燃煤锅炉烟气对环境污染治理技术及应用

张新星

摘要： 资源环境约束是当前中国经济发展面临的主要问题之一，绿色是“十三五”规划的五大理念之一，“十九大”报告提出建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。对与燃煤锅炉烟气治理及应用相关技术问题进行分析，目的在于提高煤炭利用率，降低烟气排放量，倡导低碳理念。

关键词： 环境污染；二氧化硫；节能减排

1 燃煤锅炉烟气除尘技术

1.1 过滤式

另一种常用的除尘器为过滤式除尘器，它的原理是用过滤网阻挡烟气中的粉尘进入大气，达到除尘目的。根据污染情况不同，可以选择的过滤式除尘包括空气过滤、袋式除尘以及颗粒层除尘3种办法。其中，除尘效率最高的是袋式除尘器。虽然袋式除尘器属于传统除尘器，但随着新技术、新工艺的发展，其结构型式也有所创新，滤料和清灰方式也在不断改进，除尘性能得到提升，适用的范围不断扩大，发挥的作用也越来越大。

1.2 电除尘

处理大量烟气时，一般都采用电除尘方式，相对而言电除尘效率很高，其原理是利用粉尘颗粒自带静电力来实现除尘目的。由于其直接作用于粉尘颗粒，气流阻力相对较小，所以效率更高。电除尘的优点是不怕高温高压、强酸碱等特殊环境；且除尘效率高；缺点是设备昂贵且庞大，即占用大量资金又占据大空间，因此需要就此作出有效的技术改进。

1.3 机械式

燃煤锅炉烟气中有害物质之一是粉尘，减少污染的一项重要措施就是除去粉尘。按照污染情况，根据不同的去粉尘原理，都可以有效地除去烟气中的固体颗粒物，实现除尘的目的。机械式除尘的基本原理是根据是粉尘颗粒的质量及体积不同来设计的一种机械达到除尘目的。其中旋风除尘器是使用最广泛的除尘机械，在所有的除尘机械器中，它的优点在于性价比相对较高，操作也很简单，对环境要求不高，耐腐蚀性能好，除尘效率高。缺点是它只能作用于大颗粒粉尘（直径>5μm），对小颗粒的粉尘无效；所以旋风除尘器的使用还是有一定的局限性。

1.4 湿式除尘

湿式除尘也是较常见的一种除尘方式。其原理是水与烟气中粉尘颗粒结合，形成直径超过10μm的大粉尘颗粒，再将这些大粉尘颗粒除去。通常情况下，湿式除尘的同时也可以实现烟尘脱二氧化硫，所以湿式除尘是目前最高效的办法，其优点还包括成本低廉、操作简便、维护容易及适用环境广泛等；缺点就是会产生大量污水，且湿式除尘器容易被腐蚀，需要改进管道材质。常见的大量处理烟尘的湿式除尘器有两种，即文丘里除尘器与麻石水膜除尘器，根据具体需要，选择最佳的除尘器或者把两种湿式除尘器结合起来使用，充分发挥每一种除尘器的优势，以此来提高除尘效率，同时也可以解决管道腐蚀问题。自激喷雾除尘器则适用于小型锅炉的烟气除尘处理。

2 燃煤锅炉烟气脱硫技术

2.1 半干法

先用蒸发法除去水分，剩余的含硫物质就变成了干粉状态，再利用袋式除尘器除尘，含硫物质以干粉颗粒形式一并被除去，以此来达到有效的脱硫目的。传统除尘技术是在炉内喷钙，进行技术改进后，炉内喷钙的同时可以喷一些增湿活化剂，形成活化反应器，也可以直接喷水增湿，这样有利于提高除尘效率，同时，还可以促进一些脱硫反应进行，达到烟气除尘脱硫目的。半干半湿法脱硫技术实际上是湿法和干法脱硫技术的结合方法，保留了干法与湿法的有点。使用的脱硫剂一般是，将石灰或石膏等，脱硫时还要加入一种脱硫灰碱性物质，当烟气进入烟道时，烟气、脱硫剂与脱硫灰碱性物质三相结合，达到有效脱硫目的。

