燃煤鍋爐在燃燒過程中會(huì)向大氣中排放硫化物、氮化物以及大量粉塵。其中，硫化物主要為SO2。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前約有30萬臺(tái)中小型燃煤工業(yè)鍋爐,耗煤量占全國(guó)原煤產(chǎn)量的1/3。而這些鍋爐中,大部分沒有安裝脫硫設(shè)備,致使許多地區(qū)酸雨頻頻發(fā)生,嚴(yán)重危害了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人體健康。因此,煙氣脫硫是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要工作。目前,國(guó)內(nèi)外成熟的脫除工藝有十幾種,但都需要較高的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用。在我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)狀況下,這對(duì)于絕大多數(shù)企業(yè)來說都是難以承受的。由于工程基建費(fèi)用是很難縮減的,而運(yùn)行費(fèi)用可以通過改良工藝和優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)等得到降低。
氮化物則為NOx，這是一種危害大、難處理的大氣污染物，當(dāng)其與粉塵被排放在空氣中時(shí)，不僅刺激人的呼吸系統(tǒng)，損害動(dòng)植被，破壞臭氧層，而且是引起溫室效應(yīng)、酸雨和光化學(xué)反應(yīng)的主要物質(zhì)之一。因此燃煤鍋爐排放處理刻不容緩。
下面為大家簡(jiǎn)單介紹一下最新的鍋爐除塵技術(shù)以及脫硫、脫硝技術(shù)。
一、鍋爐除塵技術(shù)
在鍋爐除塵器改造過程中，除塵是最后一步。在經(jīng)過了脫硫、脫硝之后，去粉塵變得簡(jiǎn)單起來，但也不能掉以輕心，因?yàn)榈谝徊?、第二部的脫硝脫硫過程中，效率不是百分之百，有可能會(huì)有遺留下的污染物。如何既去除遺留下的污染物，又能去除本身存在的粉塵？這就需要在脫硫脫硝裝置之后添加除塵器，目前鍋爐除塵器主要有以下幾種：
1、鍋爐除塵器
◆ 機(jī)械式除塵器。機(jī)械式除塵器是利用質(zhì)量力(如重力、慣性力和離心力)的作用使塵粒與氣流分離的裝置。如重力除塵器、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等。機(jī)械式除塵器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，維護(hù)方便，但除塵效率較低。
重力除塵器和慣性力除塵器的除塵效率都較低，且滿足不了現(xiàn)在的環(huán)保要求，所以目前逐漸被淘汰。旋風(fēng)式除塵器的除塵效率雖然相對(duì)前兩個(gè)較高，但因煙氣阻力較大且難于分離粒徑小于5tim的塵粒，所以，煤粉爐不宜采用，而鏈條爐采用較多。
◆ 布袋除塵器。布袋除塵器是使含塵氣流通過濾料將粉塵分離捕集的裝置。具有除塵效率高(在低含塵濃度下也有很高的除塵效率)，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，但阻力大，能耗高，不適宜處理含濕氣體和黏性粉塵。
由于過濾式除塵器投資較大，阻力很大，運(yùn)行費(fèi)用較高，目前在鍋爐上采用較少。
◆ 濕式除塵器。濕式除塵器是利用含塵氣流與水或其它液體接觸來捕集塵粒的。如文丘里除塵器、旋風(fēng)水膜除塵器等。洗滌式除塵器的效率較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，還兼有吸收有害氣體的功能，但會(huì)產(chǎn)生污水和污泥，需進(jìn)行處理。
