淺談鍋爐煙氣脫白深度治理環保方案

趙丁南 沈陽有色冶金設計研究院有限公司

一、引言

隨著我國社會經濟的快速發展，環境保護日益受到人們的重視，而環境空氣質量是人們普遍關注的焦點。其中污染性最強的是燃煤鍋爐的爐氣，它包括粉塵、多種含硫和含硝的有毒化合物，因此在污染治理中，最重要的是對于燃煤鍋爐煙氣的治理和硫硝的脫除。因此，我們應該積極尋找新的治理方法，來更好的進行燃煤鍋爐的污染處理，帶給未來一片藍天。

二、加強燃煤鍋爐煙氣治理的必要性

工業化進程的推進，需要大量使用燃煤鍋爐，而燃煤鍋爐在使用過程中的污染問題，卻是十分嚴重的。近年來，由于環境問題正在變得十分惡化，甚至已經威脅到了人們的生存情況，人們越來越關注環境保護問題，因此必須盡快對已被破壞的環境進行治理，并且對以前產生污染的設備進行改進。在燃煤鍋爐中主要產生污染成分的是沒有進行充分燃燒的煤，煤在沒有充分燃燒的情況下會產生出一氧化碳，二氧化硫等等有毒氣體，這些氣體被排放到空氣中，會對環境造成極大的破壞，因此我們需要完善燃煤鍋爐的使用工藝，對爐氣進行充分的脫硫和脫硝治理，以防其排到空氣中，造成溫室效應和霧霾。

三、燃煤鍋爐煙氣除塵的現代技術

（一）機械式除塵器

在燃煤鍋爐的污染物中，粉塵占主要部分，所以要想降低燃煤鍋爐的污染物，需要對其進行除塵處理。常用的除塵方式是機械式除塵，它的原理是依靠顆粒的重力、慣性等來操作微塵。旋風除塵器是利用較大的風力將微粒吸進雜質框，它可以在溫度較高，壓力較強的情況下正常工作，而且有很高的效率，但是旋風除塵器也有一個弊端，由于機器本身的限制，致使其不能吸收5um以下的微粒，這也是其需要改進的地方。

（二）靜電吸塵器

在高溫高壓的環境下，空氣會被電離，從而使微塵受到極化而帶上電荷，而在封閉燃煤鍋爐中，由于煤一直在釋放很大的熱量，所以鍋爐里面也是高溫高壓的環境，因此我們可以通過加上靜電場來吸引這些帶電的微塵，從而進行除塵處理。這是一種有效的方法，但是由于受到鍋爐狀態的限制，此方法并不適用于所有情況。

（三）過濾式除塵器

過濾除塵器一般根據其使用情況分為袋式除塵器、空氣除塵器和顆粒層除塵器。過濾是將顆粒直徑不同的粉塵進行分離的操作，過濾除塵利用的就是這個原理，它將收集到的粉塵通過專門的過濾材料進行分離，從而將一些難以通過過濾材料的大顆粒物質留下來。工業中常用的是顆粒層除塵器，它采用的一種新型的除塵方法，除塵效率可達80%。

四、鍋爐煙氣脫白深度治理工藝流程概述

（一）煙氣冷卻器

煙氣冷卻器布置在脫硫塔入口水平煙道內，以脫鹽水為載熱介質，在循環泵的驅動作用下進入煙氣冷卻器的換熱管內，與管外約130℃煙氣進行熱交換，經過降溫后鍋爐煙氣進脫硫塔開展脫硫工序，低溫除鹽水被加熱為高溫除鹽水，高溫除鹽水進入煙氣再熱器去加熱塔后凈煙氣。同時，煙氣換熱器管束在煙道內對煙氣中的細微粉塵具有一定的捕集和去除作用，能夠為更加嚴苛的環保排放標準提供保障。

（二）煙氣脫白系統輔助設施

為了保證整個煙羽脫白系統的安全可靠運行，水循環系統專門設置了相應的補水、穩壓、排污、加藥、取樣等輔助系統，煙氣換熱器本體設置了在線高壓水沖洗系統，可定期沖洗煙氣中夾帶的煙塵，保證系統、設備的安全高效運行。

（三）煙氣冷凝器

煙氣冷凝器水平布置在脫硫塔內部除霧器的上方，來自工廠冷卻水系統的冷循環水在增壓泵的驅動作用下進入煙氣冷凝器的換熱管內，在管外與脫硫后的煙氣進行換熱冷凝降溫，熱循環水回到工廠冷卻水回水總管到冷卻塔；煙氣被冷卻后的冷凝水返回脫硫塔，煙氣進入煙氣再熱器進行煙氣再加熱工序。

（四）煙氣再熱器

煙氣再熱器水平布置在煙氣冷凝器出口，來自煙氣冷卻器的高溫脫鹽水進入煙氣再熱器的換熱管內，與管外低溫煙氣進行熱交換，降溫被冷卻后回到循環水泵，在泵的驅動下進入煙氣冷卻器開始下一個循環換熱過程；低溫煙氣吸熱升溫（＞65℃）后由煙囪排空。

五、生物質鍋爐的氮氧化物治理技術

（一）低過量空氣燃燒

低過量空氣燃燒的原理是通過減少煙氣中的過量氧氣抑制NOx的生成，所以要盡可能保證燃燒在接近理論空氣量的條件下進行，是一種相對簡單的降低NOx排放的方法.但是，此方法的NOx脫除效率只有15%～20%，而且燃料在此燃燒環境下可能燃燒不夠充分，進而會產生熱損失，從而降低鍋爐效率。此外，由于過量空氣較少，爐內的某些區域會形成還原性氣氛，容易造成爐壁結焦和腐蝕。

（二）煙氣再循環

煙氣再循環技術的原理是在鍋爐的空氣預熱器之前，抽取一部分低溫煙氣直接送入爐內，或者與一次風/二次風混合送入爐內，起到冷卻和稀釋的作用，進而降低燃燒過程中的溫度和氧濃度，從而控制NOx的生成速率。但是，煙氣再循環率太高也會導致未完全燃燒熱損失增加、燃燒不穩定等問題的產生，因此再循環率常常控制在10%～20%之間。就等在秸稈固定床燃燒鍋爐燃燒研究中指出，將20%比例的燃氣重新送入鍋爐中進行再循環利用，不僅可以保證不影響燃燒效率而且還可以降低NOx的排放。

（三）高級再燃

高級再燃技術是將燃料再燃與選擇性非催化還原相結合的脫硝技術，是目前一種極具應用前景的NOx控制技術，通過與選擇性非催化還原脫硝技術的結合，可以實現在燃料再燃的基礎上進一步降低NOx排放的目的，使之成為一個更加徹底的NOx降低技術.高級再燃的原理為在再燃區或燃盡區噴入還原劑，進一步減少NOx生成.高級再燃的技術關鍵是通過燃料再燃和選擇性非催化還原兩個階段的協同作用，拓寬反應溫度窗口，減少較窄溫度窗口對選擇性非脫硝效率的影響。

六、結束語

對工業生產中燃煤鍋爐所燃燒的大量的煤炭所產生的大量煙氣進行處理，采取有效的治理技術，進一步的改進現在的煙氣處理技術，對燃煤所產生的煙氣從脫硫和除塵兩部分著手處理，減少對生態環境的破壞以及對人體的健康危害。對燃煤鍋爐所產生的煙氣的創新處理方式符合環境保護的需要，符合工業的可持續發展；良好的燃煤煙氣處理可以創造更高的環境效益以及經濟效益。