燃煤锅炉烟气治理与脱硫脱硝技术分析

燃煤锅炉烟气治理与脱硫脱硝技术分析

彭城

湖南湘达环保工程有限公司

摘要：燃煤锅炉作为能源转换的重要设备，在我国工业生产和民用供热中发挥着重要作用。 作为一个工业大国，钢铁工业对社会和经济的发展至关重要。但是，用来加热钢铁的燃煤锅炉却会对环境造成很大的影响。因此，如何有效地控制燃煤锅炉的烟气及脱硫、脱硝是人们比较关注的话题。本文通过对燃煤锅炉烟气成分和危害的分析，指出了目前在燃煤锅炉中存在的一些问题，并指出了应采取的一些技术措施，以期能够为燃煤锅炉烟气治理提供了更多的选择。

关键词：燃煤锅炉；危害性；烟气治理；脱硫脱硝技术

    当前，我国的能源消耗结构仍以燃煤为主，而燃煤的利用主要依靠锅炉实现燃烧。在国家环保需求不断提升的背景下，相关工作人员应采取合理的技术措施，减少烟气的排放量，对有害气体进行有效治理。然后，还需要对其整体的操作流程进行优化，对排出的烟气进行脱硫脱硝，将有害成分降至最低，从而降低对人体及环境造成的危害。因此，开展燃煤烟气处理及脱硫、脱硝技术的研究具有十分重要的意义。

 一、燃煤锅炉的烟气的组成及其危害性分析
    在烧煤的过程中一般会发生两次化学反应，一次是充分燃烧，也就是生成少量的二氧化硫、二氧化碳；二是未充分燃烧，生成 NO2,SO2, CO等气体。这些烟雾混合在一起都是一种有害气体，如果不进行有效的处理将其排放到大气中，就会对人们的身体和精神造成严重的影响。其中，二氧化氮和二氧化硫是最有害的两种气体，它们在空气中的累积会导致酸雨的产生，并且当降雨进入土壤后，会发生酸化，这就会打破土壤原有的平衡，进而影响到农业生产。同时，酸雨对城市供水造成了很大的影响，对水生植物的生长也有很大的影响。

二、燃煤锅炉的烟气治理技术

（一）机械除尘
   机械除尘是一种通过机械设备将燃煤锅炉产生的烟气打散并去除其中的颗粒物的方法，其应用效果十分显著[1]。在实际应用过程中，燃煤锅炉的机械装置处于高速运转状态，产生的离心力使烟气向下移动，导致难以排出，目前的除尘效率普遍低于90%。机械除尘具有节能减排的巨大优点，但存在着效率低、阻力小等缺点，适合中小型企业使用。另外，机械除尘技术对于5μm以下的粉尘颗粒处理效果并不能达到最优，因此需要根据实际情况针对性地选取烟尘处理设备，以达到最佳的除尘效果。
（二）布袋除尘
    近年来，国内外学者对此进行了大量的研究，提出了一种新的除尘方法，即布袋式除尘法。通过实际应用，发现袋式除尘器的除尘效率有了显著提高，逐渐被各大企业所采用。当燃煤锅炉产生的烟气经过预处理后，缓缓进入布袋除尘器的内部，那些大颗粒粉尘在重力的作用下沉降至灰斗中，而质量和体积较大的颗粒则被分离出来，从而实现气体净化的效果。由于布袋的特殊材质和设计，被有效地阻挡并分离出来。布袋的纤维结构能够避免这些细小的颗粒被过滤出去，确保它们不会随着气体一起溢出。因此，必须定期更换布袋，才能使布袋除尘器发挥最佳的除尘作用。
 （三）静电除尘
    静电除尘是近几年来受到广泛重视的一种新型除尘技术，其原理是利用静电场将空气中的粉尘离子化，并将其荷电并吸附在电极表面，从而实现除尘。在静电除尘过程中，首先将含有二氧化氮、二氧化硫等有害气体的空气引入一个特制的高温密闭空间内。在这个空间内，通过精心设计的电极体系，可产生较强的高压静电场。在空气通过这种静电场的时候，粉尘颗粒在电场的作用下会电离，也就是带上电荷。然后，在电场力的作用下，粉尘颗粒被吸附在电极表面。利用静电场的强大和精确性，可对大气中的灰尘进行有效捕获和清除，其中包括常规的机械除尘很难处理的微细颗粒物。因此，静电除尘技术对改善空气质量和环境保护有其独特的优越性。

