燃煤锅炉烟气治理技术及应用

一直以来，我国的煤炭储量都很多。由于中国目前工业的快速发展，煤炭的使用量也逐年攀高。煤炭燃烧会排放出大量的有害烟尘，其中含有烟尘和二氧化硫，对环境和人体健康都有很大的破坏。近些年，燃煤烟气的排放给国家带来了很大的经济损失，严重影响着我国经济的可持续发展。所以本文针对燃煤锅炉烟气中二氧化硫和烟尘的治理技术做出了系统的分析。
燃煤锅炉烟气的主要污染物有烟尘和二氧化硫等。本文根据我国目前正在应用的除尘方法和烟气的脱硫技术做出分析，详细介绍了国内、外燃煤锅炉烟气治理技术的发展现状，并详细说明了燃煤锅炉烟气脱硫的技术。
1燃煤锅炉烟气除尘的现代技术
燃煤锅炉烟气除尘都是应用除尘装置把颗粒物去除。下面根据除尘原理的区别,介绍下列四种除尘器。
1.1机械式除尘器
机械式除尘器以重力、惯性力和离心力等作为除尘作用力，分别制成了重力除尘器、惯性除尘器和离心除尘器。近几年，由于环保的号召，新型离心除尘器渐渐面世,它们的优点很多：构造简单、占地小、价格便宜、操作简单；材料性能好,耐高温、高压和防腐蚀；动能消耗较小，工作效率很高；对材料的要求低，大颗粒粉尘也能吸入；易于回收再利用；设备便于管理。通常6μm以上的粉尘颗粒都可吸入,效率高达80%——90%。
1.2过滤式除尘器
过滤式除尘器的原理是把粉尘先收集起来，再使用过滤材料，把大颗粒粉尘过滤下来。过滤式除尘器又可分为空气除尘器、袋式除尘器和颗粒层除尘器。一般生产中采用袋式除尘器，除尘器应用纤维织物为滤料，除尘效率能高达99%。即使这是一种传统的除尘方法，但因效率高、性能好、操作容易而一直受到青睐。
1.3电式除尘器
电式除尘器的原理是用静电力把粉尘颗粒从气流中分离出来。它的特点是：能量损耗小，受到的阻力也小。电式除尘器的优点：工作容量大，每小时可处理103-104m3的气体；粉尘处理效率高，可达到99%；工作压力小，通常是300-600Pa；节约能源损耗，花费少；适用于高温和腐蚀性高的烟气。鉴于上述优点，电式除尘器通常用来收集颗粒细小的粉尘。但这种装置的投资费用较高，应用范围也较小。
1.4湿式除尘器
这里的湿式除尘器指的是让烟气和水混合，利用水的吸附性把粉尘吸下来，并收集起来。一般地，湿式除尘器能够把直径从0.1到20μm的粒子去除，所以，这种除尘器也能够达到脱硫的效果。湿式除尘器的优点有：构造简单、占地小、价格低、操作简单、工作效率高、适用于高温气体和爆炸的概率较低等。缺点是：设备和管道的污物残留不好清洗和除尘的产物无法回收等。一般，常用的湿式除尘器有文丘里除尘器和水膜除尘器，因为这两种除尘器具有工作效率高、抗腐蚀性高、耐磨性好等优点。下面分别介绍这两种除尘器：
①文丘里除尘器。
文丘里除尘器的除尘过程包括雾化、凝聚和脱水三个阶段，含尘气体进入收缩管后，由于断面逐渐减少，管内静压也随之转化为动能，使内流速增加，气流进入喉管内，由于喉管断面积不变，气流流速达到最高，气体进入扩张管，由于截面积逐渐扩大，管内静压得到恢复，气流速度也逐渐下降，引入的洗涤液在高速气流冲击下进一步雾化成更小的雾滴，而气、液、粉尘的相对速度高，使它们得以充分混合增加了尘粒与液滴的碰撞机会，由于气体达到饱和程度，从而破坏尘粒表面气模，不同的尘粒接触凝聚成较大含尘液滴，进入脱水器在重力和惯性离心力作用下从气流中分离出来，从而达到除尘目的。
②水膜除尘器。
水膜除尘器的主体部分保持不动，只在主体上部加设几层不锈钢板，包括一层不锈钢除雾板。一般，烟气从文丘里除尘器出来后进入水膜除尘器主体部分，在旋流叶片的作用下把脱硫除尘液吹成很小的液滴，尘粒与液滴充分结合后再吸收水分，质量渐渐增大。在旋流叶片的带动下，烟气加速运动，导致尘粒与烟气发生分离。
