火电厂锅炉大气污染防控技术研究

贺辽辽，魏辉，崔永，何俊富

（陕西北元集团锦源化工有限公司，陕西 神木 719319）

0 引言

近年来，环境保护问题越来越受到社会和国家的重视。党中央和国务院曾明确指出过要求，“经济的发展决不能以牺牲环境为代价”，无论是在国际的会议上还是国内的会议上都大力提倡节能减排，绿色健康环保的发展经济。尤其是随着社会的发展，信息也呈现出大爆炸传播状态，人们获取信息的方式更加快捷和多样化，人们的健康意识也随之越来越强，打造和谐、舒适、幸福的生存环境是大势所趋。火电厂作为高危险、高排放、高耗能的企业，在保证电力供应的基础上实现保护环境也迫在眉睫。我国火电厂发电的主要方式是依靠燃烧煤炭产生的热能转化为电能。在这一过程中，由于煤炭燃烧的不充分等其它原因，会排放出大量的碳氧化物、硫氧化物、氮氧化物、粉尘颗粒等严重污染大气环境的物质，使得空气质量越来越差，不利于人们的健康生存。所以对火电厂锅炉大气污染防控技术的研究具有十分深远的意义。

1 火电厂锅炉大气污染物分析

火电厂的锅炉主要作用是燃烧煤炭使其产生热能，在这一过程中的污染物主要由于煤炭燃烧不充分生成的化合物和粉尘颗粒，所以本文在对污染物分析时分两方面进行。

1.1 化合物

因我国资源的匮乏，使得火电厂在发电作业中使用火力发电的方式最多。通过对煤炭的组成元素分析可得出，碳元素、氮元素、硫元素以及各种重金属元素共同组成了煤炭。我国的煤炭资源较为丰富，开采成本也比较低廉，燃点又不高，所以对其燃烧产生热能是最经济的一种方式，但由于煤炭的不充分燃烧会产生大量的碳氧化物、氮氧化物、硫氧化物等化合物，这不仅会给设备和管道造成严重的伤害，还会造成大气环境的污染，影响空气质量，威胁人们的身体安全。比如在这一过程中产生的硫氧化物直接排放到大气中，会诱发酸雨的发生。而碳氧化物的直接排放会使全球气候变暖，引发冰川融化，对人们的生存造成很大的影响[1]。另外，各种碳、氮、硫氧化物和重金属元素极容易诱发人们呼吸系统疾病，比如肺气肿、支气管肿瘤、哮喘等。

1.2 粉尘颗粒

在火电厂生产过程中，由于煤的运输、存放等操作，会产生大量的粉尘颗粒。粉尘颗粒的多少和煤质量息息相关，高质量的煤产生的粉尘颗粒数量会少一些，劣质的煤炭产生的粉尘颗粒数量较多。很多火电厂在进行生产活动时，为了节约成本选购了劣质的煤炭进行生产，煤炭在燃烧和运输过程产生了大量的粉尘颗粒，不仅容易导致人的呼吸系统出现健康隐患，也会对大气环境造成污染，导致雾霾、烟霾现象的出现。因此火电厂要充分重视粉尘颗粒的治理工作和预防工作，在保证火电厂完成既定任务的同时确保人员的人身安全不受到侵害。

2 火电厂锅炉大气污染防治措施

2.1 促进煤炭充分燃烧的措施

首先火电厂要改变传统的经营理念，充分重视保护大气环境的重要意义，企业要树立可持续发展理念，不能因一时的利益对后世子孙的生存环境造成不可挽回的影响。火电厂在选购煤炭时，要更加注重煤炭质量的选择，从根源上减少各种碳氮硫化合物以及粉尘颗粒的排放量。其次，要对火电厂的烟囱进行改良。火电厂的烟囱一般都较高，为了更好地为煤炭燃烧保证供氧量和供氧速度。烟囱另外一个很重要的作用就是保温隔热，如果烟囱的保温效果不好会导致炉膛内温度过低而熄火。有些火电厂的烟囱是灰白色的，不利于吸收太阳能量和保温。此时可以考虑对烟囱的颜色进行调整，用黑色烟囱来加强能量吸收和温度保护作用，从而保证温度[2]。最后，火电厂要充分利用好低氮氧化物燃烧技术，对于火电厂来说，尤其是中小规模火电厂所使用的煤大多数为劣质煤，其特点是高灰低热，燃烧效率低容易遗留残渣，因此火电厂要改进燃烧技术，让其在稳燃环境下进行保证氮氧化物的低排放。比如用水平浓淡燃烧器等先进的高性能燃烧器。

