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[摘 要]燃煤烟气污染中含硫物质最为严重，而锅炉系统作为当前耗煤量最大的工业生产用具，对锅炉烟气进行脱硫处理显得尤为重要。本文概述了我国锅炉烟气的污染物成分和污染形式，重点阐述了锅炉烟气中含硫物质的处理方法，并以半干法脱硫技术为分析对象，着重分析了该方法的应用现状和技术优势。
[关键词]锅炉煤气 含硫污染物 半干法脱硫 应用分析
中图分类号：V961 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）22-0306-01
主要内容：
当前全世界范围内石油、煤炭、天然气已经成为主要的基础能源物质，在我国的能源结构中，煤炭始终占据最重要的地位，这一方面是因为我国煤炭资源储量丰富，更为深层次的原因则在于我国能源结构不均衡。煤炭广泛地应用于生产生活的各个方面，火力发电、运输燃料、供暖、化工等，在这一系列的燃煤使用过程中，产生了大量的粉尘和毒害性气体，尤其是二氧化碳和含硫物质的过度排放，造成了严重的温室效应、雾霾天气和酸雨气候。二氧化硫是煤炭烟气中最为常见的含硫物质，国家对于二氧化硫的排放控制投入了巨大的力量，对火电厂和工业锅炉的二氧化硫的排放制订了严格的标准，并制订了相关了法律法规予以约束管制，但是要想从根本上解决二氧化硫的污染排放，就必须加快烟气脱硫方法的研究和应用，只有从源头上降低二氧化硫的产生，才能根本性的解决燃煤烟气污染问题。
一、燃煤毒害气体的污染性分析
燃煤烟气中最为常见的就是二氧化碳和二氧化硫，我国年均燃煤消耗量一直处于世界前列，年均二氧化碳和二氧化硫的排放总量达数千万吨。从健康角度来看，空气中的二氧化硫浓度超过20ppm时，就会导致呼吸咳嗽、流泪的不适症状，一旦空气中二氧化硫浓度超过100ppm时，会造成严重的呼吸困难甚至是窒息死亡，常年的二氧化硫超标是导致呼吸道疾病发病率剧增的重要原因；从环境污染角度来看，二氧化硫是造成硫酸酸雾和酸雨的罪魁祸首，酸雨对于农业生产、水质、工业生产、建筑、材料和人体健康都会造成极大的危害，每年因为酸雨导致的经济损失达到数千亿之巨。由此可以看出，燃煤毒害气体控制已是迫在眉睫，亟需进行燃煤烟气脱硫技术的研究和应用发展。
二、半干法脱硫技术分析
根据燃煤烟气脱硫方式和脱硫反应中是否用到水，可以将烟气脱硫分为三种方法：即干法脱硫、湿法脱硫和半干法脱硫。湿法脱硫是指以水作为脱硫剂，脱硫末端产物溶于水溶剂之中；水溶液或浆液为脱硫剂，终端脱硫产物为干粉态状的脱硫工艺称为半干法烟气脱硫；脱硫剂为干态；终端脱硫产物仍为干态的脱硫工艺称作干法烟气脱硫。
半干法脱硫技术按照脱硫剂的形态差异可以分为喷粉类和喷浆类两种形式，从技术特点上来看，半干法脱硫技术兼具湿法脱硫反应快、运行成本低、脱硫效率高和脱硫产物易于处理的优点，以及干法脱硫污染排放少的特点。目前来说，喷雾干燥法烟气脱硫是半干法烟气脱硫中常用的工艺技术，广泛地应用于工业锅炉、电站锅炉和焚烧炉的烟气脱硫，喷雾干燥反应能够采用制浆工艺提高脱硫剂活性，并且利用循环模式提高脱硫剂利用率，通过增强脱硫反应堆内的传热效率提高脱硫反应速率，采用Ca（OH）2溶液吸收二氧化硫形成CaSO4和CaSO3，还可以有效的降低烟气温度。
