浅议某燃煤鼓风炉技改前后二氧化硫排放情况及污染防治措施

赵成，王文全

（1.水磨沟区环境保护局，乌鲁木齐 830000；2.新疆农业大学草业与环境科学学院，乌鲁木齐 830000）

1 引言

随着人类工业化水平的逐渐提升，化石能源的广泛利用在提升社会生产力的同时，也对环境造成了一定程度的污染，在部分地区，由于化石能源的滥用，已经超出了当地生态环境自然承载力的极限，对环境造成了永久性不可逆的损害。焦炭在燃烧过程供给能量的同时，也会产生大量的污染物，比如硫氧化物、氮氧化物、烟尘等有害物质。其中大量的硫氧化物排放会造成大面积的酸雨危害，酸雨的形成和降落会对动、植物生长、建筑物表面、农业生产、工业以及人类健康等诸多方面造成严重的危害以及影响[1]。为了控制酸雨污染，中国对燃煤锅炉排放的SO2规定了最高允许排放浓度，为此对以焦炭为燃料的鼓风炉二氧化硫治理是当前大气污染治理领域的重要研究课题[2]。目前，在以焦炭为燃料的鼓风炉大气污染治理方面，主要脱硫工艺使用的脱硫剂为石灰和烧碱，合理对比分析两种脱硫剂治理硫氧化物的优势与劣势，对针对性开展污染防治工作与控制大气污染物排放具有重要意义。

2 燃煤鼓风炉二氧化硫污染综合防治对策

根据脱硫工艺在生产中所在位置的不同可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫[3]。燃烧前脱硫主要是指使用清洁能源或将煤炭经过物理、化学等方法转化成清洁燃料后再进行燃烧，减少燃料中的硫含量；燃烧后脱硫是指通过脱硫设施对锅炉烟气进行脱硫的措施；燃烧中脱硫主要是指在煤的燃烧过程中加入脱硫剂，通过其在燃烧过程中与二氧化硫反应生成硫酸盐随灰渣一起排出。本文主要是对燃烧中脱硫工艺（湍球塔）[4]进行研究。

湍球塔由塔身、填料球、挡板、除雾旋流板、气体出口、液体喷头、液体出口等主要部分构成，含硫废气从湍球塔下部入口以较高速度进入塔体向上运动，脱硫液（NaOH溶液/石灰）自喷头向下喷淋。它将流化床的概念发展到气液传质设备中，因而具有特殊的用途。它的特点是气速高，处理出力大，塔身体积小，重量轻，气液分布比较均匀，不易被固体及黏性物料堵塞，特别是由于塔内强烈湍动，质量及能量的传递得以强化。

3 技改前后使用不同脱硫剂下鼓风炉的排污情况

本项目在进行技术改造前后，除尘方式均为重力除尘+袋式除尘，脱硫工艺为二级湍球塔，技改前使用石灰作为脱硫剂，技改后换用烧碱作为脱硫剂，为有效对比两种常用脱硫剂改造方案的优缺点，本文结合实际案例对两种治理方案进行数据分析。依据其对二氧化硫大气污染排放防治的特点，为燃煤锅炉脱硫工艺提供一定的技术支撑。技改前后常见大气污染物的排放情况见表1。

表1 技改前后使用不同脱硫剂下大气主要污染物的排放情况

4 分析与讨论

通过对比脱硫工艺中两种常用脱硫剂对燃煤鼓风炉二氧化硫的防治改造措施，可以发现在脱硫效果方面，以石灰为脱硫剂的方案受到多种因素影响，实际的脱硫效果相对有限，并且产生的脱硫渣露天堆放在厂区，堆存过程也会对环境造成不利影响。而进行技术改造后使用烧碱为脱硫剂后，二氧化硫浓度较使用石灰为脱硫剂降低15%，相比以石灰为脱硫剂具有更高的脱硫效率。通过对以烧碱为脱硫剂的脱硫工艺分析，可知影响湍流塔脱硫效果的几个因素如下：

4.1 喷淋量对脱硫效率的影响

相同工况下，喷淋量越大，单位时间内进入湍球塔内的碱液越多，液气比越大，气、液接触越充分，且随着喷淋量增大，塔内温度下降，SO2在水中溶解度增加，液相阻力减小，有利于碱液和SO2吸收反应的进行，提高了脱硫效率。

4.2 碱液浓度对脱硫效率的影响

碱液浓度越高，相同喷淋量下，解离出的OH-离子越多，与SO2反应能力越强，脱硫效率越高。

4.3 脱硫液pH对脱硫效率的影响

循环脱硫液pH值越高，所含Na0H越多，解离出的OH-越多，吸收SO2的能力越强，但随着反应的进行，循环液中NaOH的利用率增大，pH值下降，OH-浓度减小，脱硫效率也减小，因此为了维持高脱硫效率，循环液pH应在7～9之间。

从本次监测结果进行观察，可以发现在燃煤鼓风炉使用的以石灰为脱硫剂的湍流塔脱硫装置虽脱硫效果明显，具有性价比高，安装简单方便的优势。但随着我国社会整体对环境污染治理愈发重视，对污染物排放更加严格管控的要求下，环境污染治理已经上升到新的高度，以烧碱为脱硫剂的湍流塔脱硫装置不仅脱硫效果显著，且避免了因脱硫渣露天堆放在厂区造成的环境问题。该工艺较为环保，对环境不会造成污染。

5 结论

因此在加快经济发展的同时，要加大燃煤烟气脱硫治理。根据本次研究内容可以得出：在技改后使用烧碱作为脱硫剂能够相对有效地处理燃煤鼓风炉产生的SO2等大气污染物，使其排放浓度达到《GB13271-2014锅炉大气污染物排放标准》。因此在实际设计污染防治措施时，应当针对性地对燃煤鼓风炉的燃料成分进行分析监测，在长期的排放控制下通过持续观察制订相应的脱硫方案。望本文研究内容得到相关企业及机构的重视，加强燃煤鼓风炉脱硫应用领域的排放标准制订工作，对推动燃煤鼓风炉脱硫措施的应用普及和有效降低大气污染提供必要的理论支持。