2.2 优化火电厂的除尘技术

对于除尘处理可以有效地降低粉尘颗粒的排放，提升大气环境质量。相关人员可以将现有的煤炭按质量分类，并一一列举出相关的除尘技术，通过对不同质量的煤炭按照同一种除尘技术应用，对比出优势和不足，从而选择最合适、效果最好的除尘技术并应用到生产中。目前主流的煤炭除尘方式就是静电法和布袋法。静电法的优势是除尘效果较好，设备也比较小巧不会占用很多的空间，缺点是所花费的经济成本较大。它是用高压电场的吸附作用对灰尘进行处理的一种方式。布袋法是用滤布纤维来过滤粉尘颗粒，当粉尘颗粒经过滤布纤维时会产生惯性而被拦截，达到除尘的目的。通过对技术的及时改进和更新，实现用最少的资源成本实现最大效果的除尘效果，这是目前亟待改进的重点。

2.3 加强对大气的监测

通过加强对大气的监测可以实时发现生产活动中出现的问题并及时改进，对防治大气污染有着重要的意义。只有通过监测发现哪种化合物排放量超标，才能有针对性地对相关生产步骤进行改进。对不同污染物的监测应采用不同的方法。一般说来对污染物的监测方法可分为四种：第一，物理监测法，此方法的特点是操作简单，监测效率高，是目前在我国对空气监测最常采用的一种方法。其是利用监测设备对大气污染物含量进行检测。第二，化学监测法，通过对污染物进行样本采集，之后对其进行化学试验，对污染物含量进行测定。此种方法的特点是安全性和可靠性高。第三，生物监测法，其是通过微生物的特殊生存环境对大气污染物进行监测，通过微生物的生长状况来判断大气污染物的含量和种类[3]。第四，固体颗粒监测法，一般来说对颗粒性明显的大气污染物采用此种监测方法，比如重金属颗粒、粉尘颗粒等。其可以通过颗粒浓度来进行大气污染物含量和数量的判定。

2.4 对火电厂锅炉进行脱硫改造

根据脱硫原理的不一样，可以将脱硫技术分为湿润法、半湿润法和干燥法三种。提高脱硫技术和效率可以有效保证煤炭质量符合要求。湿润法是利用石灰石的洗涤作用，在专业设备中对烟气进行充分洗涤。这种方法是传承很多且使用范围最为广泛的脱硫传统工艺。随着脱硫除尘一体化技术的不断发展，很多时候在进行脱硫处理后还会通过检测装置对其进行检测处理，并对其进行除尘处理，直到排放标准完全合格后方能把烟气排放出去。这种方法对于大气环境的保护作用非常明显。半湿润法利用到的洗涤剂不止限于石灰石，其余很多成本低廉的化学物质都可以，洗涤之后的废渣可以选择抛弃也可以选择作为石膏回收。而且该方法的脱硫效果无论是对于高硫煤还是对于低硫煤都非常好，缺点是操作流程复杂，设备的清洗存在着较高的难度。干燥法是通过喷雾干燥进行脱硫操作，对于燃煤锅炉最主要的去除二氧化硫的方法就是干燥法，也是目前效果较好的一种手段。其特点是步骤简单操作方便，前期投入不高，只需购买相应的设备即可。也可以通过对锅炉进行改造，改造的原理是双碱法脱硫。经过锅炉除尘后在烟道上安装脱硫设备，当烟气进入总烟道后，对烟气中化合物浓度进行监测，监测合格后方能排入大气。干燥法的脱硫原理是用烟气的热量蒸发掉氢氧化钙溶液的水分，使得钙质脱硫剂与二氧化硫发生化学反应转化为石膏，从而达到有效去除二氧化硫的目的。在应用这种方法时要注意干燥过程中会产生较大量的烟雾，烟雾对大气污染也比较严重，所以也要对烟雾进行处理。目前脱硫除尘一体化技术可以考虑应用在此种脱硫方法内，比如喷雾干燥和静电除尘相结合的方法。

2.5 开发新型能源代替传统煤炭资源

要从根本上解决大气污染严重的问题就要开发新型能源，比如太阳能等等。目前，全球的基础能源就是石油、天然气和煤炭等，这些都是不可再生资源，用了多少就少了多少，尽管我国煤炭资源较为丰富，但总会有资源衰竭的那天，所以寻找新能源来代替传统的污染性高的煤炭等资源是大气污染防控的根本方法，大力开发风能、太阳能、核能、生物能等污染较小甚至无污染的新型能源。

3 结语

随着人们安全健康意识的提升，对环境要求也越来越高，从国家层面上来说，近年来也是加大了对环境保护的监督和管控力度。而我国的大气污染问题也得到了一定程度的解决，但是面对人口众多，高污染行业数量庞大的国情，对大气污染的防控问题还需进一步加强。火电厂作为提供电力供应的不可缺少企业，在给经济发展带来促进的同时也给环境带来了巨大的压力，因此加强对火电厂大气污染的防控已经是当务之急。对此方面的研究和探索，从而跟紧时代发展的步伐对火电厂的发展来说具有十分深远的意义，文章提出了通过促进煤炭充分燃烧的措施、优化火电厂的除尘技术、加强对大气的监测、对火电厂锅炉进行脱硫改造、开发新型能源代替传统煤炭资源等方法来解决大气污染问题。