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某燃煤锅炉烟气除尘脱硫摘要：大气污染已经成为当今关注的热点问题，我国的锅炉使用比较多，造成的大气污染比较严重。本文主要论述了当今锅炉污染的主要特点，同时概况了除尘的主要两种方法和处理烟气中硫的工艺方法。关键字：锅炉；大气污染；除尘；脱硫0引言世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报告说：“空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。”如果人类生活在污染十分严重的空气里，那就将在几分钟内全部死亡。工业文明和城市发展，在为人类创造巨大财富的同时，也把数十亿吨计的废气和废物排入大气之中，人类赖以生存的大气圈却成了空中垃圾库和毒气库。因此，大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时，就会对人类和环境带来巨大灾难。第一，大气污染对人体和健康的伤害。大气污染物主要通过三条途径危害人体：一是人体表面接触后受到伤害，二是食用含有大气污染物的食物和水中毒，三是吸入污染的空气后患了种种严重的疾病。从下面的表格中，可以看到：各种大气污染物是通过多种途径进入人体的，对人体的影响又是多方面的。而且，其危害也是极为严重的。第二，大气污染危害生物的生存和发育。大气污染主要是通过三条途径危害生物的生存和发育的：一是使生物中毒或枯竭死亡，二是减缓生物的正常发育，三是降低生物对病虫害的抗御能力。植物在生长期中长期接触大气的污染，损伤了叶面，减弱了光合作用；伤害了内部结构，使植物枯萎，直至死亡。各种有害气体中，二氧化硫、氯气和氟化氢等对植物的危害最大。大气污染对动物的损害，主要是呼吸道感染和食用了被大气污染的食物。其中，以砷、氟、铅、钼等的危害最大。大气污染使动物体质变弱，以至死亡。大气污染还通过酸雨形式杀死土壤微生物，使土壤酸化，降低土壤肥力，危害了农作物和森林。第三，大气污染对物体的腐蚀。大气污染物对仪器、设备和建筑物等，都有腐蚀作用。如金属建筑物出现的锈斑、古代文物的严重风化等。第四，大气污染对全球大气环境的影响。大气污染发展至今已超越国界，其危害遍及全球。对全球大气的影响明显表现为三个方面：一是臭氧层破坏，二是酸雨腐蚀，三是全球气候变暖。1锅炉污染早在20世纪80年代初期，全国就开展了消烟除尘技术的研究，锅炉制造业研制出大量新型高效消烟锅炉。如往复炉排、链条锅炉的出现淘汰了大量抛煤机锅炉，减少了烟尘排放量。自然通风锅炉由原设计的单层炉排改进为干熘反射炉排、双层炉排的燃烧方式，使煤中挥发分得到充足燃烧，杜绝了黑烟排放。但是随着能源需求的不断增长，导致燃煤污染物排放总量居高不下，环境污染问题亟待解决。在我国燃煤工业锅炉是仅次于燃煤发电厂居第二位的SO2污染物，控制燃煤工业锅炉SO2污染，对控制我国大气SO2污染具有极其重要的意义。燃煤工业锅炉SO2污染防治，以其存在问题多，治理难度大，而成为当今全社会共同关注的热点。人们面对燃煤工业锅炉，包括污染型燃煤在内的落后燃烧方式司空见惯，见怪不怪。不是从源头上入手采用清洁燃料和洁净燃烧技术，对燃煤工业锅炉进行治本的治理，而单纯是从终端对SO2实施烟气脱硫进行控制，因而由于经济技术不配套，经济效益和环境效益不能令人满意，烟气脱硫技术在燃煤工业锅炉上很难推广应用。燃煤工业锅炉SO2污染防治的根本出路在于应用洁净煤技术，才能简便、经济、有效地控制SO2污染。其中采用循环流化床锅炉洁净燃烧技术，是控制煤炭燃烧SO2污染最理想的措施。采用循环流化床锅炉洁净燃烧技术，可燃烧高灰高硫劣质煤，热效率高，排烟烟尘和SO2浓度低于国家排放标准。经济效益和环境效益双赢，是多年来我们要研究开发的控制燃煤工业锅炉SO2污染的最佳方法。2除尘方式目前适用的比较多的除尘方式有2种：1、布袋除尘SL型布袋除尘器在过滤时，进口烟道内的含尘烟气通过一次导流板进入各个滤室，再通过滤室内部的二次导流后平稳缓慢地穿过滤袋，粉尘被挡在滤袋的外表面，气体则通过净气室，汇集到出口烟道后外排。