论文部分内容阅读
摘要：电厂锅炉作为燃烧原料的常用设备，其在生产运行期间会引起粉尘及硫氧化物的污染，破坏了周围的生态环境。本文对电厂锅炉烟气除尘脱硫综合治理技术进行研究。
关键词：电厂锅炉治理技术
中图分类号：TK229文献标识码： A
前言
随着环境污染问题日益严重，火力发电行业是环境污染的主要源头，关键在锅炉烟气危害较大，烟气中包括粉尘、二氧化硫及氮氧化合物等，对此，必须要引起高度重视。
一、锅炉比较常用的烟气除尘技术
1、旋风除尘
旋风除尘器主要借含尘气体旋转时产生的离心力，实现粉尘从气流中的分离。该分离设备结构简单、安装容易、造价及运行成本较低（例如陶瓷多管除尘器：是由多个陶瓷小旋风子集合一起）；对于清除直径在5～10μm以上的较大粉尘颗粒有很高的净化效率，现阶段随大气污染物排放标准的提高，旋风除尘达不到排放要求而逐步被淘汰。
2、湿式除尘
以某种液体（通常为水）为处理媒介，基于惯性碰撞、扩散等原理，从含尘气流中将粉尘捕集的装置称为湿式除尘器。湿式除尘器适用于处理高温、高湿的烟气或者含有较大黏性粉尘的延期。装置结构简单，总体投资少，占空间体积小，处理方法简单。形式主要有水激除尘器、旋风水膜除尘器等。某些小锅炉尾部烟气处理的湿式除尘器在运行中直接把碱液加到喷淋水中同时除尘脱硫。它和旋风除尘器相似已不能满足现阶段的除尘脱硫要求（粉尘排放30mg/m3，SO2浓度200mg/m3）趋于更换改造。
3、袋式除尘
袋式除尘器是利用无机纤维或有机纤维布清除烟气中的固体粉尘因，达到过滤分离粉尘效果的一种高效除尘装置。该装置总体结构简单、适应性强、除尘效率高，但纤维布需进行定期更换，所以会增加装置的运行及维护成本。
4、电除尘器
电除尘器是利用静电力（库仑力）实现气体中固体或液体尘粒及气流分离的一种除尘装置；电除尘器运行时主要发生以下过程：a、气体电离，b、悬浮尘粒荷电，c、带电尘粒向收尘极运动，d、带点尘粒在收尘极上积累定时振打清灰。
电除尘器除尘效率较高（对特殊行业的烟气中粉尘有很高的回收利用）、可以处理大风量、阻力较低、能处理高温烟气；但一次投资较高，对所处理的粉尘比电阻有一定的要求；目前常规电除尘已不能满足最新的大气污染物排放标准，这就需要对常规电除尘器加以改造，比较常见的两种方式：一种将电除尘器改为布袋除尘器，另一种为利用原来的一個电场进行预处理，其后的二至三（四）电场改为布袋进行烟气处理。
3、钠钙双碱法
作为湿法除尘中非常重要的一种工艺，钠钙双碱法对中、小锅炉的烟气脱硫来说，体现了脱硫除尘效率高，占地面积小，投资及运行成本低等优点，非常适合国内企业。钠钙双碱法—多极喷雾强旋流脱硫除尘工艺主要是借鉴喷淋塔、喷雾旋风除尘器、旋转喷雾法脱硫的技术特性，学习了干法、湿法除尘特点，扩大了脱硫剂同烟气的接触程度，使反应发生的更快捷、充分，最终实现以最小的能耗完成最大化的脱硫除尘。该除尘工艺的主体是洗涤吸收塔。首先将烟气以一定的速度引入到吸收塔，并通过桨叶促其旋转下降，同时液态脱硫剂应以雾化状态向上喷入，在塔内形成多道环形水雾区域。在所排烟气旋流通过塔时，可以同水雾进行混合，之后发生一系列的物理化学反应，烟气中的粉尘及硫化物在重力和离心力的作用下会从塔内壁流下，自出灰口流入到沉淀池，沉淀下来的灰渣定期清理外运，废水通过再次引入实现循环使用。
二、常用锅炉烟气脱硫技术
1、半干法烟气脱硫
半干法烟气脱硫是利用CaO加水制成Ca(OH)2悬浮液或直接购买成品Ca(OH)2粉与烟气接触反应，去除烟气中的SO2等气态污染物的方法。