三、锅炉烟气中半干法脱硫技术应用分析
采用微电脑烟尘平行采集仪在线采集监测锅炉脱硫塔出口烟气中的SO2和CO2浓度，通常来说，该采集仪的烟气浓度监测精度可以保证在±2.5%以内，选用供暖锅炉作为烟气收集对象，锅炉采用煤粉作为燃料，SO2浓度保持在470-506mg/m3，脱硫塔出口烟气温度范围140℃-150℃。脱硫塔内部常常人为的分为烟气区和烟气浆液混合区，热电偶传感器很难精确测量烟气区的温度值，这是因为热电偶传感器的气相温度和液相温度区分度较差，通常会采用抽气测温探头进行温度测量，可以很好的避免浆液对于烟气温度测量的偏差影响。
SO2的吸收和干燥处理主要是在喷雾干燥脱硫塔内完成，作为半干脱硫法的主要技术设备，根据烟气和浆滴在塔内接触时的相对方向和位置，可以顺流和逆流两种类型，此时，SO2呈现烟气和浆液雾滴两种形态，浆液雾滴形态的SO2会在高温烟气的作用下逐渐呗蒸发掉，并且这种蒸发过程能够很好的吸收烟气的热量，降低烟气的整体温度，使得脱硫塔内的湿度进一步加大；高温烟气中的SO2则会扩散到浆液雾滴SO2的表面，并且被浆液雾滴SO2进一步吸收，并于浆液雾滴SO2中的碱性物质（Ca（OH）2）充分反应生成CaSO4和CaSO3等非溶性物质，一旦浆液雾滴物质脱离脱硫塔，就会在干燥剂的作用下成为干粉状物质，并且进入到下一阶段的粉尘处理系统之中。而粉尘处理系统则主要有鼓风机、吸尘器、上料机和粉尘存储仓库等组成，脱硫塔出口粉尘中，较轻者进入到粉尘处理系统，大颗粒物质则会沉降到脱硫塔内进行循环脱硫处理。
从实际试验的结果来看，脱硫塔的高度会直接影响脱硫塔的内部温度分布和SO2浓度分布，脱硫塔高度越高，则脱硫塔内SO2的浓度和温度降幅越大，脱硫处理效果更加明显。在浆液雾化区，由于雾化浆液的存在使得蒸发强度增大，液态水的存在有利于离子反应迅速进行，在脱硫塔的底部区域，锅炉烟气温度和SO2浓度的降幅十分明显，而在脱硫塔中部区域，烟气温度和SO2浓度的降幅主要是受到塔身散热的影响，是典型的干法脱硫技术的工艺流程，脱硫效率远比底部低的多，脱硫添加剂的影响则体现在NaOH和Ca（OH）2两种物质的对比上，实验结果表明，添加剂的浓度与脱硫效果呈现正比关系，但是当添加剂增加到一定数值之后，脱硫效果增幅速率较慢。NaOH、NaCl具有吸湿性，能够使石灰雾滴表面水蒸气分压力降低，减小了雾滴蒸发推动力，延长了雾滴表面液相停留时间，为脱硫反应的离子反应提供了湿润环境，延长了霧滴蒸发时间，增大了烟气与湿润雾滴的接触空间。
总结
煤炭作为我国主要的工业、民生能源物质，其应用范围之广、依赖程度之大是其他能源物资所不能比拟的。在当前的燃煤使用中，锅炉燃煤是主要的消耗形式，而燃煤煤气中的毒害物质的处理成为限制燃煤使用的关键。本文着重分析了燃煤烟气中的含硫物质的处理方法，简述了半干法脱硫技术的分析原理和工业流程，为进一步提高燃煤烟气的清洁效果提供了新的思路。
参考文献
[1] 张杨帆，李定龙，我国烟气脱硫技术的发展现状与趋势[J]，环境科学与管理，2006（7）.