当堆积在滤袋外表面上的粉尘达到一定程度后，脉冲喷吹阀自动打开，滤袋在脉冲压缩空气的作用下产生振动与变形，粉尘随之从滤袋表面脱离。SL型布袋除尘器属于行喷吹脉冲式布袋除尘器。每条滤袋都对应一个特定的喷咀，喷咀的尺寸经过精心设计，可保证处于不同位置的滤袋受到相同的喷吹力。内部无运动部件，与旋转喷吹的除尘器相比，设备的可靠性更好。布袋除尘器中的气流分布与清灰是其核心技术。SL型布袋除尘器中，烟道内的一次导流板起到分配气流，均匀各个滤室的烟气流量的作用，同时也可以减小气流方赂改变产生的阻力损失。二次导流板不仅可避免高速气流对滤布的冲刷，还可起到预除尘的作用。此外，尤其重要的是，通过二次导流可以滤室内部产生一个与粉尘沉降方向相同的气流速度分量，这样可最大限度避免清灰产生的粉尘“二次吸附”现象。烟气的两次导流技术是SL型布袋除尘器区别于其它除尘器的一个重要标志。SL型布袋除尘器采用AISTOM公司第二代专利产品“0PTIPOW”活塞式脉冲阀，与现在市场上广为应用的第一代产品膜片式脉冲阀相比，结构简单，性能可靠，响应速度快，阴力小，清灰更有效。0PTIPOW脉冲阀的另一个重要特点是具有“软着陆”功能，可大大减小由于喷吹造成的滤袋与笼骨的碰撞力，延长滤布的寿命。这一点也是目前其它所有的脉冲喷吹阀不具备的。同时，经过优化设计的均流喷吹管，可保证将清灰压力有效均匀地传递到各条滤袋上，获得最佳的清灰效果，从而保证除尘器的性能。SL型布袋除尘器的旁通烟道设在设备内部，不用另占场地，结构紧凑，日常运行管理方便。旁通阀门采用空气密封式，保证烟气零泄漏，从结构上保证了不会发生积灰卡住旁通阀门等现象。并且，即使由于突然事故使整个除尘系统断电断气，旁通阀仍可紧急开启，保证烟气通道的畅通以保护锅炉与滤袋，极其安全可靠。SL型布袋除尘器的每个滤室都设有进出口风门，可在整机工作状态下将任一滤室的风门关闭，从而方便地进行维修。2、静电除尘产品优点：收尘效率高、设备运行稳定可靠、维护方便、运行成本低原理该产品系利用静电吸引原理，依靠电力使烟气中的悬浮尘粒从气体中分离出来的装置。用途应用于燃煤电站、冶金、建材、化工、造纸等行业的工业炉窑及工业过程中的烟气除尘，是目前最主要的高效除尘设备。特点与浙江大学合作开发先进的选型技术，增加收尘面积，保证除尘器的收尘效果；采用桁架结构，使材料受力均匀，结构更合理，且安装方便；采用阻流加导流型式，可以根据不同的烟道形式通过导流叶片调整，使进口气流分布均匀绝缘子室采用加热风吹扫系统，保证其正常运行；灰斗保温，充分保证灰斗内灰尘的流畅性；采用橡胶玻璃纤维密封技术，漏风率较小；可采用“Rs线”、螺旋线等多种极配型式；选用合适的振打分式，满足极板、极线的清灰要求；未电场增设糟形分布板，提高防尘效率。3脱硫方式烟气脱硫（FGD）是工业行业大规模应用的、有效的脱硫方法。按照硫化物吸收剂及副产品的形态，脱硫技术可分为干法、半干法和湿法三种。干法脱硫工艺主要是利用固体吸收剂去除烟气中的SO2，一般把石灰石细粉喷入炉膛中，使其受热分解成CaO，吸收烟气中的SO2，生成CaSO3，与飞灰一起在除尘器收集或经烟囱排出。湿法烟气脱硫是采用液体吸收剂在离子条件下的气液反应，进而去除烟气中的SO2，系统所用设备简单，运行稳定可靠，脱硫效率高。干法脱硫的最大优点是治理中无废水、废酸的排出，减少了二次污染；缺点是脱硫效率低，设备庞大。湿法脱硫采用液体吸收剂洗涤烟气以除去SO2，所用设备比较简单，操作容易，脱硫效率高；但脱硫后烟气温度较低，设备的腐蚀较干法严重。3.1海水烟气脱硫海水烟气脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。脱硫过程不需要添加任何化学药剂，也不产生固体废弃物，脱硫效率92%，运行及维护费用较低。烟气经除尘器除尘后，由增压风机送入气-气换热器降温，然后送入吸收塔。在脱硫吸收塔内，与来自循环冷却系统的大量海水接触，烟气中的二氧化硫被吸收反应脱除，海水经氧化后排放。脱除二氧化硫后的烟气经换热器升温，由烟道排放。