除尘脱硫综合治理技术在火电厂锅炉烟气处理中的应用

国电汉川发电有限公司 李 野

引言

在人类社会活动和自然过程中，随着某些化学物质排入了环境，大气环境中有害物质的含量就达到了相当的含量，严重危害着人类的身体健康，而严重大气环境污染物则大多是由人或天然来源物质排入环境，并参加了自然大气循环系统流程中所形成的。它可以滞留一段时间之后，再在大气环境中形成化学反应、生态活动和物理沉淀等，以实现在城市大气环境中逐步消除的目的。所以，在当前的城市大气环境管理活动中，加强城市大气污染处理等相关环境管理工作，有着十分关键的功能与意义。

保护环境是每位公民应尽的职责，随着我国科技的进步、环境保护法律法规的不断完善，人们越来越重视解决GDP 增长以及化工业发展带来的环境问题。火电厂作为国内主要发电厂在保护环境方面具有义不容辞的责任。接下来，谈谈对火电厂锅炉烟气处理问题的几点思考[2]。

1 我国烟气污染控制不足之处

一直以来，国内烟气污染控制仍然采用传统的、外国烟气污染控制技术，导致烟气污染控制产业发展存在空心化、同质化问题，核心竞争力不足，且传统的脱硫工程设施运行不畅等问题，再加上国内人口、环境、资源、能源结构等与发达国家差距较大等问题，导致我国传统经济增长模式、污染处理手段等无法满足当前经济社会快速发展的需求[3]。

另一方面，由于国民环保意识越来越强，对除尘脱硫技术的需求也与日俱增，现阶段大批量除尘脱硫技术设备都已投入使用，且取得了一定成效。但因为国内除尘脱硫技术相比发达国家差距较大，一些除尘系统、脱硫系统在运行中仍存在诸多问题，除尘脱硫一体化系统的实践成效与理论效果仍存在较大差距，严重影响除尘脱硫技术优势的发挥。其次，因为煤质的不同，烟气中粉尘成分性质存在一定差别，使得除尘速度慢、效率差，甚至会导致设备堵塞、腐蚀[4]。

因此，要实现低碳绿色环保，必须把控高碳产业发展速度，建立低碳绿色产业发展新系统，构建低碳产业发展新体系统，形成产业团体，迅速形成大规模效应和积累效应。这既是变革发展方式的重要构成部分，也是促进经济快速增长、提高城市环境管理工作效率的主要引擎。

2 除尘脱硫综合治理技术在火电厂锅炉烟气处理中的应用

2.1 解决粉尘问题

根据我国现有的火电发电厂可以看出，最主要的运行设备是锅炉，依据机械的容纳量、燃烧方式的不同可细分为三大类型，即循环流化床锅炉、煤粉锅炉、燃煤锅炉。这些设备在日常运作时都会产生大量的粉尘烟尘，进而会在一定程度上降低环境指数，为降低环境污染，多会采用袋式除尘器。目前FDYL 型除尘器风量保持在180万m3左右，这能够满足50～10000火电厂的基本除尘标准。改造火力发电厂能够带来许多便利，有效解决小型火电厂的烟尘粉尘问题。

大环境下，一些大型设备多会使用静电除尘器，已达到削减粉尘排放、保护环境的目的。国家发布实行的《大气污染物排放标准，火电厂》(GB13223-2011)以及《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001），最初除尘器标准，由于一氧化碳等诸如此类的易燃易爆物质在进行燃烧过程中空气浓度不断增加，迫使小型、中性锅炉必须关闭对角线格栅和文丘里除尘器。尽管有如此多要求，这些设备结构仍然比较简易，但多数情况下排放量无法满足国家排放标准要求，无法满足国家需求，且会产生较多污泥。

2.2 烟气脱硫处理

火电厂在进行发电运作过程中会产生大量的硫废气，很容易造成酸雨现象。因此目前火力发电厂想要保护环境最重要的环节就是处理好烟气脱硫工作。由于硫废气会对森林、建筑物等基础设施造成非常严重的损害，所以做好烟气脱硫处理工作至关重要。

