锅炉烟气超低排放探索研究

锅炉烟气超低排放探索研究

崔鹏；路翔；董洪海

中国石油吉林石化公司化肥厂

摘要：在全球环境问题日益严峻的今天，减少工业排放，特别是锅炉烟气中的污染物排放，已成为实现可持续发展目标的关键一环。锅炉作为能源转换的重要设备，广泛应用于电力、化工、冶金等多个领域，但其运行过程中产生的烟气含有二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOx)、颗粒物(PM)及重金属等多种有害物质，对大气环境构成了严重威胁。因此，锅炉烟气超低排放技术的研究与应用，不仅是环境保护的迫切需求，也是推动产业升级、实现绿色发展的必由之路。

关键词：锅炉；烟气；超低排放；研究

1  引言：超低排放的时代背景与意义

随着《大气污染防治行动计划》及后续一系列环保政策的出台，我国对工业排放的监管力度不断加强，锅炉烟气排放标准也逐步收紧，从传统的排放标准迈向了超低排放的新阶段。超低排放，即指通过先进的污染治理技术，使锅炉烟气中的污染物排放浓度远低于现有国家标准，甚至接近或达到燃气轮机排放水平。这一目标的实现，对于改善空气质量、减少雾霾天气、保护生态环境具有深远的意义。

2  锅炉烟气超低排放的技术挑战

实现锅炉烟气超低排放，需要采用高效脱硫、脱硝、除尘及重金属去除等多级联合处理技术。这些技术不仅工艺复杂，对设备精度、运行稳定性及维护管理都有极高要求，而且初期投资及运行成本较高，给企业带来了不小的经济压力。如何在保证治理效果的同时，有效控制成本，是超低排放技术推广应用面临的首要挑战。

不同类型的锅炉（如燃煤、燃气、生物质等）及其运行工况存在显著差异，对超低排放技术的选择与应用提出了更高要求。如何根据锅炉的实际情况，选择最适合的超低排放技术组合，确保治理效果与经济效益的最佳匹配，是技术应用的另一大难题。

超低排放过程中产生的副产物，如脱硫石膏、飞灰等，如果处理不当，可能会引发二次污染。因此，如何实现副产物的安全处置与资源化利用，减少对环境的影响，是超低排放技术体系中不可或缺的一环。

3  锅炉烟气超低排放的主要策略

针对锅炉烟气中的SO₂，目前广泛采用的技术包括湿法脱硫（如石灰石-石膏法）、半干法脱硫及干法脱硫等。其中，湿法脱硫因其效率高、技术成熟而被广泛应用。为进一步提升脱硫效率，可采用新型脱硫剂、优化脱硫塔结构、加强烟气均布等措施。同时，探索脱硫副产物（如脱硫石膏）的高值化利用途径，也是降低治理成本、实现资源循环利用的关键。

NOx的控制主要采用选择性催化还原(SCR)技术或选择性非催化还原(SNCR)技术，以及二者的组合技术。SCR技术因其脱硝效率高、适应性强而被广泛采用。为实现超低排放，需优化催化剂配方、提高催化剂活性及稳定性、优化喷氨量控制等。此外，开发新型低温SCR催化剂，降低能耗与运行成本，也是未来的发展方向。

对于颗粒物及重金属的去除，通常采用静电除尘器、布袋除尘器及湿式除尘器等设备。随着超低排放要求的提高，复合除尘技术、高效布袋材料及湿法除尘技术的深度应用成为趋势。同时，加强除尘器前端的烟气调质，提高除尘效率，以及开发重金属高效吸附材料，是实现超低排放的重要保障。

引入物联网、大数据、人工智能等现代信息技术，构建锅炉烟气超低排放智能化管控系统，实现污染物排放的实时监测、预警与精准调控。通过系统集成，优化各处理单元的运行参数，提高整体治理效率与稳定性，降低运行成本。

4  依靠技术革新科技引领超低排放新篇章

传统的除尘技术如布袋除尘器、电除尘器等，在降低颗粒物排放方面已取得显著成效，但面对超低排放的标准，仍需不断创新。近年来，湿式电除尘技术以其高效、稳定的除尘性能脱颖而出，能够有效去除烟气中的微细颗粒物及SO₃酸雾，成为实现超低排放的重要技术手段。此外，膜分离技术、静电增强除尘技术等新兴技术也展现出巨大潜力，为锅炉烟气除尘提供了更多可能性。

针对锅炉烟气中的SO₂和NOx两大主要污染物，脱硫脱硝一体化技术成为研究热点。该技术通过优化反应条件，使脱硫和脱硝过程在同一设备内完成，不仅提高了处理效率，还降低了设备投资和运行成本。其中，SCR（选择性催化还原）与SNCR（选择性非催化还原）联合脱硝技术、湿法脱硫与干法脱硝结合等技术路径，正在逐步被广泛应用于锅炉烟气治理中。

通过烟气再循环技术，将部分已处理的低温烟气重新引入锅炉燃烧区，既能有效降低燃烧温度，减少NOx的生成，又能提高锅炉热效率。同时，加强对烟气余热的回收利用，如采用热管换热器、热泵技术等，不仅减少了能源浪费，还为企业带来了经济效益。

5  管理优化努力构建精细化管理体系

实现锅炉烟气超低排放，首要任务是加强源头控制。企业应严格筛选燃料，优先使用低硫、低灰分的优质煤种，减少污染物生成量。同时，优化锅炉燃烧过程，通过调整燃烧参数、采用先进的燃烧技术等手段，提高燃烧效率，减少污染物排放。建立健全的烟气在线监测系统，实现对烟气成分、排放量等关键参数的实时、精准监测。结合大数据分析技术，对监测数据进行深入挖掘，为运行调控提供科学依据。通过精准调控燃烧工况、优化脱硫脱硝工艺参数等，确保烟气排放持续稳定达标。提升操作人员环保意识和专业技能，定期开展环保法律法规、治理技术、应急处理等方面的培训。建立健全环保责任制和考核机制，将环保指标纳入企业绩效考核体系，激励员工积极参与环保工作。

6  结语

锅炉烟气超低排放的研究与实践，是应对环境挑战、实现绿色发展的必然选择。面对技术复杂、成本高昂、副产物处理等多重挑战，我们需要不断创新与优化技术，完善政策与市场机制，加强社会共治与公众参与。只有这样，才能推动锅炉烟气超低排放技术的广泛应用，为改善空气质量、保护生态环境贡献力量。

参考文献：

[1] 车德福、刘银河. 锅炉[M]. 西安交通大学出版社，2021.

[2] 陈丽霞、谢新. 电厂锅炉设备及运[M]. 机械工业出版社；2021.

[3] 郑体宽. 热力发电厂[M]. 中国电力出版社；2008.

作者简介：

1.崔鹏，男，1973年4月，单位：中国石油吉林石化公司化肥厂，工程师，研究方向：动力装置运行研究。

2.路翔，男，1994年1月，单位：中国石油吉林石化公司化肥厂，工程师，研究方向：动力装置运行研究。

3.董洪海，男，1973年7月，单位：中国石油吉林石化公司化肥厂，高级技师，研究方向：动力装置运行研究。