浅谈燃煤锅炉的烟气脱硫

浅谈燃煤锅炉的烟气脱硫

钟昊

钟昊

浙江省特种设备检验研究院浙江310000

摘要：伴随着时代的变迁，社会工业生产水平以及科学技术水平在不断提升，但是由于受到一些因素的限制，现今乃至今后很长一段时间，我国的能源结构还是以燃煤为主，但是如果煤矿资源不经过处理，经过燃烧会有大量的粉尘以及二氧化硫等污染物产生，直接影响大气环境，所以想要更好的利用煤矿资源燃烧锅炉，需要做好废气的脱硫操作。所以对于燃煤锅炉的脱硫出尘研究非常有意义。鉴于此本文围绕燃煤锅炉的烟气脱硫问题展开了一系列的探究，首先分析了我国燃煤锅炉脱硫除尘的市场现状，然后分析了二氧化硫大气污染问题，最后就目前我国燃煤锅炉脱硫除尘的主要技术展开了详细的研究，对于减少燃煤对于大气的影响，提升煤矿资源的燃烧效率具有一定的借鉴意义。

关键词：燃煤；锅炉；烟气脱硫；除尘；燃烧效率

1.前言

我国是世界上的煤矿资源储存大国，但是同样煤炭资源的消耗量也比较大，随着社会的进一步发展，经济水平的不断提升，我国的能源消耗也在不断增长，由于煤矿资源燃烧导致煤尘以及二氧化硫污染情况严重，严重制约着社会经济的可持续发展，所以促进烟尘以及二氧化硫的排放工作迫在眉睫，做好燃煤锅炉烟气的脱硫工作意义重大。

2.我国燃煤锅炉脱硫除尘的市场现状

就行业而言，二氧化硫和粉尘的排放量具有非常明显的行业特征。二氧化硫的排放上，火力发电业的二氧化硫排放量占据总行业的49%，水泥制造和化工业以8%和6%的份额紧随其后；在粉尘的排放量上，水泥制造业的粉尘排放量，占全国重点工业粉尘排放量的64%；而在二氧化硫去除率中，火电厂占到10%。从燃煤锅炉脱硫除尘技术的发展过程来看，我国火电厂烟气脱硫技术始发于60年代，进入70年代，取得阶段性成果，但因经济、技术等因素所限，未能得到实际应用。近年来，随着经济的加速发展以及环境标准的日益严苛，火电厂烟气脱硫技术取得了长足发展：出现多个烟气脱硫工程公司，培养了一批骨干技术力量，带动国内相关机电产品的生产和开发，初步形成新的产业链。随着相关标准的细化及落地实施，燃煤工业锅炉脱硫除尘技术发展迅速，在整个环保产业中处于逐步成长和成熟的阶段，而我国逐步实行控制二氧化硫污染的减排政策，也为脱硫除尘技术和行业的发展提供了巨大市场。燃煤工业锅炉、湿式脱硫除尘技术经过“八五”“九五”攻关项目，有力地推动了我国燃煤工业锅炉烟气脱硫技术的进一步发展。

3.二氧化硫的大气污染问题

我国能源以煤为主，燃煤产生的大气污染物占污染物排放总量的比例最大：其中二氧化硫占87％，氮氧化物占67％，一氧化碳占71％，烟尘占60％，燃煤锅炉是我国大气污染的主要来源。人们对污染物只注意到一般性的公害和二氧化硫造成的酸雨上，随着时间的推移和研究的深入，更认识到污染对人体健康的影响和臭氧层的破坏，排放到大气中的污染物质，在与正常空气相混合过程中会发生种种物理、化学的变化。按其形成过程的不同，可分为一次污染和二次污染。一次污染是指直接从排放源进入大气的二氧化硫（SO2），二次污染物是指污染物中的不稳定物质，二氧化硫在大气中是不稳定的，在大气中要发生光化学氧化和催化氧化，在被污染了的大气中有碳氢化合物和氮氧化物时，在阳光照射下SO2的光化学反应速率比在清洁空气中要大数十倍，变成SO3，又进一步形成硫酸及硫酸盐气溶胶。

