燃煤锅炉烟气治理技术及应用

2016-02-08许艳

资源节约与环保 2016年1期

关键词：袋式湿式湿法

许艳

（航天环境工程有限公司北京100074）

燃煤锅炉烟气治理技术及应用

许艳

（航天环境工程有限公司北京100074）

燃煤锅炉在工业生产当中广泛的应用，并发挥着重要的作用。但随着工业的快速发展，燃煤量增加，锅炉烟气排放量显著增加。烟气当中的烟尘和二氧化硫等有害物质，会造成环境污染，威胁到人体的健康。在全面提倡低碳环保的当下，加强燃煤锅炉烟气治理是必然需要。文章围绕燃煤锅炉烟气治理，探究相关治理技术的应用，结合当前的发展现状，予以改进完善，减少经济损失，有着良好的经济价值和环境价值。

燃煤锅炉；烟气治理；应用

在工业生产当中，需要大量的燃煤消耗，随之带来的烟气排放量也是巨大的，给生态环境带来了不小的压力，并造成了一定的经济损失。因此，降低燃煤锅炉的烟气排放有着非常重要的现实意义。改进燃煤锅炉结构，采用先进的烟气治理技术，以达到节能环保的要求。既促进了工业的可持续发展，同时为人们创造一个安全、舒适的生存环境。

1 加强燃煤锅炉烟气治理的必要性

燃煤锅炉在工业生产中发挥了重要的作用，但与此同时，巨大的燃煤消耗量也造成了烟气污染问题，是导致温室效应、大气污染以及雾霾的原因，当前已经受到世界范围内的广泛关注。环境污染的加剧，威胁着人类的生存，环境治理已经迫在眉睫。加强烟气治理对经济发展同样具有积极的影响。燃煤烟气中含有大量污染物的原因在于燃煤的不完全燃烧、燃煤中硫含量较高等，而在烟气治理的过程中，需要根据这些因素，采取针对性的措施，进行除尘和脱硫，以有效解决燃煤锅炉烟气污染问题[1]。

2 燃煤锅炉烟气除尘技术

2.1 机械式

粉尘是燃煤锅炉烟气当中的主要污染物，除尘则是将低污染的有效途径，有效的脱离散入空气当中的固体颗粒物，根据不同的污染情况，采用不同原理的除尘办法，机械式除尘是其中的一种。利用机械式除尘器，质量力、重力、惯性以及离心力的基本原理，进行机械式除尘。根据不同的除尘机理，采用相应的机械式除尘器。其中广为应用的是旋风除尘器，在机械式除尘器当中，旋风除尘器的性价比更高便于操作，无论是在粉尘负荷变化和高温、高压的环境下，还是对腐蚀性气体进行除尘时，旋风除尘器都有着良好的除尘效果，工作效率高。但值得注意的是，只有高于5μm的粉尘颗粒能够通过旋风除尘器除去。因此，旋风除尘器并不完全适用于所有的烟尘环境[2]。

2.2 过滤式

过滤式除尘器的原理是通过过滤装置将烟气当中的粉尘进行过滤收集，然后进行分离除尘。空气过滤、袋式除尘以及颗粒层除尘都是行之有效的过滤式除尘办法。在治理燃煤锅炉烟气粉尘的过程中，根据污染的实际情况，选择最有效的除尘办法。就除尘效率而言，袋式除尘器的优势更为显著。作为一种传统的除尘方式，即便在烟气除尘技术不断更新完善的当下，袋式除尘器仍然是最为稳定可靠的除尘方法。袋式除尘器在结构型式、滤料、清灰方式也得以有效的拓展创新，除尘性能也得以有效的提升，适用的范围更为广泛，在烟气除尘当中发挥着重要的作用。

2.3 电除尘

电除尘是利用静电力来分离烟气当中的粉尘，是一种高效的除尘办法，一般应用于大量烟气处理的情况。电除尘器直接作用于粉尘粒子，而不需要受到较大的气流阻力，因此除尘效率更高。电除尘在高温高压以及强腐蚀等特殊环境下一样适用。因此，电除尘器在工业生产当中得到了广泛的应用，其效果显著。但是，电除尘器设备占据的空间较大，并需要投入大量的资金，除尘的过程中会受到电阻的影响，需要针对这些影响因素，采取有效的措施予以改进。

