论文部分内容阅读
摘要：隨着社会经济的快速发展，锅炉是热能生产的主要设备，锅炉内燃烧各种燃料产生热能，供应电厂生产区域。电厂逐渐认识到锅炉燃烧引起的环境污染更加严重，含硫氧化物及粉尘颗粒造成的空气污染破坏了和谐的城市环境。为了控制锅炉燃烧产生的污染现象，采用烟气除尘、脱硫技术是企业经营、生产、管理期间必须要重点考虑的问题。本文对此进行了阐述 。
关键词： 电厂锅炉烟气 除尘脱硫 综合治理技术
中图分类号：TK229文献标识码： A
一、电厂排放的烟气组成及其影响
煤炭，可以说是一种“树木化石”，见证了历史上亿年的变迁，是自然界不可再生的资源。煤炭里富含碳、氧、氮、硫等多种元素，因而在燃烧后，会排出大量烟尘，其中不仅有CO2、NO2、SO2等有害气体，还包括有矿物质微粒等杂质。
虽在电厂配备有专用的锅炉设施，并在煤炭中添加相关矿物质，然而额定蒸发量参数较大，所以电厂中煤炉的排气量是其他工业用炉无法衡量的。由于燃煤温度较高，至少都是高于1200℃，故都被烧成无机物。燃煤电厂配有专门的烟囱，煤炭燃烧后形成的污染气体及其他杂质便通过烟囱排入到大气中，并随着空气的流动进行扩散，影响周遭的环境。这些物质混入到空气中，会给人们造成各种呼吸性疾病，也会给工农业生产带来严重损失。如，近年来的酸雨。众所周知，酸雨呈酸性，会改变水质，影响人们正常饮水。并对植被、建筑物等有强烈侵蚀作用。而SO2、NO等便是制造酸雨的直接罪魁祸首。
二、燃煤电厂烟气污染治理技术
1、传统的模式
这几年，国内对烟气的脱硫、脱硝技术需求很大，但可以采用的成熟自主的技术却不是很多，这是因为脱硫、脱硝装置的工艺流程比较复杂、存在诸多介质、影响的因素繁多，技术的开发难度也相当大。采用国际上的新技术开发方式，烟气污染治理新技术的开发则需机理的研究、小试、中试的工业示范，逐个投入应用到整个的开发流程中，全面应用相近的理论和因次分析的方法来实现体系与核心装置的放大。
在技术开发的过程中，首先要通过研究阶段，针对技术的基础问题从反应机理与理论上加以明确，然后采用小试来验证新技术是否可行，完成小试的工艺基础后，选择该工艺在仿真工业条件中进行工艺的研究，并联系相近理论与因次分析，来建立中试的装置，采用中试来验证工业生产，之前的工艺是否可行，确保研发与应用时的工艺要一致。从小试到中试，就是从实验室到大的生产间的过程。中试过程中，不仅可以对小试验证，还可以为将来的大生产搜集数据，所以，在传统技术开发的过程中，由小试到中试才是一个必须通过的关键环节。也常常是在这两个环节中需进行反复的验证，才使得全部的技术开发周期延长、资金投入增大，通常企业与研究机构无力承受这么大的风险。这才导致我国的大气污染治理技术自主开发常常在到达中试阶段之后，就会陷入停滞期，导致技术开发很难继续进行，因而无法获得先进的技术，应用也更加无从谈起。
2 技术开发新模式
环境的污染治理已历经数十年了，在治理技术开发的初级阶段，因为技术的限制，大部分实验是验证技术可行性的基本方法，把试验作为核心，再和相似的理论与因次分析相结合是实验装置放大的唯一途径，而且技术的优化还依赖反复的试验室验证，所以在国外的烟气脱硫与脱硝技术开发和研究过程中，都遵从以试验为中心的，从小试到中试工业示范开发模式，在历经了十多年的发展后，才最终实现了成熟技术在大规模工业中的应用。
在烟气脱硫与脱硝的技术开发研究中，工艺过程的重心在化学的过程研究，而化学过程的实现又是在过程装置中实现的。尽管烟气脱硫与脱硝过程中的化学原理各异，而且反应器的样式也各有各的特点，并都存在着装置大、负荷范围宽、适应性较强、设计精度较高这些特点，他们对过程装置的放大设计来说，都是全新的挑战。
