燃煤鍋爐煙氣治理技術及應用

李超LIChao

（河北華信鍋爐集團，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。本文根據我國目前正在應用的除塵方法和煙氣的脫硫技術做出分析，詳細介紹了國內、外燃煤鍋爐煙氣治理技術的發展現狀，并詳細說明了燃煤鍋爐煙氣脫硫的技術。

1 燃煤鍋爐煙氣除塵的現代技術

燃煤鍋爐煙氣除塵都是應用除塵裝置把顆粒物去除。下面根據除塵原理的區別,介紹下列四種除塵器。

1.1 機械式除塵器 機械式除塵器以重力、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，由于環保的號召，新型離心除塵器漸漸面世,它們的優點很多：構造簡單、占地小、價格便宜、操作簡單；材料性能好,耐高溫、高壓和防腐蝕；動能消耗較小，工作效率很高；對材料的要求低，大顆粒粉塵也能吸入；易于回收再利用；設備便于管理。通常6μm以上的粉塵顆粒都可吸入,效率高達80%～90%。

1.2 過濾式除塵器 過濾式除塵器的原理是把粉塵先收集起來，再使用過濾材料，把大顆粒粉塵過濾下來。過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。一般生產中采用袋式除塵器，除塵器應用纖維織物為濾料，除塵效率能高達99%。即使這是一種傳統的除塵方法，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。它的特點是：能量損耗小，受到的阻力也小。電式除塵器的優點：工作容量大，每小時可處理103-104m3的氣體；粉塵處理效率高，可達到99%；工作壓力小，通常是300-600Pa；節約能源損耗，花費少；適用于高溫和腐蝕性高的煙氣。鑒于上述優點，電式除塵器通常用來收集顆粒細小的粉塵。但這種裝置的投資費用較高，應用范圍也較小。

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，并收集起來。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到脫硫的效果。濕式除塵器的優點有：構造簡單、占地小、價格低、操作簡單、工作效率高、適用于高溫氣體和爆炸的概率較低等。缺點是：設備和管道的污物殘留不好清洗和除塵的產物無法回收等。一般，常用的濕式除塵器有文丘里除塵器和水膜除塵器，因為這兩種除塵器具有工作效率高、抗腐蝕性高、耐磨性好等優點。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程包括霧化、凝聚和脫水三個階段，含塵氣體進入收縮管后，由于斷面逐漸減少，管內靜壓也隨之轉化為動能，使內流速增加，氣流進入喉管內，由于喉管斷面積不變，氣流流速達到最高，氣體進入擴張管，由于截面積逐漸擴大，管內靜壓得到恢復，氣流速度也逐漸下降，引入的洗滌液在高速氣流沖擊下進一步霧化成更小的霧滴，而氣、液、粉塵的相對速度高，使它們得以充分混合增加了塵粒與液滴的碰撞機會，由于氣體達到飽和程度，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，進入脫水器在重力和慣性離心力作用下從氣流中分離出來，從而達到除塵目的。②水膜除塵器。水膜除塵器的主體部分保持不動，只在主體上部加設幾層不銹鋼板，包括一層不銹鋼除霧板。一般，煙氣從文丘里除塵器出來后進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，塵粒與液滴充分結合后再吸收水分，質量漸漸增大。在旋流葉片的帶動下，煙氣加速運動，導致塵粒與煙氣發生分離。塵粒受重力作用，落入主體部分底部，達到除塵效果。噴灑在旋流葉片上的脫硫除塵液在旋流葉片的導向和煙氣自身的旋轉作用下，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代技術

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從過程來講有四種方法：燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫和煤轉化中脫硫。燃燒前脫硫技術一般是指采取物理、化學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。燃燒中脫硫一般是指當煤燃燒時放入適量的脫硫劑，邊燃燒、邊脫硫。燃燒后脫硫一般指的是針對燃燒排放的煙氣脫硫。目前，燃燒后脫硫的辦法應用的最廣，規模最大，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物的干濕狀態分為濕法、干法和半干半濕法；按脫硫產物的回收狀況分為回收法和丟棄法；按脫硫劑的應用不同又分為可再生法和不可再生法。

①干法脫硫技術。這種方法一般采用可循環再生的吸附材料，來除掉煙氣中的S02，用水清洗后可以重復使用。吸附裝置脫硫的效率很高，并且煙氣的溫度很低，不會造成二次污染。一般吸附顆粒的大小有嚴格要求，避免因顆粒過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利用，清洗過程較麻煩，花費較大。所以，近些年有的企業引進了等離子體煙氣脫硫設備等新技術裝置，這種裝置可以通過電子束對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發生化學反應，生成H2SO4，最后和NH4反應生成硫酸氨。這種裝置污染小，殘留少，廢水和廢渣也少，產生的含氨物質可以當作肥料使用。然而，這種方法也有弊端。發射電子束的大功率電子槍，對人體的輻射比較大，保護措施要求嚴格。②濕法脫硫技術。這是一種較傳統、技術較成熟的有效脫硫方法，應用的范圍最廣，規模最大，近些年有著脫硫的重要作用。現在全球范圍內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。半干半濕法煙氣脫硫凈化技術特點是采用石灰作為脫硫劑，循環利用脫硫灰中的堿性物質。由鍋爐出來的煙氣進入煙道，與蒸汽輸送的脫硫劑、脫硫灰混合，并進入脫硫反應塔。在煙道和脫硫塔內分別設有水霧噴嘴，煙氣在塔內與水霧、脫硫劑、脫硫灰接觸，實現氣、液、固三相的充分混合，達到煙氣脫硫目的。

2.2 新型材料的燃煤鍋爐煙氣治理方法 近幾年，新型材料逐漸被應用于燃煤鍋爐煙氣的治理過程中。這里簡單介紹一種玻璃纖維的技術。該材料具有較好的耐酸性，耐濕性，尺寸穩定，伸長率小，通過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內燃爐對國外高溫濾料的依賴，促進國內高溫濾料發展。

3 結語

由于我國現有許多小型電廠，如果想要引進外部的煙氣處理設備，在技術上和資金上都有較大難度。所以，我們應該研制新型、高效率的煙氣脫硫除塵設備，使這項技術國有化，擺脫對外國技術和設備的依賴。這樣才能降低煙氣除塵脫硫設備的成本，增加企業的利潤，更好地加快我國煙氣治理技術的發展腳步。

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