這種濕式除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、金屬消耗和占地少，所以除塵效率可達(dá)90%以上，因而中、小型鍋爐采用較多。濕式除塵器的缺點(diǎn)是耗水量大，含酸廢水需經(jīng)處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，煙氣帶水引起煙道和引風(fēng)機(jī)葉輪積灰，造成腐蝕和引風(fēng)機(jī)葉輪質(zhì)量不平衡而振動(dòng)。
◆ 電除塵器。電除塵器是利用強(qiáng)電場(chǎng)電暈放電使氣體電離，塵粒荷電，并在庫侖力作用下使塵粒從氣流中分離出來的裝置。電除塵器的特點(diǎn)是除塵效率高，可處理高溫氣體，阻力小，運(yùn)行費(fèi)用低，但鋼耗大，造價(jià)高，技術(shù)要求高。
由于電除塵器煙氣處理量大，且阻力小，對(duì)煙塵濃度的適應(yīng)性好，能收集各種不同粒徑的塵粒，除塵效率高達(dá)95%以上，運(yùn)行費(fèi)用較低和環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)提高，能達(dá)到提高后的新環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。所以，盡管初投資高，占地較多，對(duì)制造、安裝、維護(hù)質(zhì)量要求較高，大、中型煤粉爐大多采用電除塵器。
2、鍋爐除塵器選型原則
通常評(píng)價(jià)除塵系統(tǒng)性能優(yōu)劣的主要目標(biāo)有除塵效率、通風(fēng)阻力、處理風(fēng)量、漏風(fēng)率、耗鋼量、工程一次性投資、運(yùn)行費(fèi)用、占地及使用壽命等。
對(duì)于鍋爐除塵方案，需要根據(jù)煙塵特性（物理特性和化學(xué)特性）、煙塵濃度、排放要求等因素綜合考慮并通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較進(jìn)行確定。
對(duì)于電廠燃煤鍋爐尤其是循環(huán)流化床鍋爐，由于爐內(nèi)添加石灰石粉造成除塵器入口含塵濃度增加同時(shí)造成煙塵比電阻的升高，使用電除塵器很難滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保排放要求，除塵方案應(yīng)優(yōu)先考慮布袋除塵器或電袋除塵器。
當(dāng)煤粉爐尾部采用干法/半干法脫硫時(shí)，由于煙氣中煙塵含量很高（1000g/m3），應(yīng)優(yōu)先考慮電袋除塵器或其他預(yù)除塵器與布袋除塵器結(jié)合使用。
3、奧維環(huán)保鍋爐除塵技術(shù)方案
我們維奧實(shí)業(yè)的技術(shù)人員介紹說，既能在第三步除塵時(shí)對(duì)前兩步脫硫、脫硝進(jìn)行二次過濾，又能達(dá)到除塵效果的改造方案即是在脫硫設(shè)備后添加水浴除塵器。
雖然水浴除塵器與其他類型的除塵設(shè)備相比，除塵效率不是很高，但是它既能滿足二次脫硫，又能滿足環(huán)保除塵標(biāo)準(zhǔn)，無疑是當(dāng)下比較理想的一種改造形式。而被廣大企業(yè)所接受的最重要的原因則是，造價(jià)較低，符合企業(yè)的資金預(yù)算。
二、鍋爐脫硫技術(shù)
1、除塵脫硫設(shè)計(jì)原則：
鍋爐除塵的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要參考《大氣污染物排放限值》，工藝運(yùn)行設(shè)計(jì)達(dá)到國(guó)家GB13271--91鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。 其中，除塵脫硫設(shè)計(jì)原則為：
(1)脫硫率>80%。除塵效率>97%;
(2)技術(shù)較為成熟,運(yùn)行費(fèi)用低;
(3)投資省;