2.2.1 二氧化硫废气相关概述

在各个产业的发展中会形成多种污染，并由此产生污染现象，提高了二氧化碳气体的比重，从而增加了城市温度，也提高了空气污染的严峻程度。我国工业发展快，每年都会消耗大量的煤炭资源，而这些煤炭多用于燃煤发电行业中，煤炭中蕴含大量的硫物质，尤其是在煤炭燃烧过程中，二氧化硫排放因为化学反应释放，大量的废气排放释放二氧化硫，进而对大气层造成污染。目前，要不断完善火电发电行业有关于废气排放的相关规章制度，做好废气排放控制管理，且做好治理污染工作，进而有效减少二氧化硫总排放。

其次，随着人们环保意识的不断增强，国内近年来也对二氧化硫的排放、管理制定了诸多行之有效的法规、对策。如，要求火电厂在运行期间所排放的二氧化硫必须符合要求，具体来说，通用锅炉二氧化硫排放每Nm3要少于900mg，火电机组二氧化硫排放每Nm3应少于100mg，对于那些不按要求建设二氧化硫治理工程的企业必须禁止开展相关生产作业，对于那些已建起火电厂的相关企业，需不断改进脱硫设备以及相关设施。

在煤炭资源的使用过程中，会形成巨大的污染性气体并聚集到空气中，从而形成危险化学物质，极大地危及人们的健康。也因此，在焚烧煤炭资源的过程中，会排放出巨大的超临界二氧化碳气体。若不经处置直接进入环境，将提高大气环境质量中超临界二氧化碳的比重，从而减少了生态环保质量，对自然环境构成严重破坏。在此期间，若火电厂企业在运转过程中释放的硫化物严重超出国家规定的要求，必须予以严惩。

从目前来看，国内主要有两种燃煤技术，即无机硫与有机硫。电厂锅炉运行期间，产生的大量灰尘、烟尘经过冲刷溶解后产生的大量无机盐，以及在高温高压作用下产生的二氧化硫、二氧化碳等化学物质，在烟气中产生氮氧化物。如，20t/h 锅炉燃烧煤SY1.56%与烟气SO22500mg/Nm³。国内所产煤中硫含量多超过1%，对脱硫处理存在较大的影响。

2.2.2 脱硫技术

目前市场上关于锅炉尾气脱硫手段非常多，且不同的手段有不同的优势和劣势[6]。下面介绍集中比较典型的脱硫技术。

比例湿法。这也是目前运用最普遍、最广泛的脱硫方法，利用混合化学物质与二氧化硫废气的质量交换以及相变来削减废气中二氧化硫的含量。但是，这种比例湿法在运用过程中需要大量面积、能耗也较高，并非最佳脱硫技术。

全新氨脱硫法。这种技术比较先进，能有效解决锅炉废气问题。气体脱硫能最大限度的吸收灰尘、NOX、HF、HCL 等许多有害物质，进行反应后形成农作物的肥料，且这种技术运用成本低，每吨不超过300元，是一种性价比较高的处理方法。

循环吸收脱硫法。这种方法使用时通过特殊吸收液有效吸走二氧化硫中的废气，纯度高，对剩余二氧化硫的处理运用半干脱硫法。包括脱硫塔、喷水系统以及排气回流等处理手段。吸收塔顶部将废气吸收，废气与吸收塔内的氧化钙产生化学反应，再从吸收塔的底部进入收集器内，再通过高温加热蒸汽文氏管使废气得以净化，脱硫效率超过90%，成效显著。

2.3 除尘脱硫半干法程序

当前，在运用半干或半湿的方法处理发电厂锅炉尾气时，烟尘顺着吸收塔的最前端进入反应容器内部，与氧化钙接触进行质量交换发生相变，使二氧化硫与氧化钙充分反应，反应结束后产生硫酸钙、亚硫酸钙，最终与烟尘一起集中排放到袋式除尘器当中，通过可回收箱重新进入吸收塔中被循环再利用。

