作頻次，易造成漏煤損失。

（四）煤種多變，運行監測設施不全，運行管理人員無法掌握煤質情況，摸不清運行規律，不能采取有針對性的應對措施，降低了燃料燃燒效率，增加了污染物排放。

三、常見煙塵治理對策分析

煙塵治理對策分為燃燒前控制技術、燃燒中控制技術和燃燒后控制技術。燃燒前控制技術和燃燒中控制技術是治理煙塵污染的最根本的途徑，通過提高燃料燃燒率和鍋爐熱效率減少污染物排放量和燃料消耗量，達到節能減排的目的。目前煙塵治理的主要對策有：

（一）使用型煤

型煤是以高效潔凈利用為宗旨的潔凈煤技術之一，與散煤相比具有粒度均勻，性質均化，孔隙率大，反應活性高，改質優化的特點。國內供熱鍋爐燃用型煤的多年實踐表明，同散煤相比，由于降低了固體不完全燃燒損失率（約15%），灰渣含碳量降至8%～9%；通風量均衡穩定，過剩空氣系數小，降低了排煙溫度，減少熱損失；含末率低，降低了煙氣中的含塵量。使鍋爐熱效率提高5%～8%，節煤7%～13%；煙塵排放量可減少60%～95%，強制通風的型煤鍋爐只需加裝簡單的干式除塵器，即可達標排放；型煤中加入固硫劑可使SO2減排50%～55%。由于型煤低溫時著火延遲時間比散煤長，不適用起停爐頻繁的間歇性生產鍋爐。

（二）使用洗選煤

原煤洗選采用篩分、物理選煤、化學選煤和細菌脫硫方法，可以除去或減少灰分、矸石、硫等雜質。洗選煤煤炭顆粒均勻，煤質穩定，可以使燃燒率有一定的提高，降低煙塵排放濃度。由于燃燒方式的落后，節煤和降低煙塵黑度效果不明顯，且市場供應和價格問題，小鍋爐燃用洗選煤的很少。

（三）水煤漿燃燒技術

水煤漿是燃料煤經過篩選、篩分及研磨粉碎后加水和少量的懸浮劑，制成煤水兩相流漿體。由于燃料的粒度級配有嚴格的要求，加上少量添加懸浮劑的作用，使水煤漿不同于一般的煤水混合物，而具有一定的穩定性和流動性，可以像石油一樣泵送，管道輸送，船舶載運，車送，霧化燃燒。而且經濟效益和環境效益都很好。

水煤漿鍋爐燃燒穩定，熱效率可達83%～84%，燃盡率98%，經除塵后煙塵濃度50mg/m3以下，加脫硫劑后SO2濃度300mg/m3以下。由于水煤漿含有30%左右的水分，燃燒火焰溫度低150～200℃，水蒸汽具有使NO還原為N2的作用，所以NOx的排放濃度低，是一種低污染的清潔燃料。由于水煤漿鍋爐沒有商品水煤漿時，需要配備制備、儲存系統，輕柴油儲存、輸送系統，電除塵或布袋除塵系統，以及復雜的操作系統，短期內很難在小型鍋爐推廣、應用。

此外還有循環流化床燃燒技術，煤粉燃燒技術都不適合在小型鍋爐應用。

（四）禁止原煤直接燃燒。為了確保鍋爐熱效率高，減少SO2和煙塵排放，也必須從鍋爐源頭上對燃料做出嚴格的限制，即禁止小型鍋爐燃燒高灰高硫的原煤。

1.使用氣體燃料。氣體燃料主要有天然氣、石油液化氣、煤氣，與固體和液體燃料相比，氣體燃料可以在很低的過量空氣系數（1.05～1.3）下完全燃燒，CO2排放量可減少26%；SO2減少為零；NOx減少為33%；煙塵排放可以降低到零。

2.使用電鍋爐。電鍋爐熱效率高，無污染物排放，安裝使用簡便，可以徹底解決小型鍋爐的煙塵污染問題。

3.淘汰小型燃煤鍋爐，集中供熱、供蒸汽。鍋爐的熱效率和污染物的排放量，不僅和煤炭的品質及燃燒方式有關，而且同鍋爐的容量有關。通常在其它條件相同時，鍋爐容量越大，鍋爐熱效率越高，污染物排放量相對越小。

四、結束語

目前，燃煤鍋爐煙氣是在最大的大氣污染源。雖然，我國在燃煤鍋爐煙氣污染治理方面已經采取了一定的措施，也取得了一些效果，但當前我國大氣污染還是比較嚴重，因此，還是應該就燃煤鍋爐煙氣治理技術進行深入研究。