三、烟气脱硫技术

（一）干式脱硫
    干式脱硫技术是一种高效的烟气脱硫方法，其基本原理是向燃煤锅炉中喷射一定数量的碳酸钙。在高温下，碳酸钙发生氧化分解生成二氧化钙，该氧化钙与烟气中的二氧化硫发生反应，生成硫酸钙，然后利用活性炭吸附等方法，使二氧化硫重新发生反应，得到硫酸铵或硫酸。此方法具有操作简便、对环境无负担、经处理后的烟气高温、利于扩散、所含的腐蚀性物质大幅度减少、对环境的污染得到了彻底地改善，但不适合规模较大的企业[2]。
    （二）离子液法
    离子液法是一种以有机阳离子和无机阴离子为主要成分的水溶液，并含有少量的活化剂和抗氧化剂。这种吸收剂不仅具有很好的脱硫性能，而且具有很好的脱附性能。该方法在低温条件下对烟气中的SO2进行吸附，在高温条件下将SO2释放出来，从而实现烟气中SO2的脱除和对SO2的富集和净化，得到的SO2不仅可用于稀释，还可用于制酸并进行销售。
   （三）湿法脱硫
    湿法脱硫是一种常用的烟气脱硫工艺技术，其基本原理是将脱硫剂与水混合制备成脱硫浆液，通常使用石灰石或石灰乳作为脱硫剂，将二氧化硫转化为硫酸盐或其他易于处理的化合物，然后用浆液净化烟气，从而达到脱硫的目的。脱硫后的烟气经过除雾器去除携带的液滴，然后排放至大气中。同时，脱硫浆液中的硫酸盐等产物通过沉淀、浓缩等工艺进行处理，最终产生脱硫石膏等副产物。此项技术脱硫效率高，技术成熟度高，运行稳定可靠，能够满足严格的环保要求，具有一定的经济效益。

   （四）喷雾脱硫
    喷雾脱硫技术的基本原理是利用喷雾装置将脱硫剂溶液雾化成细小的液滴，然后将这些液滴喷入含有二氧化硫的烟气中。喷雾脱硫技术的主要特点是反应速度快、脱硫效率高、适应性强且运行成本低。当液滴与烟气充分接触时，脱硫剂中的有效成分与二氧化硫发生化学反应，将其转化为无害或低毒的化合物，从而实现烟气脱硫的目的。反应后的产物可能随烟气排出，也可能通过除尘设备进行收集和处理。经过脱硫处理的烟气，其二氧化硫含量大大降低，满足排放标准后，可以安全排放至大气中。

四、烟气脱硝技术

（一）干法脱硝

采用干法脱硝工艺时，应严格控制炉温，炉温过高或过低均会降低脱硝效果，是目前亟待解决的问题。干法脱硝技术主要有两种，一种是选择性催化还原法，另一种是选择性非催化还原法。对于一种燃烧方式，要制备合适的催化剂，采用 CO、NH3等作为还原剂，将一氧化氮转化为氮气；该方法的基本原理为：向脱硝过程中加入氨基还原剂，使其与氮氧化物（ NOx）发生反应，形成水和氨气。

（二）湿法脱硝

湿法脱硝技术是在液态吸收剂中溶解氮氧化物而达到对烟气进行净化的一种新方法。湿法脱硝一般有两种方法。一是采用稀硝酸吸附的方法。一氧化氮与二氧化氮在稀释硝酸（一般为20倍）中溶解度大得多，因而较易被企业所接受，用以改善废气处理效果。随着稀硝含量的增加，烟气的吸收能力也随之增加，因此要对其进行适当的控制，一般要控制在15%—20%之间。二是采用碱液吸附的方法[3]。该方法是以氢氧化钠、氢氧化钾和单水合氨为吸收剂，对烟气中的 NOx进行吸附。三种方法中，以氨水为最大吸收速率。

五、结语

综上所述，在电站施工和发电过程中面临着各种风险，应引起足够的关注，并对其进行有效地防范。通过完善质量管理体系、强化安全管理，优化设备选型及性能评估，建立运行管理体系，可以有效降低电站的风险水平，提高电站的安全性和经济效益。所以，应加大对烟气的控制，合理选择脱硫和脱硝工艺，使经济效益、社会效益和环境效益同步提高，使人民的身体更健康，使我们的生存环境变得更好。
参考文献：

[1]郑祥林.化工生产中的烟气脱硫技术及脱硫脱硝除尘技术分析[J].化工设计通讯,2020,46(3):231-232. 
    [2]武建勇.燃煤电厂脱硫脱硝技术和烟气治理方法探讨[J].中国化工贸易,2020,12(8):70-72.
    [3]穆会群.燃煤锅炉的烟气治理和脱硫脱硝关键技术分析[J].现代盐化工,2021,48(1):53-54.