半干法具有技术成熟、系统可靠、耗水量少、占地面积小、无废水排放、可以脱除部分重金属等优点，一般脱硫效率可超过85%；但是半干法工艺采用生石灰或熟石灰作吸收剂，原料成本较高，并且对石灰品质有较高要求，另外，由于反应塔后含有较多尘粒，在目前环保要求越来越严格的情况下，要求下游除尘设备具有较高的除尘效率；半干法烟气副产物为亚硫酸钙和硫酸钙的混合物，综合利用受到一定限制。
半干法烟气脱硫应用较为广泛的为烟气循环流化床。
干法烟气脱硫技术是指脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行的烟气脱硫技术。干法和其他烟气脱硫技术一样也发展了很多工艺，主要可以分为：a、吸收剂喷射技术，包括炉内喷钙、管道喷射等；b、电法干式脱硫技术，包括高能电子活化氧化法、荷电干粉喷射脱硫等；c、干式催化脱硫技术，如干式催化氧化法、烟气直接催化还原法。
干法烟气脱硫技术具有的优点：无污水或废酸排出、设备腐蚀小，净化后烟温高利于烟囱排气扩散。但干法脱硫工艺的主要问题在与脱硫率低、反应速度慢、设备庞大等。
2、湿式双旋脱硫除尘技术
该技术主要采用水膜、喷淋、水帘等法进行烟气除尘脱硫。首先要提升排烟温度，同时控制烟气对引风机的化学腐蚀；其后再令烟气引至除尘器顶部，经进口旋流板作用从上到下旋流经除尘器内筒。内筒顶部装水喷淋头，水流方向逆着烟气方向。在水流喷淋时，烟气中的SO2被碱液吸收，受到离心作用，吸附了尘的水被甩向内壁形成水膜，出现水膜除尘效果。气流在内筒下端会经水帘冲洗，气流经旋流进板进入外筒脱水，再进入引风机作防腐处理，温度升高后进入引风机。这种处理设备主要用于小型锅炉。在处理中，因为烟气带水问题不能合理解决，所以除尘器底部及引风机叶片的积灰必须定期清理，一般为3个月左右。实验证明，该设备的除尘效率在95%以上，使用脱硫剂的情况下脱硫效率可达70%。3、干湿结合式锅炉烟气脱硫除尘技术
使用该方法的主体设备为一立式塔，塔内综合了干、湿两种设备的处理形式，从下至上分别为旋风除尘段、吸收段、脱水段。烟气被引入到下部的旋风除尘段会有较大颗粒的清除，之后进入吸收段即布满吸收液的筛板，此时可以同吸收液有完全接触，实现传质吸收，脱除SO2和微细粉尘。经过前两个部分的烟气在脱水段内脱水除雾可以避免烟气带水，最后经设备出口排至烟囱。该设备的主要优点是液气比小（0.3-0.5L/m3），气液接触充分，塔内持液量大，除尘效率在95%以上，脱硫效率至70%。该方法适用于6t/h以下规格的小型燃煤锅炉，但是整个设备的造价较高。
3、湿式冲旋脱硫除尘技术
基本原理是利用冲激、旋风二级除尘机制，在除尘器内部设置了冲激室和旋风室。烟气由锅炉进入冲旋室后，自上而下冲激水面，进行初次除尘，润湿烟尘，增大细微尘粒的重量。然后烟气自下而上，在除尘器上部经由导板组成的通道进入旋风室。在旋风室内自上而下沿室壁作螺旋运动，利用离心力进行二次除尘，然后由轴线向上经出口排出。在除尘过程中，烟气中的二氧化硫溶解于水，生成亚硫酸微滴，并与尘粒一起从烟气中分离出来。主要技术指标:S02去除率80%，烟尘去除率95%，阻力1100Pa。
4、麻石脱硫除尘技术
传统的麻石水膜除尘器和麻石文丘里除尘器应用于烟气除尘已有多年的历史。近年来，利用麻石的耐腐蚀耐磨损性能制作新式烟气脱硫装置有了一定进展晰。旋流板技术是使气体通过旋流板后螺旋上升，吸收液由上部喷入，与烟气逆流接触。液滴与尘粒同时被旋流产生的离心力甩向塔壁，水与粘附其上的尘粒沿塔壁流到下一级塔板。烟气中未被粘附的尘粒继续被用同样的方法粘附，最后经排污口排走。气体中的二氧化硫也同时被吸收液吸收。通常的旋流板式结构为多级配置。旋流板用于除尘和脱硫时，用内向板；用于除雾作用时，采用外向板。此类技术用于改造旧式麻石除尘器较易实施。但其缺点是耗水量和耗电量比其他种类除尘脱硫装置大；并且，旋流板要有较好耐腐蚀性能和一定的耐磨损性能，如果选材不当，将可能由于材料腐蚀问题而影响装置的使用寿命。
