锅炉烟尘污染与治理

李大志

（沈阳市生态环境事务服务与行政执法中心，辽宁 沈阳 110000）

在当前冬季供暖时，燃煤锅炉占据重要地位。而且我国煤炭资源较为丰富，这也决定了煤炭是我国的主体能源，在一次能源结构中占据较大的比例，因此在未来较长的一段时间内，煤炭都将作为主体能源。

一、锅炉的特点

（一）以燃散煤为主，约占锅炉总容量的70%左右；煤炭的品质低劣，煤种多变，灰分含量高。灰分通常高于22%，一般在30%～40%之间，有时能达到40%以上；硫分一般在0.3%～0.5%，少数超过1%。

（二）锅炉燃烧方式落后，无燃烧控制装置，无脱硫设施，燃烧效率低，部分燃料未经燃烧排入环境中，使污染物排放强度高。烟尘排放浓度一般为2000mg/m3以上，林格曼黑度5级。

（三）锅炉热效率低，一般为50～55%。热效率低增加了燃料的消耗量，浪费资源、能源，增加污染物排放量。

（四）锅炉烟囱低矮，一般低于30米，烟气多为低空排放，对城市大气污染贡献率高，通常为45%～65%。

（五）锅炉布局相当分散，点源多，分布面广，生产、取暖混用，季节性、间歇性强，用热不均衡。

（六）司炉工素质低下，人为因素变动大，管理水平低下。

（七）锅炉造价低，资金少，治理、改造投资与锅炉本体造价很难匹配。

由于手烧锅炉具有着火条件优越、燃料适应广泛；结构简单、起停炉简便、短时间能使热负荷有较大幅度的变化；造价低、维修工作量小的优势，是手烧炉至今没有彻底淘汰的重要原因。

二、锅炉污染物排放强度高的主要原因

（一）加煤时由于新煤水分的蒸发及自身的吸热，使炉膛温度下降，此时煤层最厚阻力较大，吸入炉膛的空气量减少。这时煤中分解出来的可燃气体和焦炭的燃烧却需要较多的空气量，因而缺氧，挥发分在高温缺氧的条件下进行热分解，生成大量炭黑，出现冒黑烟现象。

（二）拨火时由于煤炭挥发分瞬间大量增加，供氧不充分而使未燃烧的煤粉及焦油等物质随气体逃逸，产生黑色的烟尘。

（三）小型锅炉用煤未经任何处理，煤炭颗粒大小不均，直径0.3mm左右的颗粒被气流带走，使烟尘排放浓度增加。煤屑增大通风阻力，需要加大拨火操作频次，易造成漏煤损失。

（四）煤种多变，运行监测设施不全，运行管理人员无法掌握煤质情况，摸不清运行规律，不能采取有针对性的应对措施，降低了燃料燃烧效率，增加了污染物排放。

三、常见烟尘治理对策分析

烟尘治理对策分为燃烧前控制技术、燃烧中控制技术和燃烧后控制技术。燃烧前控制技术和燃烧中控制技术是治理烟尘污染的最根本的途径，通过提高燃料燃烧率和锅炉热效率减少污染物排放量和燃料消耗量，达到节能减排的目的。目前烟尘治理的主要对策有：

（一）使用型煤

型煤是以高效洁净利用为宗旨的洁净煤技术之一，与散煤相比具有粒度均匀，性质均化，孔隙率大，反应活性高，改质优化的特点。国内供热锅炉燃用型煤的多年实践表明，同散煤相比，由于降低了固体不完全燃烧损失率（约15%），灰渣含碳量降至8%～9%；通风量均衡稳定，过剩空气系数小，降低了排烟温度，减少热损失；含末率低，降低了烟气中的含尘量。使锅炉热效率提高5%～8%，节煤7%～13%；烟尘排放量可减少60%～95%，强制通风的型煤锅炉只需加装简单的干式除尘器，即可达标排放；型煤中加入固硫剂可使SO2减排50%～55%。由于型煤低温时着火延迟时间比散煤长，不适用起停炉频繁的间歇性生产锅炉。

（二）使用洗选煤

原煤洗选采用筛分、物理选煤、化学选煤和细菌脱硫方法，可以除去或减少灰分、矸石、硫等杂质。洗选煤煤炭颗粒均匀，煤质稳定，可以使燃烧率有一定的提高，降低烟尘排放浓度。由于燃烧方式的落后，节煤和降低烟尘黑度效果不明显，且市场供应和价格问题，小锅炉燃用洗选煤的很少。

（三）水煤浆燃烧技术

水煤浆是燃料煤经过筛选、筛分及研磨粉碎后加水和少量的悬浮剂，制成煤水两相流浆体。由于燃料的粒度级配有严格的要求，加上少量添加悬浮剂的作用，使水煤浆不同于一般的煤水混合物，而具有一定的稳定性和流动性，可以像石油一样泵送，管道输送，船舶载运，车送，雾化燃烧。而且经济效益和环境效益都很好。

水煤浆锅炉燃烧稳定，热效率可达83%～84%，燃尽率98%，经除尘后烟尘浓度50mg/m3以下，加脱硫剂后SO2浓度300mg/m3以下。由于水煤浆含有30%左右的水分，燃烧火焰温度低150～200℃，水蒸汽具有使NO还原为N2的作用，所以NOx的排放浓度低，是一种低污染的清洁燃料。由于水煤浆锅炉没有商品水煤浆时，需要配备制备、储存系统，轻柴油储存、输送系统，电除尘或布袋除尘系统，以及复杂的操作系统，短期内很难在小型锅炉推广、应用。

此外还有循环流化床燃烧技术，煤粉燃烧技术都不适合在小型锅炉应用。

（四）禁止原煤直接燃烧。为了确保锅炉热效率高，减少SO2和烟尘排放，也必须从锅炉源头上对燃料做出严格的限制，即禁止小型锅炉燃烧高灰高硫的原煤。

1.使用气体燃料。气体燃料主要有天然气、石油液化气、煤气，与固体和液体燃料相比，气体燃料可以在很低的过量空气系数（1.05～1.3）下完全燃烧，CO2排放量可减少26%；SO2减少为零；NOx减少为33%；烟尘排放可以降低到零。

2.使用电锅炉。电锅炉热效率高，无污染物排放，安装使用简便，可以彻底解决小型锅炉的烟尘污染问题。

3.淘汰小型燃煤锅炉，集中供热、供蒸汽。锅炉的热效率和污染物的排放量，不仅和煤炭的品质及燃烧方式有关，而且同锅炉的容量有关。通常在其它条件相同时，锅炉容量越大，锅炉热效率越高，污染物排放量相对越小。

四、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。