[2] 陈秋，宋国升，闫维明，半干法脱硫技术的应用与分析[J]，电力建设，2007（12）.
[3] 马其良，徐开义，燃煤锅炉烟气脱硫技术的研究分析[J]，能源研究与信息，2000（3）.
[关键词]锅炉煤气 含硫污染物 半干法脱硫 应用分析
中图分类号：V961 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）22-0306-01
主要内容：
当前全世界范围内石油、煤炭、天然气已经成为主要的基础能源物质，在我国的能源结构中，煤炭始终占据最重要的地位，这一方面是因为我国煤炭资源储量丰富，更为深层次的原因则在于我国能源结构不均衡。煤炭广泛地应用于生产生活的各个方面，火力发电、运输燃料、供暖、化工等，在这一系列的燃煤使用过程中，产生了大量的粉尘和毒害性气体，尤其是二氧化碳和含硫物质的过度排放，造成了严重的温室效应、雾霾天气和酸雨气候。二氧化硫是煤炭烟气中最为常见的含硫物质，国家对于二氧化硫的排放控制投入了巨大的力量，对火电厂和工业锅炉的二氧化硫的排放制订了严格的标准，并制订了相关了法律法规予以约束管制，但是要想从根本上解决二氧化硫的污染排放，就必须加快烟气脱硫方法的研究和应用，只有从源头上降低二氧化硫的产生，才能根本性的解决燃煤烟气污染问题。
一、燃煤毒害气体的污染性分析
燃煤烟气中最为常见的就是二氧化碳和二氧化硫，我国年均燃煤消耗量一直处于世界前列，年均二氧化碳和二氧化硫的排放总量达数千万吨。从健康角度来看，空气中的二氧化硫浓度超过20ppm时，就会导致呼吸咳嗽、流泪的不适症状，一旦空气中二氧化硫浓度超过100ppm时，会造成严重的呼吸困难甚至是窒息死亡，常年的二氧化硫超标是导致呼吸道疾病发病率剧增的重要原因；从环境污染角度来看，二氧化硫是造成硫酸酸雾和酸雨的罪魁祸首，酸雨对于农业生产、水质、工业生产、建筑、材料和人体健康都会造成极大的危害，每年因为酸雨导致的经济损失达到数千亿之巨。由此可以看出，燃煤毒害气体控制已是迫在眉睫，亟需进行燃煤烟气脱硫技术的研究和应用发展。
二、半干法脱硫技术分析
根据燃煤烟气脱硫方式和脱硫反应中是否用到水，可以将烟气脱硫分为三种方法：即干法脱硫、湿法脱硫和半干法脱硫。湿法脱硫是指以水作为脱硫剂，脱硫末端产物溶于水溶剂之中；水溶液或浆液为脱硫剂，终端脱硫产物为干粉态状的脱硫工艺称为半干法烟气脱硫；脱硫剂为干态；终端脱硫产物仍为干态的脱硫工艺称作干法烟气脱硫。
半干法脱硫技术按照脱硫剂的形态差异可以分为喷粉类和喷浆类两种形式，从技术特点上来看，半干法脱硫技术兼具湿法脱硫反应快、运行成本低、脱硫效率高和脱硫产物易于处理的优点，以及干法脱硫污染排放少的特点。目前来说，喷雾干燥法烟气脱硫是半干法烟气脱硫中常用的工艺技术，广泛地应用于工业锅炉、电站锅炉和焚烧炉的烟气脱硫，喷雾干燥反应能够采用制浆工艺提高脱硫剂活性，并且利用循环模式提高脱硫剂利用率，通过增强脱硫反应堆内的传热效率提高脱硫反应速率，采用Ca（OH）2溶液吸收二氧化硫形成CaSO4和CaSO3，还可以有效的降低烟气温度。
三、锅炉烟气中半干法脱硫技术应用分析