2.4 湿式除尘

湿式除尘是通过水与烟气的接触，以更好的捕集粉尘颗粒，或者是增大粉尘颗粒的粒径到10μm以上，有效将粉尘颗粒出除去，以达到除尘的效果。一般情况下，利用湿式除尘时，还可以同步完成烟气的脱硫。当前，湿式除尘是最高效的烟气除尘办法，适用环境广泛，造价低廉、操作和维护便捷，安全可靠。但湿式除尘器需要解决管道的腐蚀问题，以及污泥和污水的残留问题。

根据燃煤锅炉烟气除尘的具体需要，选择合适的湿式除尘器。对于大型锅炉来说，需要处理大量的烟气，可以同时采用文丘里除尘器与麻石水膜除尘器，充分发挥其各自的优势，以获得最佳的除尘效果，并有效解决了湿式除尘器的管道腐蚀问题。对于小型锅炉的烟气除尘处理，自激喷雾除尘器更为适合[3]。

3 燃煤锅炉烟气脱硫技术

在燃煤锅炉所排放的烟气当中存在着大量的SO2气体，给环境和身体健康都造成了极大的危害。因此，脱硫是燃煤锅炉烟气治理当中必不可少的环节。相比于燃烧前以及燃烧过程中的脱硫，烟气脱硫显然更加经济实用，应用技术操作简单，不需要过高的成本投入。烟气脱硫技术是燃煤锅炉烟气治理最有效的应用的办法。

3.1 干法

利用可循环再生的吸收剂、吸附剂以及催化剂等材料，有效的进行脱硫，除去烟气当中的SO2气体，这些吸附材料可以循环可再生利用，在脱硫的过程中不会生成新的化合物。为了提升脱硫的效果，许多新技术在烟气脱硫当中得以有效应用。利用等离子体法，采用电子束照射法和脉冲电晕等离子体法。根据水的电离原理，激发水分子发生电离。与此同时，烟气当中SO2、NOX会变得更加活跃。所产生的H+和OH-会与SO2和NOX发生反应，生成H2SO4和NH4，进一步反应生成硫酸氨，达到脱硫的效果，同时没有生成污染物，所生成的硫酸氨可以循环利用。当前，许多干法脱硫新技术得以开放应用，其中包括荷电干式喷射脱硫法，通过喷射带有静电荷的吸附剂到烟气流当中，增强离子的活性，促进化学反应的发生，以获得良好的脱硫效果[4]。

3.2 半干法

蒸发烟气当中水分，硫化物固体颗粒以干粉状呈现，进而利用袋式除尘器除去该固体颗粒，以达到良好的脱硫效果。在炉内喷钙的基础上改进创新的炉内喷钙增湿活化法，利用活化反应器，并采用喷水增湿的办法，充分发挥空气预热器和除尘器的优势作用，以有效促进脱硫反应，达到烟气脱硫目的，是值得推广的半干法烟气脱硫技术之一。半干半湿法脱硫技术，结合湿法和干法脱硫技术的特点，将石灰作为脱硫剂，与脱硫灰碱性物质结合应用。烟气进入烟道与之相接触，实现三相混合脱硫[5]。

3.3 湿法

利用盐溶液或碱溶液对烟气进行洗涤，进而除去SO2。由于是气液反应，其脱硫反应速度快、效率高、脱硫添加剂利用率高，如用石灰石做脱硫剂时，当Ca/S=1时，即可达到90%的脱硫率，适合大型燃煤电站的烟气脱硫。根据吸收剂的不同，采用不同的湿法脱硫技术。石灰石—石膏法、双碱法、氨法以及海水法都是常用的湿法脱硫技术。但是，湿法烟气脱硫存在废水处理问题，初投资大，运行费用也较高的问题，特别是今年近零排放要求的提出，湿法脱硫技术面临巨大挑战，因此提高湿法脱硫效率，调整脱硫塔结构形式，改善湿法脱硫工艺迫在眉睫。