5、湿式石灰石/石灰-石膏法
石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺采用价廉易得的石灰石作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。也可以将石灰石直接湿磨成石灰石浆液。当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的空气进行化学反应，最终反应产物为石膏。同时去除烟气中部分其他污染物，如粉尘、HCl、HF等。
系统组成:石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫装置由吸收剂制备系统、烟气吸收及氧化系统、脱硫副产物处置系统、脱硫废水处理系统、烟气系统、自控和在线监测系统等组成。
结束语
随着我国工业化发展进程的加快和居民生活水平的提高，以燃煤为主的电厂锅炉设备，在生产运行期间会引起粉尘及硫氧化物的污染，破坏了周围的生态环境。考虑到可持续发展观对环境保护的需要，用户在锅炉运行或投资建设时必须要控制好锅炉的燃烧产物排放量，采用先进的除尘脱硫技术降低对大气环境的污染。
参考文献
[1]李雅平.火电厂烟气脱硫技术综述[J].科技传播，2011（02）.
[2]魏志奇.论我国火电厂烟气脱硫建设转折与发展[J].科技传播，2011（11）.
[3]李雅平.火电厂烟气脱硫技术综述[J].科技传播，2011，（02）.
关键词：电厂锅炉治理技术
中图分类号：TK229文献标识码： A
前言
随着环境污染问题日益严重，火力发电行业是环境污染的主要源头，关键在锅炉烟气危害较大，烟气中包括粉尘、二氧化硫及氮氧化合物等，对此，必须要引起高度重视。
一、锅炉比较常用的烟气除尘技术
1、旋风除尘
旋风除尘器主要借含尘气体旋转时产生的离心力，实现粉尘从气流中的分离。该分离设备结构简单、安装容易、造价及运行成本较低（例如陶瓷多管除尘器：是由多个陶瓷小旋风子集合一起）；对于清除直径在5～10μm以上的较大粉尘颗粒有很高的净化效率，现阶段随大气污染物排放标准的提高，旋风除尘达不到排放要求而逐步被淘汰。
2、湿式除尘
以某种液体（通常为水）为处理媒介，基于惯性碰撞、扩散等原理，从含尘气流中将粉尘捕集的装置称为湿式除尘器。湿式除尘器适用于处理高温、高湿的烟气或者含有较大黏性粉尘的延期。装置结构简单，总体投资少，占空间体积小，处理方法简单。形式主要有水激除尘器、旋风水膜除尘器等。某些小锅炉尾部烟气处理的湿式除尘器在运行中直接把碱液加到喷淋水中同时除尘脱硫。它和旋风除尘器相似已不能满足现阶段的除尘脱硫要求（粉尘排放30mg/m3，SO2浓度200mg/m3）趋于更换改造。
3、袋式除尘
袋式除尘器是利用无机纤维或有机纤维布清除烟气中的固体粉尘因，达到过滤分离粉尘效果的一种高效除尘装置。该装置总体结构简单、适应性强、除尘效率高，但纤维布需进行定期更换，所以会增加装置的运行及维护成本。
4、电除尘器
电除尘器是利用静电力（库仑力）实现气体中固体或液体尘粒及气流分离的一种除尘装置；电除尘器运行时主要发生以下过程：a、气体电离，b、悬浮尘粒荷电，c、带电尘粒向收尘极运动，d、带点尘粒在收尘极上积累定时振打清灰。