SO2＋O2→SO3＋O

SO3→H2SO4→（H2SO4）m﹒（H2O）n

二氧化硫在有飘尘的条件下其危害更大，在湿度大的空气中SO2可以由锰或三氧化二铁等催化而生成硫酸雾，其毒性比SO2本身大10倍。

4.目前我国燃煤锅炉脱硫除尘的主要技术

在脱硫技术的选择上，在经济条件尚不充足的情况下，应该选择脱硫率适当投资又少的工艺。目前我国燃煤锅炉脱硫技术主要有以下三种：

4.1湿法处理技术

湿法处理技术，相较于其他技术，具有设备简单、占地少、易操作、运行费用较低等特点，在老工业锅炉中非常有推广价值。从具体的脱硫法工艺上看，湿法脱硫技术应用在麻石水膜脱硫除尘工艺、海水脱硫、石灰石-石膏法、废碱液吸收法、亚钠循环吸收法、氧化铝法等方面。麻石水膜脱硫除尘工艺一般采用耐腐蚀的麻石砌筑反应池，利用水来吸附二氧化硫，但这种工艺一般只适应于含硫量较低的煤的烟气；海水脱硫主要利用海水的弱碱性来脱硫，特别适用于沿海工业脱硫，成本较低，前景良好；石灰石-石膏法主要是利用石灰石和石灰浆液与二氧化硫发生化学反应，脱硫效率高，是目前使用最广泛的脱硫技术；废碱液吸收法主要利用碱液和二氧化硫发生反应，在一些化工企业中应用比较多；亚钠循环吸收法利用硫酸钠吸收二氧化硫生成硫酸氢钠，在化工和冶炼厂中应用较多；氧化铝法是利用氧化镁的浆液吸收二氧化硫，循环脱硫，但是对于技术要求比较高，目前在我国还没有实现大范围应用。湿法处理技术反应过程和反应速度较快，吸收效果较好，但因为是化学反应居多，整个过程是气液反应过程，设备易堵塞、易腐蚀，并且会产生反应废弃物，易造成二次污染，后期处理需要的运行费用也较高。

4.2干法处理技术

干法处理技术主要有荷电干粉喷射脱硫、掺烧含钙物质炉内脱硫、电化学方法脱硫等。掺烧含钙物质炉内脱硫主要是通过向锅炉内添加含钙物质，与二氧化硫反应生成硫酸钙，在除尘器中将硫酸钙收集起来，这种技术投资少，占地面积小，但是脱硫效率较低；荷电干粉喷射脱硫主要是将荷电石灰干粉喷射到烟气中，利用荷电干粉同性相斥的原则，增加与二氧化硫发生反应的机会，提高脱硫效率，但是在我国目前还未得到实际应用；电化学方法脱硫主要是利用氧化反应，将二氧化硫分子激活或者分离，生成自由基，再与其他物质发生反应。干法处理技术设备简单，不存在腐蚀问题，但是因为相关技术尚处于研究阶段，脱硫效率比较低，在我国尚未得到大范围应用。

4.3半干半湿法处理技术

半干半湿法处理技术一般有旋转喷雾和炉内喷钙尾部增温方法，整个过程既有干法处理又有湿法处理，投资少、占地少、无腐蚀状况。目前在国内应用也较少。

5.我国燃煤锅炉脱硫除尘技术未来发展方向

根据目前主要运用的技术来看，不管是湿法还是干法，都存在着一定的问题，而且脱硫除尘效率有待提高。我国燃煤锅炉脱硫除尘技术以湿法处理技术为主，因此在很长一段时间内，在湿法处理技术的基础上，进行改进，解决设备的腐蚀问题，解决二次污染问题，将是主要的发展方向。

5.1在管理环节上，减少二氧化硫的产生，

这是从源头上解决相关问题的关键，相关企业要开展节能低耗的研究，减少煤的耗用量，增加优质煤，特别是低硫煤的使用比例，加快转变生产模式，提高燃煤效率，从而从源头上减少二氧化硫的排放量。

5．2加大对煤炭前期脱硫技术的研究和应用

简而言之，就是减少原煤中的含硫量，对煤炭实行前期化学脱硫、微生物脱硫等，在燃煤前就将二氧化硫的排放量控制住，非常有效。

6.总结

综上所述，煤矿资源燃烧过程中产生的粉尘以及二氧化硫等污染物对于大气环境的影响是非常大的，并且随着社会工业生产的进一步提升，人们生活质量水平的提升，煤矿资源的燃烧数量会更大，做好燃煤锅炉燃烧的烟气脱硫工作意义重大。但是由于技术有限，存在的问题也比较多，所以脱硫效率还需要进一步提升，需要从煤炭生产以及燃煤后灯各个环节加大相关技术的研究力度。

参考文献：

[1]杨春平.中国燃煤锅炉烟气脱硫技术的发展前景[J].环境科学进展，1997（5）：46-50.

[2]周科.湿法烟气脱硫燃煤锅炉烟气颗粒物的排放特性研究[J].热力发电，2013，42（8）：81-85.

[3]李婷.粉煤灰在燃煤锅炉烟气脱硫中的应用[J].洁净煤技术，2013，19（5）：82-84.

[4]余媛媛.燃煤锅炉烟气脱硫技术及其应用现状与对策[J].环境与人，2000（2）：21-23.[5]任岷.中小化工燃煤锅炉烟气脱硫技术路线的选择[J].化工环保，2011，31（3）：226-229.

[6]鲁佳.燃煤锅炉烟气脱硫废水处理技术研究进展[J].电力科技与环保，2015，31（4）：31-34.