2.2 湿法

湿法是直接用可与烟气中的二氧化硫反应的盐或碱溶液进行脱硫。把烟气通入含盐或碱溶液的反应池里，气体二氧化硫在反应池里发生反应，速率快、脱硫效率也高。现有技术条件下，选取石灰石做脱硫剂时，在钙与硫含量差不多的条件下，脱硫率可以达到90%以上，一般大型燃煤电站都是采用这种方法进行烟气脱硫。常用的脱硫剂还有以下几种：石灰石-石膏、氨水、海水等，以此产生了常说的石灰石-石膏湿法、氨法、海水法以及双碱法等。不论是哪一种湿法脱硫，都要产生大量的工业废水，就存在废水处理问题[1]。因此，还应该置备一套工业废水处理装置，这样就增大了设备投入费用，后期也相当于两套设备运行，运行成本也极高。近年来，工业上提出了零排放要求，这又给湿法脱硫技术带来了新的挑戰，湿法脱硫技术工艺急需改善。

2.3 干法

干法脱硫又称直接脱硫法。传统干法脱硫是采用能够循环利用的吸收剂或吸附剂材料，吸收烟气中的二氧化硫，再利用催化剂催化二氧化硫生成新的不污染环境的化合物，从而达到脱硫的目的。随着技术的更新发展，现在已经出现了利用电子束照射或者脉冲电晕形成烟气等离子体，激发水分子发生电离，产生H+和OH-，而活化二氧化硫、氮氧化物分子与H+和OH-结合生成浓硫酸和氨，而浓硫酸和氨反应生成硫酸氨，实现脱硫目的，且不产生污染物，得到硫酸氨是1种工业原材料，也可以当作氮肥使用[2]。除此之外，荷电干式喷射脱硫法也是一种新型的干法脱硫技术，这种干法脱硫技术的原理是向烟气中喷射能够循环利用的吸收剂或吸附剂材料，且这类吸收剂或吸附剂是带有静电荷的，可以增强粉尘中的二氧化硫、氮氧化物分子的活性，促进催化反应发生，提高脱硫效率及效果。

3 提升环境污染治理效率的对策

3.1 调整环境污染治理的投入或产出规模

应根据各项污染治理的不同状况，针对性地调整投入或产出规模，以提高规模效率。对于污水和工业废水治理，应该通过各种方式增加其产出。比如，调整污水处理设施的空间布局，重点增加对外围城区、镇的污水处理量[3]。加强对工业企业的废水处理设施正常运行的监督，避免设施闲置，确保工业废水都能得到处理。对于处理率已经接近100%的废物、垃圾处理等项目，应该精简投入规模，以此提高效率。

3.2 推动环境污染治理的制度完善

一要充分发挥监管作用，对城市污染治理进行更有效的规制，实施更有力的奖惩，尤其是要加强对从事污染治理的公用事业单位的成本费用监督管理和产出核算，以及对污染企业的环保监管；二是要进行制度创新，实施环保服务供给侧改革[4]。环境治理也是一项公共服务的供给，但公共服务的供给并不意味着政府的大包大揽，应该融合公共服务外包、购买等先进的供给模式，将这项服务交给更有效率的承担者。

结束语：

目前，燃煤锅炉烟气是在最大的大气污染源。虽然，我国在燃煤锅炉烟气污染治理方面已经采取了一定的措施，也取得了一些效果，但当前我国大气污染还是比较严重，因此，还是应该就燃煤锅炉烟气治理技术进行深入研究，对燃煤锅炉排放的烟气特别是其中的粉尘含量和二氧化硫含量进行严格控制，确保排放烟气中的粉尘及二氧化硫的含量符合国家标准。只有通过有效的除尘脱硫技术改进，达到燃煤锅炉烟气治理效果，才能在增加燃煤锅炉的运行效益的同时，确保其排放的烟气不造成大气环境污染，实现绿色环保低碳的新工业理念。

参考文献

[1]梁云平，王则武，马召辉，石爱军，胡月琪，王琛，杨懂艳.燃煤锅炉湿法脱硫烟气中颗粒物排放特征[J].中国环境监测，2016，32（05）：35-39.

[2]胡月琪，冯亚君，王琛，马召辉，姜涛.燃煤锅炉烟气中CPM与水溶性离子监测方法及应用研究[J].环境监测管理与技术，2016，28（01）：41-45.

[3]范战平.论我国环境污染第三方治理机制构建的困境及对策[J].郑州大学学报（哲学社会科学版），2015，48（02）：41-44.

[4]王鹏，谢丽文.污染治理投资、企业技术创新与污染治理效率[J].中国人口·资源与环境，2014，24（09）：51-58.