火電廠鍋爐大氣污染防控技術(shù)研究

賀遼遼，魏輝，崔永，何俊富

（陜西北元集團(tuán)錦源化工有限公司，陜西 神木 719319）

0 引言

近年來，環(huán)境保護(hù)問題越來越受到社會和國家的重視。黨中央和國務(wù)院曾明確指出過要求，“經(jīng)濟(jì)的發(fā)展決不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)”，無論是在國際的會議上還是國內(nèi)的會議上都大力提倡節(jié)能減排，綠色健康環(huán)保的發(fā)展經(jīng)濟(jì)。尤其是隨著社會的發(fā)展，信息也呈現(xiàn)出大爆炸傳播狀態(tài)，人們獲取信息的方式更加快捷和多樣化，人們的健康意識也隨之越來越強(qiáng)，打造和諧、舒適、幸福的生存環(huán)境是大勢所趨。火電廠作為高危險(xiǎn)、高排放、高耗能的企業(yè)，在保證電力供應(yīng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境也迫在眉睫。我國火電廠發(fā)電的主要方式是依靠燃燒煤炭產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能。在這一過程中，由于煤炭燃燒的不充分等其它原因，會排放出大量的碳氧化物、硫氧化物、氮氧化物、粉塵顆粒等嚴(yán)重污染大氣環(huán)境的物質(zhì)，使得空氣質(zhì)量越來越差，不利于人們的健康生存。所以對火電廠鍋爐大氣污染防控技術(shù)的研究具有十分深遠(yuǎn)的意義。

1 火電廠鍋爐大氣污染物分析

火電廠的鍋爐主要作用是燃燒煤炭使其產(chǎn)生熱能，在這一過程中的污染物主要由于煤炭燃燒不充分生成的化合物和粉塵顆粒，所以本文在對污染物分析時(shí)分兩方面進(jìn)行。

1.1 化合物

因我國資源的匱乏，使得火電廠在發(fā)電作業(yè)中使用火力發(fā)電的方式最多。通過對煤炭的組成元素分析可得出，碳元素、氮元素、硫元素以及各種重金屬元素共同組成了煤炭。我國的煤炭資源較為豐富，開采成本也比較低廉，燃點(diǎn)又不高，所以對其燃燒產(chǎn)生熱能是最經(jīng)濟(jì)的一種方式，但由于煤炭的不充分燃燒會產(chǎn)生大量的碳氧化物、氮氧化物、硫氧化物等化合物，這不僅會給設(shè)備和管道造成嚴(yán)重的傷害，還會造成大氣環(huán)境的污染，影響空氣質(zhì)量，威脅人們的身體安全。比如在這一過程中產(chǎn)生的硫氧化物直接排放到大氣中，會誘發(fā)酸雨的發(fā)生。而碳氧化物的直接排放會使全球氣候變暖，引發(fā)冰川融化，對人們的生存造成很大的影響[1]。另外，各種碳、氮、硫氧化物和重金屬元素極容易誘發(fā)人們呼吸系統(tǒng)疾病，比如肺氣腫、支氣管腫瘤、哮喘等。

1.2 粉塵顆粒

在火電廠生產(chǎn)過程中，由于煤的運(yùn)輸、存放等操作，會產(chǎn)生大量的粉塵顆粒。粉塵顆粒的多少和煤質(zhì)量息息相關(guān)，高質(zhì)量的煤產(chǎn)生的粉塵顆粒數(shù)量會少一些，劣質(zhì)的煤炭產(chǎn)生的粉塵顆粒數(shù)量較多。很多火電廠在進(jìn)行生產(chǎn)活動時(shí)，為了節(jié)約成本選購了劣質(zhì)的煤炭進(jìn)行生產(chǎn)，煤炭在燃燒和運(yùn)輸過程產(chǎn)生了大量的粉塵顆粒，不僅容易導(dǎo)致人的呼吸系統(tǒng)出現(xiàn)健康隱患，也會對大氣環(huán)境造成污染，導(dǎo)致霧霾、煙霾現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此火電廠要充分重視粉塵顆粒的治理工作和預(yù)防工作，在保證火電廠完成既定任務(wù)的同時(shí)確保人員的人身安全不受到侵害。