采用微电脑烟尘平行采集仪在线采集监测锅炉脱硫塔出口烟气中的SO2和CO2浓度，通常来说，该采集仪的烟气浓度监测精度可以保证在±2.5%以内，选用供暖锅炉作为烟气收集对象，锅炉采用煤粉作为燃料，SO2浓度保持在470-506mg/m3，脱硫塔出口烟气温度范围140℃-150℃。脱硫塔内部常常人为的分为烟气区和烟气浆液混合区，热电偶传感器很难精确测量烟气区的温度值，这是因为热电偶传感器的气相温度和液相温度区分度较差，通常会采用抽气测温探头进行温度测量，可以很好的避免浆液对于烟气温度测量的偏差影响。
SO2的吸收和干燥处理主要是在喷雾干燥脱硫塔内完成，作为半干脱硫法的主要技术设备，根据烟气和浆滴在塔内接触时的相对方向和位置，可以顺流和逆流两种类型，此时，SO2呈现烟气和浆液雾滴两种形态，浆液雾滴形态的SO2会在高温烟气的作用下逐渐呗蒸发掉，并且这种蒸发过程能够很好的吸收烟气的热量，降低烟气的整体温度，使得脱硫塔内的湿度进一步加大；高温烟气中的SO2则会扩散到浆液雾滴SO2的表面，并且被浆液雾滴SO2进一步吸收，并于浆液雾滴SO2中的碱性物质（Ca（OH）2）充分反应生成CaSO4和CaSO3等非溶性物质，一旦浆液雾滴物质脱离脱硫塔，就会在干燥剂的作用下成为干粉状物质，并且进入到下一阶段的粉尘处理系统之中。而粉尘处理系统则主要有鼓风机、吸尘器、上料机和粉尘存储仓库等组成，脱硫塔出口粉尘中，较轻者进入到粉尘处理系统，大颗粒物质则会沉降到脱硫塔内进行循环脱硫处理。
从实际试验的结果来看，脱硫塔的高度会直接影响脱硫塔的内部温度分布和SO2浓度分布，脱硫塔高度越高，则脱硫塔内SO2的浓度和温度降幅越大，脱硫处理效果更加明显。在浆液雾化区，由于雾化浆液的存在使得蒸发强度增大，液态水的存在有利于离子反应迅速进行，在脱硫塔的底部区域，锅炉烟气温度和SO2浓度的降幅十分明显，而在脱硫塔中部区域，烟气温度和SO2浓度的降幅主要是受到塔身散热的影响，是典型的干法脱硫技术的工艺流程，脱硫效率远比底部低的多，脱硫添加剂的影响则体现在NaOH和Ca（OH）2两种物质的对比上，实验结果表明，添加剂的浓度与脱硫效果呈现正比关系，但是当添加剂增加到一定数值之后，脱硫效果增幅速率较慢。NaOH、NaCl具有吸湿性，能够使石灰雾滴表面水蒸气分压力降低，减小了雾滴蒸发推动力，延长了雾滴表面液相停留时间，为脱硫反应的离子反应提供了湿润环境，延长了霧滴蒸发时间，增大了烟气与湿润雾滴的接触空间。
总结
煤炭作为我国主要的工业、民生能源物质，其应用范围之广、依赖程度之大是其他能源物资所不能比拟的。在当前的燃煤使用中，锅炉燃煤是主要的消耗形式，而燃煤煤气中的毒害物质的处理成为限制燃煤使用的关键。本文着重分析了燃煤烟气中的含硫物质的处理方法，简述了半干法脱硫技术的分析原理和工业流程，为进一步提高燃煤烟气的清洁效果提供了新的思路。
参考文献
[1] 张杨帆，李定龙，我国烟气脱硫技术的发展现状与趋势[J]，环境科学与管理，2006（7）.
[2] 陈秋，宋国升，闫维明，半干法脱硫技术的应用与分析[J]，电力建设，2007（12）.
[3] 马其良，徐开义，燃煤锅炉烟气脱硫技术的研究分析[J]，能源研究与信息，2000（3）.