尘粒受重力作用，落入主体部分底部，达到除尘效果。喷洒在旋流叶片上的脱硫除尘液在旋流叶片的导向和烟气自身的旋转作用下，被吹散、雾化，大幅增加了脱硫除尘液与烟气的接触面积，使脱硫除尘液充分吸收烟气中的S02气体。
2燃煤锅炉烟气脱硫的现代技术
2.1常用烟气脱硫的方法分类
烟气脱硫主要指的是除去SO2气体。去除SO2从过程来讲有四种方法：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫和煤转化中脱硫。燃烧前脱硫技术一般是指采取物理、化学或微生物的方法把煤中含有的多余硫成分去除的脱硫技术。燃烧中脱硫一般是指当煤燃烧时放入适量的脱硫剂，边燃烧、边脱硫。燃烧后脱硫一般指的是针对燃烧排放的烟气脱硫。目前，燃烧后脱硫的办法应用的最广，规模最大，也是最有效的减少SO2排放量的办法。
烟气脱硫的方法还有很多分类方式。例如按脱硫剂和脱硫产物的干湿状态分为湿法、干法和半干半湿法；按脱硫产物的回收状况分为回收法和丢弃法；按脱硫剂的应用不同又分为可再生法和不可再生法。
①干法脱硫技术。
这种方法一般采用可循环再生的吸附材料，来除掉烟气中的S02，用水清洗后可以重复使用。吸附装置脱硫的效率很高，并且烟气的温度很低，不会造成二次污染。一般吸附颗粒的大小有严格要求，避免因颗粒过大造成的吸附口堵塞和中毒。这种方法的弊端是吸附剂反复利用，清洗过程较麻烦，花费较大。
所以，近些年有的企业引进了等离子体烟气脱硫设备等新技术装置，这种装置可以通过电子束对水的电离把水分子电离成较活跃的OH、O、HO等自由因子，自由因子可以和SO2发生化学反应，生成H2SO4，最后和NH4反应生成硫酸氨。这种装置污染小，残留少，废水和废渣也少，产生的含氨物质可以当作肥料使用。然而，这种方法也有弊端。发射电子束的大功率电子枪，对人体的辐射比较大，保护措施要求严格。
②湿法脱硫技术。
这是一种较传统、技术较成熟的有效脱硫方法，应用的范围最广，规模最大，近些年有着脱硫的重要作用。现在全球范围内85%的脱硫装置都是湿法脱硫装置。一般不同的吸收剂决定着不同的湿法脱硫方法，有下列方法：石灰石法、石灰―石膏法、双碱法、镁法、氨法、氢氧化钠法、海水法和亚硫酸钠循环吸收法等，此外膜法和微生物法还处在研究阶段，未正式投入使用。
③半干半湿法脱硫技术。
半干半湿法烟气脱硫净化技术特点是采用石灰作为脱硫剂，循环利用脱硫灰中的碱性物质。由锅炉出来的烟气进入烟道，与蒸汽输送的脱硫剂、脱硫灰混合，并进入脱硫反应塔。在烟道和脱硫塔内分别设有水雾喷嘴，烟气在塔内与水雾、脱硫剂、脱硫灰接触，实现气、液、固三相的充分混合，达到烟气脱硫目的。
2.2新型材料的燃煤锅炉烟气治理方法
近几年，新型材料逐渐被应用于燃煤锅炉烟气的治理过程中。这里简单介绍一种玻璃纤维的技术。该材料具有较好的耐酸性，耐湿性，尺寸稳定，伸长率小，通过特殊工艺处理的玻纤滤料，光滑不易容尘。新型滤料的研制能有效缓解国内燃炉对国外高温滤料的依赖，促进国内高温滤料发展。
3结语 由于我国现有许多小型电厂，如果想要引进外部的烟气处理设备，在技术上和资金上都有较大难度。所以，我们应该研制新型、高效率的烟气脱硫除尘设备，使这项技术国有化，摆脱对外国技术和设备的依赖。这样才能降低烟气除尘脱硫设备的成本，增加企业的利润，更好地加快我国烟气治理技术的发展脚步。更多环保技术，请关注
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