2 火電廠鍋爐大氣污染防治措施

2.1 促進(jìn)煤炭充分燃燒的措施

首先火電廠要改變傳統(tǒng)的經(jīng)營理念，充分重視保護(hù)大氣環(huán)境的重要意義，企業(yè)要樹立可持續(xù)發(fā)展理念，不能因一時(shí)的利益對后世子孫的生存環(huán)境造成不可挽回的影響。火電廠在選購煤炭時(shí)，要更加注重煤炭質(zhì)量的選擇，從根源上減少各種碳氮硫化合物以及粉塵顆粒的排放量。其次，要對火電廠的煙囪進(jìn)行改良。火電廠的煙囪一般都較高，為了更好地為煤炭燃燒保證供氧量和供氧速度。煙囪另外一個(gè)很重要的作用就是保溫隔熱，如果煙囪的保溫效果不好會導(dǎo)致爐膛內(nèi)溫度過低而熄火。有些火電廠的煙囪是灰白色的，不利于吸收太陽能量和保溫。此時(shí)可以考慮對煙囪的顏色進(jìn)行調(diào)整，用黑色煙囪來加強(qiáng)能量吸收和溫度保護(hù)作用，從而保證溫度[2]。最后，火電廠要充分利用好低氮氧化物燃燒技術(shù)，對于火電廠來說，尤其是中小規(guī)模火電廠所使用的煤大多數(shù)為劣質(zhì)煤，其特點(diǎn)是高灰低熱，燃燒效率低容易遺留殘?jiān)虼嘶痣姀S要改進(jìn)燃燒技術(shù)，讓其在穩(wěn)燃環(huán)境下進(jìn)行保證氮氧化物的低排放。比如用水平濃淡燃燒器等先進(jìn)的高性能燃燒器。

2.2 優(yōu)化火電廠的除塵技術(shù)

對于除塵處理可以有效地降低粉塵顆粒的排放，提升大氣環(huán)境質(zhì)量。相關(guān)人員可以將現(xiàn)有的煤炭按質(zhì)量分類，并一一列舉出相關(guān)的除塵技術(shù)，通過對不同質(zhì)量的煤炭按照同一種除塵技術(shù)應(yīng)用，對比出優(yōu)勢和不足，從而選擇最合適、效果最好的除塵技術(shù)并應(yīng)用到生產(chǎn)中。目前主流的煤炭除塵方式就是靜電法和布袋法。靜電法的優(yōu)勢是除塵效果較好，設(shè)備也比較小巧不會占用很多的空間，缺點(diǎn)是所花費(fèi)的經(jīng)濟(jì)成本較大。它是用高壓電場的吸附作用對灰塵進(jìn)行處理的一種方式。布袋法是用濾布纖維來過濾粉塵顆粒，當(dāng)粉塵顆粒經(jīng)過濾布纖維時(shí)會產(chǎn)生慣性而被攔截，達(dá)到除塵的目的。通過對技術(shù)的及時(shí)改進(jìn)和更新，實(shí)現(xiàn)用最少的資源成本實(shí)現(xiàn)最大效果的除塵效果，這是目前亟待改進(jìn)的重點(diǎn)。

2.3 加強(qiáng)對大氣的監(jiān)測

通過加強(qiáng)對大氣的監(jiān)測可以實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)活動中出現(xiàn)的問題并及時(shí)改進(jìn)，對防治大氣污染有著重要的意義。只有通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)哪種化合物排放量超標(biāo)，才能有針對性地對相關(guān)生產(chǎn)步驟進(jìn)行改進(jìn)。對不同污染物的監(jiān)測應(yīng)采用不同的方法。一般說來對污染物的監(jiān)測方法可分為四種：第一，物理監(jiān)測法，此方法的特點(diǎn)是操作簡單，監(jiān)測效率高，是目前在我國對空氣監(jiān)測最常采用的一種方法。其是利用監(jiān)測設(shè)備對大氣污染物含量進(jìn)行檢測。第二，化學(xué)監(jiān)測法，通過對污染物進(jìn)行樣本采集，之后對其進(jìn)行化學(xué)試驗(yàn)，對污染物含量進(jìn)行測定。此種方法的特點(diǎn)是安全性和可靠性高。第三，生物監(jiān)測法，其是通過微生物的特殊生存環(huán)境對大氣污染物進(jìn)行監(jiān)測，通過微生物的生長狀況來判斷大氣污染物的含量和種類[3]。第四，固體顆粒監(jiān)測法，一般來說對顆粒性明顯的大氣污染物采用此種監(jiān)測方法，比如重金屬顆粒、粉塵顆粒等。其可以通過顆粒濃度來進(jìn)行大氣污染物含量和數(shù)量的判定。