电除尘器除尘效率较高（对特殊行业的烟气中粉尘有很高的回收利用）、可以处理大风量、阻力较低、能处理高温烟气；但一次投资较高，对所处理的粉尘比电阻有一定的要求；目前常规电除尘已不能满足最新的大气污染物排放标准，这就需要对常规电除尘器加以改造，比较常见的两种方式：一种将电除尘器改为布袋除尘器，另一种为利用原来的一個电场进行预处理，其后的二至三（四）电场改为布袋进行烟气处理。
3、钠钙双碱法
作为湿法除尘中非常重要的一种工艺，钠钙双碱法对中、小锅炉的烟气脱硫来说，体现了脱硫除尘效率高，占地面积小，投资及运行成本低等优点，非常适合国内企业。钠钙双碱法—多极喷雾强旋流脱硫除尘工艺主要是借鉴喷淋塔、喷雾旋风除尘器、旋转喷雾法脱硫的技术特性，学习了干法、湿法除尘特点，扩大了脱硫剂同烟气的接触程度，使反应发生的更快捷、充分，最终实现以最小的能耗完成最大化的脱硫除尘。该除尘工艺的主体是洗涤吸收塔。首先将烟气以一定的速度引入到吸收塔，并通过桨叶促其旋转下降，同时液态脱硫剂应以雾化状态向上喷入，在塔内形成多道环形水雾区域。在所排烟气旋流通过塔时，可以同水雾进行混合，之后发生一系列的物理化学反应，烟气中的粉尘及硫化物在重力和离心力的作用下会从塔内壁流下，自出灰口流入到沉淀池，沉淀下来的灰渣定期清理外运，废水通过再次引入实现循环使用。
二、常用锅炉烟气脱硫技术
1、半干法烟气脱硫
半干法烟气脱硫是利用CaO加水制成Ca(OH)2悬浮液或直接购买成品Ca(OH)2粉与烟气接触反应，去除烟气中的SO2等气态污染物的方法。
半干法具有技术成熟、系统可靠、耗水量少、占地面积小、无废水排放、可以脱除部分重金属等优点，一般脱硫效率可超过85%；但是半干法工艺采用生石灰或熟石灰作吸收剂，原料成本较高，并且对石灰品质有较高要求，另外，由于反应塔后含有较多尘粒，在目前环保要求越来越严格的情况下，要求下游除尘设备具有较高的除尘效率；半干法烟气副产物为亚硫酸钙和硫酸钙的混合物，综合利用受到一定限制。
半干法烟气脱硫应用较为广泛的为烟气循环流化床。
干法烟气脱硫技术是指脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行的烟气脱硫技术。干法和其他烟气脱硫技术一样也发展了很多工艺，主要可以分为：a、吸收剂喷射技术，包括炉内喷钙、管道喷射等；b、电法干式脱硫技术，包括高能电子活化氧化法、荷电干粉喷射脱硫等；c、干式催化脱硫技术，如干式催化氧化法、烟气直接催化还原法。
干法烟气脱硫技术具有的优点：无污水或废酸排出、设备腐蚀小，净化后烟温高利于烟囱排气扩散。但干法脱硫工艺的主要问题在与脱硫率低、反应速度慢、设备庞大等。
2、湿式双旋脱硫除尘技术
该技术主要采用水膜、喷淋、水帘等法进行烟气除尘脱硫。首先要提升排烟温度，同时控制烟气对引风机的化学腐蚀；其后再令烟气引至除尘器顶部，经进口旋流板作用从上到下旋流经除尘器内筒。内筒顶部装水喷淋头，水流方向逆着烟气方向。在水流喷淋时，烟气中的SO2被碱液吸收，受到离心作用，吸附了尘的水被甩向内壁形成水膜，出现水膜除尘效果。气流在内筒下端会经水帘冲洗，气流经旋流进板进入外筒脱水，再进入引风机作防腐处理，温度升高后进入引风机。这种处理设备主要用于小型锅炉。在处理中，因为烟气带水问题不能合理解决，所以除尘器底部及引风机叶片的积灰必须定期清理，一般为3个月左右。实验证明，该设备的除尘效率在95%以上，使用脱硫剂的情况下脱硫效率可达70%。3、干湿结合式锅炉烟气脱硫除尘技术