(4)能利用現(xiàn)有設(shè)施;
(5)建造工期短,方便;
(6)系統(tǒng)簡(jiǎn)便,易于操作管理;
(7)主體設(shè)備的使用壽命>8ａ;
(8)煙氣脫硫以氧化鎂為主要吸收劑,并充分利用鍋爐排渣水的脫硫容量,達(dá)到以廢治廢,降低運(yùn)行成本的目的。
能用于煙氣脫硫和除塵的設(shè)備很多，但要滿足運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠、不影響生產(chǎn)同時(shí)去除且壓力降較小等要求，以袋式除塵器和旋流板為宜。
2、脫硫原理
鍋爐脫硫除塵器的工作原理是氨法脫硫，是控制二氧化硫排放的技術(shù)，除塵器不僅能脫除煙氣中的二氧化硫，并能生產(chǎn)出高附加值的硫酸氨化肥產(chǎn)品。
以某化肥廠為例，該化肥廠鍋爐除塵設(shè)備利用一定濃度(此處以28%為例)的氨水作為脫硫劑，生成的硫酸氨漿液，輸送到化肥廠處理系統(tǒng)。氨法脫硫中使用的氨水需要量，由預(yù)設(shè)PH控制閥來自動(dòng)調(diào)節(jié)，并由流量計(jì)進(jìn)行測(cè)定。硫酸氨結(jié)晶體在脫硫除塵器中被飽和的硫酸氨漿液結(jié)晶出來，生成35%重量比左右的懸浮粒子。這些漿液被子泵送到處理場(chǎng)，經(jīng)過初級(jí)和二級(jí)脫水，然后，再送到化肥廠進(jìn)行進(jìn)一步脫水、干燥、冷凝和存儲(chǔ)。
二、鍋爐脫硝技術(shù)
目前國(guó)內(nèi)外采用SCR脫硝技術(shù)裝備對(duì)工業(yè)鍋爐進(jìn)行尾氣處理，一直沒有成熟的范例。
1、SCR脫硝原理
SCR脫硝裝置是利用催化劑對(duì)煙氣進(jìn)行催化還原反應(yīng)，將煙氣中的有害氣體氮氧化物NOx還原成無毒的氮?dú)?/span>N2，催化還原反應(yīng)發(fā)生的條件是催化劑要在合適的煙氣溫度環(huán)境，催化劑要求的環(huán)境溫度在330—400℃范圍內(nèi)。
我國(guó)面廣量大的工業(yè)鍋爐，受使用條件、大氣環(huán)境溫度等因素的影響，每天的不同時(shí)間段都要改變鍋爐的負(fù)荷，排煙溫度隨鍋爐負(fù)荷經(jīng)常變化。SCR脫硝裝置的催化劑在過低溫度下會(huì)發(fā)生中毒而降低效用，甚至導(dǎo)致催化劑作廢，造成重大經(jīng)濟(jì)損失；在過高溫度下，催化劑也會(huì)失去效用。
鍋爐專家經(jīng)過重新計(jì)算和研究，通過增加鍋爐煙氣調(diào)節(jié)裝置來獲得較穩(wěn)定的排煙溫度，滿足脫硝催化劑發(fā)揮催化作用的溫度區(qū)段。此項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，既保證了SCR裝置處于能夠連續(xù)投運(yùn)的狀態(tài)，又保證了鍋爐的設(shè)計(jì)能力和熱效率，同時(shí)排煙溫度確保鍋爐和脫硝設(shè)備不會(huì)發(fā)生低溫腐蝕。
第三步是對(duì)選擇性催化還原法脫硝工藝中的還原劑的選擇。SCR脫硝裝置是利用氨氣NH3在有催化劑的情況下對(duì)煙氣進(jìn)行催化還原反應(yīng)，將煙氣中的有害氣體氮氧化物還原成無毒的氮?dú)夂退?，還原劑氨氣NH3的制備有液氨氣化和尿素?zé)峤鈨煞N做法，該項(xiàng)目選用了尿素?zé)峤庵瓢奔夹g(shù)。
2、目前國(guó)內(nèi)脫硝技術(shù)現(xiàn)狀
但是以國(guó)內(nèi)目前的技術(shù)，上述鍋爐脫硝技術(shù)還不算太成熟，目前的技術(shù)只能在鍋爐內(nèi)部改造進(jìn)行脫硝。主要是由于脫硝的過程中因加了催化劑而需高溫條件來反應(yīng)，再加上本體改造的造價(jià)比較低，迎合了市場(chǎng)上大部分的客戶。
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