海水烟气脱硫工艺受地域限制，仅适用于有丰富海水资源的工程，特别适用于海水作循环冷却水的火电厂，但需要妥善解决吸收塔内部、吸收塔排水管沟及其后部烟道、烟囱、曝气池和曝气装置的防腐问题。3.2喷雾干燥工艺喷雾干燥工艺（SDA）是一种半干法烟气脱硫技术，其市场占有率仅次于湿法。该法是将吸收剂浆液Ca(OH)2在反应塔内喷雾，雾滴在吸收烟气中SO2的同时被热烟气蒸发，生成固体并由除尘器捕集。当钙硫比为1.3～1.6时，脱硫效率可达80%～90%。半干法FGD技术兼干法与湿法的一般特点。其主要缺点是利用消石灰乳作为吸收剂，系统易结垢和堵塞，而且需要专门设备进行吸收剂的制备，因而投资费用偏大；脱硫效率和吸收剂利用率也不如石灰石/石膏法高。喷雾干燥技术在燃用低硫和中硫煤的中小容量机组上应用较多。国内于1990年1月在白马电厂建成了一套中型试验装置。后来许多机组也采用此脱硫工艺，技术已基本成熟。3.3电子束烟气脱硫工艺（EBA法）电子束辐射技术脱硫工艺是一种干法脱硫技术，是一种物理方法和化学方法相结合的高新技术。该工艺的流程是由排烟预除尘、烟气冷却、氨的冲入、电子束照射和副产品捕集工序组成。锅炉所排出的烟气，经过集尘器的粗滤处理之后进入冷却塔，在冷却塔内喷射冷却水，将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度（约70℃）。烟气的露点通常约为50℃。通过冷却塔后的烟气流进反应器，注入接近化学计量比的氨气、压缩空气和软水混合喷入，加入氨的量取决于SOx和NOx浓度，经过电子束照射后，SOx和NOx在自由基的作用下生成中间物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应，生成粉状颗粒硫酸铵和硝酸铵的混合体。脱硫率可达90%以上，脱硝率可达80%以上。此外，还可采用钠基、镁基和氨作吸收剂，一般反应所生成的硫酸铵和硝酸铵混合微粒被副成品集尘器分离和捕集，经过净化的烟气升压后向大气排放。3.4新兴的烟气脱硫技术－烟气循环流化床脱硫工艺（CFB-FGD）20世纪80年代末，德国的鲁奇（LURGI）公司开发了一种新的干法脱硫工艺，成为烟气循环流化床脱硫工艺（CFB-FGD）。这种工艺以循环流化床原理为基础，通过吸收剂的多次再循环，使吸收剂与烟气接触的时间长达半小时以上，大大提高了吸收剂的利用率，其不但具有干法工艺的许多优点，如流程简单，占地少，投资小以及副产品可以综合利用等，而且能在很低的钙硫比情况下（Ca/S=1.1~1.2）达到甚至超过湿法工艺的脱硫效率（95%以上）。4参考文献1张东民,解庆林等.煤炭脱硫的研究现状[J].广西轻工业,2007,(5):84-85P.2贾绍义，柴诚敬主编.《化工原理课程设计（化工传递与单元操作课程设计）》.天津:天津大学出版社，2002.83张秀云,郑继成.国内外烟气脱硫技术综述[J].电站系统工程,2010,(4):1-2P.4王圣.大气污染物排放标准对中国国电集团火电厂的影响与对策[D].南京:南京信息工程大学,2005.5宋华,王雪芹,赵贤俊,张文超,吕宝航,柳艳修.湿法烟气脱硫技术研究现状及进展[J].化学工业与工程,2009,(5):455-459P.6刘雪松.层燃炉炉内高温燃烧喷钙脱硫的试验研究[D].杭州:浙江大学,2002.7高辉.石化电厂2×287MW锅炉石灰石湿法烟气脱硫工程技术可行性研究[D].天津:天津大学,2006.8谢葭.100MW级电子束烟气脱硫技术工业试验研究[D].重庆:重庆大学,2005.9Jia-TwuLee,Min-ChuChen.ComparativeLimestoneandSeawaterMethodinDesulfuri-zationSystem.20122ndInternationalConferenceonConsumerElectronics,Commu-nicationsandNetworks,CECNet2012-Propceedings.Piscataway,UnitedStates:IEEE-ComputerSociety,445HoesLane,2012:2459-2463P.10郭遵琪.工业烟