利用这种方式最大限度地产生极好的效果，充分减少烟尘粉尘的大气排放量。随着时间的推移，吸收塔内的氧化钙由于塔不断地运作，浓度越来越高。程序系统内部对于二氧化硫的吸收效率也会随之不断增加。这是由于脱硫装置程序也可以同一时间放在框架内，所以平均效率都可以超过90%，能在很大程度上降低成本。

如果锅炉中的生产功率保持在45～115%之间时，那么设备程序可以在正常环境下普遍运行，程序主要的运作材料是氧化钙浆料，将经过吸收塔处理过的二氧化硫加入其中，使得二者充分发生质变，从而达到废气脱硫的效果。该程序利用排放出的废气推动氧化钙灰渣进行输送，简单、方便，经过运行处理以后，最终产生了粉煤灰与二氧化碳。再者，其中的亚硫酸钙能够充当道路建设材料加以利用，或再次进行工业制造产生能用的材料[7]。

2.4 超高温“零排放”除尘过滤器

我国多数火电厂在节能环保与资源综合利用方面的投入比重与海外先进地区差距甚远，技术创新任务重。所以必须做好环境与资源的综合利用。现阶段很多专家学者、行业精英都对袋式除尘器作业过程进行了深入研究，袋式除尘器存在较大缺点，即寿命较短，且在处理二氧化硫时运行温度偏低、整体处理效果欠佳，在设计除尘器过程中，对于企业健康可持续发展的需求无法有效满足。

其次，国家应制定相关的零排放指标来充分实现零污染。除此之外，在除尘器的设计过程当中，要注重将运行温度指标设置在600℃以下，确保设备设施能够健康、顺利使用。这样会使得火电厂企业制定的方案更加符合规定、效率大幅度提高。还能充分提高整个设备程序系统的工作效率与水平，并能有效简化传统繁琐的操作流程。

另外，能大大提高二氧化硫过滤质量与水平，有效提升二氧化硫过滤效率，最终使得二氧化硫废气处理效率更高、速度更快、成效更显著，更好的降低了废气以及二氧化硫等化学物质对机械设备的腐蚀力度、减少对设备的损害、尽可能保护粉尘胶体的完整性，进而延长设施设备寿命。

另一方面，规范除尘设备操作流程，防止出现操作偏差、错误，进而对机器设备产生不必要的损害，严重影响机器设备使用寿命，减少机器设备运行维修成本，并对这些设备处理运行过程进行一定的优化，进而降低生产运行成本，提高运行效率与水平。值得一提的是，还能有效扩大使用范围，将这些实践用于垃圾焚烧处理中去，对焚烧废气的处理存在较大的参考价值[8]。且后续还能用于重金属、贵金属回收处理，冶炼烟气处理以及烟气处理等诸多作业中去，为我国的环境污染治理做出巨大贡献。

3 结语

二十一世纪中国经济社会发展得很快，但在城市经济社会发展的过程中，因为人们对环保管理等相关的工作缺乏关注，使得城市生态环境的安全和稳定性都遭到了损害，空气污染的有关问题也就发生了。同时，随着我国经济社会的快速发展，环境污染问题是当前必须高度重视的一项问题，锅炉除尘脱硫技术响应环保号召，是改善我国环境污染、提高大气质量的重要手段。

尽管当前国内锅炉除尘脱硫技术仍存在诸多不足之处，但烟气脱硫处理、半干法除尘脱硫系统、超高温“零排放”除尘过滤器等的应用，对于我国火电厂锅炉烟气处理存在极大的应用意义和价值，对未来我国各种大气污染的质量都会产生较大的影响。当前，我国仍要立足于现有问题，不断改进，为改善环境而不断努力。