燃煤鍋爐煙氣治理技術(shù)及應(yīng)用

李超LIChao

（河北華信鍋爐集團(tuán)，高碑店074000）

0 引言

燃煤鍋爐煙氣的主要污染物有煙塵和二氧化硫等。本文根據(jù)我國(guó)目前正在應(yīng)用的除塵方法和煙氣的脫硫技術(shù)做出分析，詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)、外燃煤鍋爐煙氣治理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并詳細(xì)說(shuō)明了燃煤鍋爐煙氣脫硫的技術(shù)。

1 燃煤鍋爐煙氣除塵的現(xiàn)代技術(shù)

燃煤鍋爐煙氣除塵都是應(yīng)用除塵裝置把顆粒物去除。下面根據(jù)除塵原理的區(qū)別,介紹下列四種除塵器。

1.1 機(jī)械式除塵器 機(jī)械式除塵器以重力、慣性力和離心力等作為除塵作用力，分別制成了重力除塵器、慣性除塵器和離心除塵器。近幾年，由于環(huán)保的號(hào)召，新型離心除塵器漸漸面世,它們的優(yōu)點(diǎn)很多：構(gòu)造簡(jiǎn)單、占地小、價(jià)格便宜、操作簡(jiǎn)單；材料性能好,耐高溫、高壓和防腐蝕；動(dòng)能消耗較小，工作效率很高；對(duì)材料的要求低，大顆粒粉塵也能吸入；易于回收再利用；設(shè)備便于管理。通常6μm以上的粉塵顆粒都可吸入,效率高達(dá)80%～90%。

1.2 過(guò)濾式除塵器 過(guò)濾式除塵器的原理是把粉塵先收集起來(lái)，再使用過(guò)濾材料，把大顆粒粉塵過(guò)濾下來(lái)。過(guò)濾式除塵器又可分為空氣除塵器、袋式除塵器和顆粒層除塵器。一般生產(chǎn)中采用袋式除塵器，除塵器應(yīng)用纖維織物為濾料，除塵效率能高達(dá)99%。即使這是一種傳統(tǒng)的除塵方法，但因效率高、性能好、操作容易而一直受到青睞。

1.3 電式除塵器 電式除塵器的原理是用靜電力把粉塵顆粒從氣流中分離出來(lái)。它的特點(diǎn)是：能量損耗小，受到的阻力也小。電式除塵器的優(yōu)點(diǎn)：工作容量大，每小時(shí)可處理103-104m3的氣體；粉塵處理效率高，可達(dá)到99%；工作壓力小，通常是300-600Pa；節(jié)約能源損耗，花費(fèi)少；適用于高溫和腐蝕性高的煙氣。鑒于上述優(yōu)點(diǎn)，電式除塵器通常用來(lái)收集顆粒細(xì)小的粉塵。但這種裝置的投資費(fèi)用較高，應(yīng)用范圍也較小。

1.4 濕式除塵器 這里的濕式除塵器指的是讓煙氣和水混合，利用水的吸附性把粉塵吸下來(lái)，并收集起來(lái)。一般地，濕式除塵器能夠把直徑從0.1到20μm的粒子去除，所以，這種除塵器也能夠達(dá)到脫硫的效果。濕式除塵器的優(yōu)點(diǎn)有：構(gòu)造簡(jiǎn)單、占地小、價(jià)格低、操作簡(jiǎn)單、工作效率高、適用于高溫氣體和爆炸的概率較低等。缺點(diǎn)是：設(shè)備和管道的污物殘留不好清洗和除塵的產(chǎn)物無(wú)法回收等。一般，常用的濕式除塵器有文丘里除塵器和水膜除塵器，因?yàn)檫@兩種除塵器具有工作效率高、抗腐蝕性高、耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)。下面分別介紹這兩種除塵器：

①文丘里除塵器。文丘里除塵器的除塵過(guò)程包括霧化、凝聚和脫水三個(gè)階段，含塵氣體進(jìn)入收縮管后，由于斷面逐漸減少，管內(nèi)靜壓也隨之轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使內(nèi)流速增加，氣流進(jìn)入喉管內(nèi)，由于喉管斷面積不變，氣流流速達(dá)到最高，氣體進(jìn)入擴(kuò)張管，由于截面積逐漸擴(kuò)大，管內(nèi)靜壓得到恢復(fù)，氣流速度也逐漸下降，引入的洗滌液在高速氣流沖擊下進(jìn)一步霧化成更小的霧滴，而氣、液、粉塵的相對(duì)速度高，使它們得以充分混合增加了塵粒與液滴的碰撞機(jī)會(huì)，由于氣體達(dá)到飽和程度，從而破壞塵粒表面氣模，不同的塵粒接觸凝聚成較大含塵液滴，進(jìn)入脫水器在重力和慣性離心力作用下從氣流中分離出來(lái)，從而達(dá)到除塵目的。②水膜除塵器。水膜除塵器的主體部分保持不動(dòng)，只在主體上部加設(shè)幾層不銹鋼板，包括一層不銹鋼除霧板。一般，煙氣從文丘里除塵器出來(lái)后進(jìn)入水膜除塵器主體部分，在旋流葉片的作用下把脫硫除塵液吹成很小的液滴，塵粒與液滴充分結(jié)合后再吸收水分，質(zhì)量漸漸增大。在旋流葉片的帶動(dòng)下，煙氣加速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致塵粒與煙氣發(fā)生分離。塵粒受重力作用，落入主體部分底部，達(dá)到除塵效果。噴灑在旋流葉片上的脫硫除塵液在旋流葉片的導(dǎo)向和煙氣自身的旋轉(zhuǎn)作用下，被吹散、霧化，大幅增加了脫硫除塵液與煙氣的接觸面積，使脫硫除塵液充分吸收煙氣中的S02氣體。