使用该方法的主体设备为一立式塔，塔内综合了干、湿两种设备的处理形式，从下至上分别为旋风除尘段、吸收段、脱水段。烟气被引入到下部的旋风除尘段会有较大颗粒的清除，之后进入吸收段即布满吸收液的筛板，此时可以同吸收液有完全接触，实现传质吸收，脱除SO2和微细粉尘。经过前两个部分的烟气在脱水段内脱水除雾可以避免烟气带水，最后经设备出口排至烟囱。该设备的主要优点是液气比小（0.3-0.5L/m3），气液接触充分，塔内持液量大，除尘效率在95%以上，脱硫效率至70%。该方法适用于6t/h以下规格的小型燃煤锅炉，但是整个设备的造价较高。
3、湿式冲旋脱硫除尘技术
基本原理是利用冲激、旋风二级除尘机制，在除尘器内部设置了冲激室和旋风室。烟气由锅炉进入冲旋室后，自上而下冲激水面，进行初次除尘，润湿烟尘，增大细微尘粒的重量。然后烟气自下而上，在除尘器上部经由导板组成的通道进入旋风室。在旋风室内自上而下沿室壁作螺旋运动，利用离心力进行二次除尘，然后由轴线向上经出口排出。在除尘过程中，烟气中的二氧化硫溶解于水，生成亚硫酸微滴，并与尘粒一起从烟气中分离出来。主要技术指标:S02去除率80%，烟尘去除率95%，阻力1100Pa。
4、麻石脱硫除尘技术
传统的麻石水膜除尘器和麻石文丘里除尘器应用于烟气除尘已有多年的历史。近年来，利用麻石的耐腐蚀耐磨损性能制作新式烟气脱硫装置有了一定进展晰。旋流板技术是使气体通过旋流板后螺旋上升，吸收液由上部喷入，与烟气逆流接触。液滴与尘粒同时被旋流产生的离心力甩向塔壁，水与粘附其上的尘粒沿塔壁流到下一级塔板。烟气中未被粘附的尘粒继续被用同样的方法粘附，最后经排污口排走。气体中的二氧化硫也同时被吸收液吸收。通常的旋流板式结构为多级配置。旋流板用于除尘和脱硫时，用内向板；用于除雾作用时，采用外向板。此类技术用于改造旧式麻石除尘器较易实施。但其缺点是耗水量和耗电量比其他种类除尘脱硫装置大；并且，旋流板要有较好耐腐蚀性能和一定的耐磨损性能，如果选材不当，将可能由于材料腐蚀问题而影响装置的使用寿命。
5、湿式石灰石/石灰-石膏法
石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺采用价廉易得的石灰石作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。也可以将石灰石直接湿磨成石灰石浆液。当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的空气进行化学反应，最终反应产物为石膏。同时去除烟气中部分其他污染物，如粉尘、HCl、HF等。
系统组成:石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫装置由吸收剂制备系统、烟气吸收及氧化系统、脱硫副产物处置系统、脱硫废水处理系统、烟气系统、自控和在线监测系统等组成。
结束语
随着我国工业化发展进程的加快和居民生活水平的提高，以燃煤为主的电厂锅炉设备，在生产运行期间会引起粉尘及硫氧化物的污染，破坏了周围的生态环境。考虑到可持续发展观对环境保护的需要，用户在锅炉运行或投资建设时必须要控制好锅炉的燃烧产物排放量，采用先进的除尘脱硫技术降低对大气环境的污染。
参考文献
[1]李雅平.火电厂烟气脱硫技术综述[J].科技传播，2011（02）.
[2]魏志奇.论我国火电厂烟气脱硫建设转折与发展[J].科技传播，2011（11）.
[3]李雅平.火电厂烟气脱硫技术综述[J].科技传播，2011，（02）.