2.4 對火電廠鍋爐進(jìn)行脫硫改造

根據(jù)脫硫原理的不一樣，可以將脫硫技術(shù)分為濕潤法、半濕潤法和干燥法三種。提高脫硫技術(shù)和效率可以有效保證煤炭質(zhì)量符合要求。濕潤法是利用石灰石的洗滌作用，在專業(yè)設(shè)備中對煙氣進(jìn)行充分洗滌。這種方法是傳承很多且使用范圍最為廣泛的脫硫傳統(tǒng)工藝。隨著脫硫除塵一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，很多時(shí)候在進(jìn)行脫硫處理后還會通過檢測裝置對其進(jìn)行檢測處理，并對其進(jìn)行除塵處理，直到排放標(biāo)準(zhǔn)完全合格后方能把煙氣排放出去。這種方法對于大氣環(huán)境的保護(hù)作用非常明顯。半濕潤法利用到的洗滌劑不止限于石灰石，其余很多成本低廉的化學(xué)物質(zhì)都可以，洗滌之后的廢渣可以選擇拋棄也可以選擇作為石膏回收。而且該方法的脫硫效果無論是對于高硫煤還是對于低硫煤都非常好，缺點(diǎn)是操作流程復(fù)雜，設(shè)備的清洗存在著較高的難度。干燥法是通過噴霧干燥進(jìn)行脫硫操作，對于燃煤鍋爐最主要的去除二氧化硫的方法就是干燥法，也是目前效果較好的一種手段。其特點(diǎn)是步驟簡單操作方便，前期投入不高，只需購買相應(yīng)的設(shè)備即可。也可以通過對鍋爐進(jìn)行改造，改造的原理是雙堿法脫硫。經(jīng)過鍋爐除塵后在煙道上安裝脫硫設(shè)備，當(dāng)煙氣進(jìn)入總煙道后，對煙氣中化合物濃度進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測合格后方能排入大氣。干燥法的脫硫原理是用煙氣的熱量蒸發(fā)掉氫氧化鈣溶液的水分，使得鈣質(zhì)脫硫劑與二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為石膏，從而達(dá)到有效去除二氧化硫的目的。在應(yīng)用這種方法時(shí)要注意干燥過程中會產(chǎn)生較大量的煙霧，煙霧對大氣污染也比較嚴(yán)重，所以也要對煙霧進(jìn)行處理。目前脫硫除塵一體化技術(shù)可以考慮應(yīng)用在此種脫硫方法內(nèi)，比如噴霧干燥和靜電除塵相結(jié)合的方法。

2.5 開發(fā)新型能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)煤炭資源

要從根本上解決大氣污染嚴(yán)重的問題就要開發(fā)新型能源，比如太陽能等等。目前，全球的基礎(chǔ)能源就是石油、天然氣和煤炭等，這些都是不可再生資源，用了多少就少了多少，盡管我國煤炭資源較為豐富，但總會有資源衰竭的那天，所以尋找新能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的污染性高的煤炭等資源是大氣污染防控的根本方法，大力開發(fā)風(fēng)能、太陽能、核能、生物能等污染較小甚至無污染的新型能源。

3 結(jié)語

隨著人們安全健康意識的提升，對環(huán)境要求也越來越高，從國家層面上來說，近年來也是加大了對環(huán)境保護(hù)的監(jiān)督和管控力度。而我國的大氣污染問題也得到了一定程度的解決，但是面對人口眾多，高污染行業(yè)數(shù)量龐大的國情，對大氣污染的防控問題還需進(jìn)一步加強(qiáng)。火電廠作為提供電力供應(yīng)的不可缺少企業(yè)，在給經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來促進(jìn)的同時(shí)也給環(huán)境帶來了巨大的壓力，因此加強(qiáng)對火電廠大氣污染的防控已經(jīng)是當(dāng)務(wù)之急。對此方面的研究和探索，從而跟緊時(shí)代發(fā)展的步伐對火電廠的發(fā)展來說具有十分深遠(yuǎn)的意義，文章提出了通過促進(jìn)煤炭充分燃燒的措施、優(yōu)化火電廠的除塵技術(shù)、加強(qiáng)對大氣的監(jiān)測、對火電廠鍋爐進(jìn)行脫硫改造、開發(fā)新型能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)煤炭資源等方法來解決大氣污染問題。