2 燃煤鍋爐煙氣脫硫的現(xiàn)代技術(shù)

2.1 常用煙氣脫硫的方法分類 煙氣脫硫主要指的是除去SO2氣體。去除SO2從過(guò)程來(lái)講有四種方法：燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫和煤轉(zhuǎn)化中脫硫。燃燒前脫硫技術(shù)一般是指采取物理、化學(xué)或微生物的方法把煤中含有的多余硫成分去除的脫硫技術(shù)。燃燒中脫硫一般是指當(dāng)煤燃燒時(shí)放入適量的脫硫劑，邊燃燒、邊脫硫。燃燒后脫硫一般指的是針對(duì)燃燒排放的煙氣脫硫。目前，燃燒后脫硫的辦法應(yīng)用的最廣，規(guī)模最大，也是最有效的減少SO2排放量的辦法。

煙氣脫硫的方法還有很多分類方式。例如按脫硫劑和脫硫產(chǎn)物的干濕狀態(tài)分為濕法、干法和半干半濕法；按脫硫產(chǎn)物的回收狀況分為回收法和丟棄法；按脫硫劑的應(yīng)用不同又分為可再生法和不可再生法。

①干法脫硫技術(shù)。這種方法一般采用可循環(huán)再生的吸附材料，來(lái)除掉煙氣中的S02，用水清洗后可以重復(fù)使用。吸附裝置脫硫的效率很高，并且煙氣的溫度很低，不會(huì)造成二次污染。一般吸附顆粒的大小有嚴(yán)格要求，避免因顆粒過(guò)大造成的吸附口堵塞和中毒。這種方法的弊端是吸附劑反復(fù)利用，清洗過(guò)程較麻煩，花費(fèi)較大。所以，近些年有的企業(yè)引進(jìn)了等離子體煙氣脫硫設(shè)備等新技術(shù)裝置，這種裝置可以通過(guò)電子束對(duì)水的電離把水分子電離成較活躍的OH、O、HO等自由因子，自由因子可以和SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成H2SO4，最后和NH4反應(yīng)生成硫酸氨。這種裝置污染小，殘留少，廢水和廢渣也少，產(chǎn)生的含氨物質(zhì)可以當(dāng)作肥料使用。然而，這種方法也有弊端。發(fā)射電子束的大功率電子槍，對(duì)人體的輻射比較大，保護(hù)措施要求嚴(yán)格。②濕法脫硫技術(shù)。這是一種較傳統(tǒng)、技術(shù)較成熟的有效脫硫方法，應(yīng)用的范圍最廣，規(guī)模最大，近些年有著脫硫的重要作用。現(xiàn)在全球范圍內(nèi)85%的脫硫裝置都是濕法脫硫裝置。一般不同的吸收劑決定著不同的濕法脫硫方法，有下列方法：石灰石法、石灰—石膏法、雙堿法、鎂法、氨法、氫氧化鈉法、海水法和亞硫酸鈉循環(huán)吸收法等，此外膜法和微生物法還處在研究階段，未正式投入使用。③半干半濕法脫硫技術(shù)。半干半濕法煙氣脫硫凈化技術(shù)特點(diǎn)是采用石灰作為脫硫劑，循環(huán)利用脫硫灰中的堿性物質(zhì)。由鍋爐出來(lái)的煙氣進(jìn)入煙道，與蒸汽輸送的脫硫劑、脫硫灰混合，并進(jìn)入脫硫反應(yīng)塔。在煙道和脫硫塔內(nèi)分別設(shè)有水霧噴嘴，煙氣在塔內(nèi)與水霧、脫硫劑、脫硫灰接觸，實(shí)現(xiàn)氣、液、固三相的充分混合，達(dá)到煙氣脫硫目的。

2.2 新型材料的燃煤鍋爐煙氣治理方法 近幾年，新型材料逐漸被應(yīng)用于燃煤鍋爐煙氣的治理過(guò)程中。這里簡(jiǎn)單介紹一種玻璃纖維的技術(shù)。該材料具有較好的耐酸性，耐濕性，尺寸穩(wěn)定，伸長(zhǎng)率小，通過(guò)特殊工藝處理的玻纖濾料，光滑不易容塵。新型濾料的研制能有效緩解國(guó)內(nèi)燃爐對(duì)國(guó)外高溫濾料的依賴，促進(jìn)國(guó)內(nèi)高溫濾料發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

由于我國(guó)現(xiàn)有許多小型電廠，如果想要引進(jìn)外部的煙氣處理設(shè)備，在技術(shù)上和資金上都有較大難度。所以，我們應(yīng)該研制新型、高效率的煙氣脫硫除塵設(shè)備，使這項(xiàng)技術(shù)國(guó)有化，擺脫對(duì)外國(guó)技術(shù)和設(shè)備的依賴。這樣才能降低煙氣除塵脫硫設(shè)備的成本，增加企業(yè)的利潤(rùn)，更好地加快我國(guó)煙氣治理技術(shù)的發(fā)展腳步。

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