三、烟气脱硫方法的选用原则
1、脱硫技术的选择
在进行脱硫技术的选择过程中首先应该遵循的基本原则是满足国家对于烟气排放、大气污染及相关二氧化硫排放指标的规定，结合环境保护的要求和相关质量控制目标的达成，进行烟气脱硫量的计算和相关方法的选择。其次在进行技术方法选择的过程中企业应该本着切合实际、保证质量和满足经济性等原则，对于原料需求较大的可以采取就近选择的原则，在满足技术先进性和科学性的基础上，充分调动资金的占用，在满足技术要求的前提下使得利益最大化。再次是对脱硫产物的控制应该本着环保和尽可能减少产量的原则，以免对环境造成二次污染，保证火电厂生产的环境效益。最后对于技术指标的选择通常包括烟气中的钙硫比、脱硫效率和脱硫系统组成等三方面，其中对钙硫比的选择直接影响着企业投入的成本费用和烟气的脱硫效率，而脱硫效率又是保障二氧化硫排放符合国家标准的关键，所以在进行选择的过程中一定要注意各技术指标间的平衡。
2.脱硫设备的选择
不同国家对于烟气脱硫工艺选用原则的规定也各不相同，其中美国电力研究所认为设备至少应该满足可靠性≥99%，脱硫效率≥95%，能量消耗<总处理消耗2.5%等，我国虽然没有对设备的技术指标进行详细的规定，但是同样也从稳定运行和正常使用等方面给出了判断的依据。首先脱硫设备的安全应该以保证发电机组的正常运行为基本原则，再者脱硫设备的脱硫率应该处在相对稳定的区间内，如果出现因客观条件或外部环境变化导致的脱硫率下降问题，应该进行及时的调整和运行参数的修正。其次由于脱硫设备包含的子设备或子系统较大，在安装和使用的过程中应该以尽量减少相关工序、降低维修量和保证连续运行为基本原则。最后是对脱硫剂、耗水量及脱硫产物处理的规定，对于水源缺乏的地区应该优先选用耗水量低的脱硫设备，在对脱硫剂进行选购的过程中应该严格控制相关产品的质量，而脱硫产物应该进行科学的处理和综合的利用，以免对环境造成二次污染。
3、、烟气脱硫产物综合利用
1）蒸压制砖
用干法脱硫灰生产煤渣砌块在掺量比较小的情况下，其力学性能及干缩性能均能达到要求。用脱硫灰做砖时，可根据脱硫灰与粉煤灰的区别，通过在脱硫灰中添加Si02等物质，使之达到粉煤灰制砖对各项成分的要求，这样便可用已比较成熟的粉煤灰蒸养法制砖技术来制脱硫灰砖。
2）制备硫铝酸盐
用脱硫灰作生料生产硫铝酸盐水泥，此方式一改脱硫灰渣利用的传统思路，不再局限于脱硫灰渣现有矿物组成和性质下利用，而是对其进行完全改性，可将脱硫灰渣全部利用，利用量大、利用率高。因此，用脱硫灰生产硫铝酸盐水泥，理论可行性很强，且具有广阔的应用前景。
3）用作水泥混合材料
脱硫灰可代替部分矿渣用作水泥混合材料，用脱硫灰作混合材料时，最佳掺量需通过试验确定。一般情况下，最佳掺量9%～11%。但由于脱硫灰中的SO3含量比较高，而水泥产品对SO3的含量有所限制，所以对于批量水泥生产，脱硫灰掺量应该严格按国家水泥行业标准确定。
4）用作填充材料
干脱硫灰可以作为一种流动性填料，其单位密度低、并且具有良好的剪切力。与通常的流动性填料比具有同样好的品质，尤其适宜取代传统的填料用作改造低洼田和矿坑等的填充材料。国外的一项研究证明干法脱硫灰能更经济地代替传统的流动性填料，通过调节掺入的水泥与水的配比，这种流动性填料的强度、凝结时间等均能满足要求。
5）作脱硫剂
喷钙脱硫灰具有较高的氧化钙含量、碳酸钙含量可进一步用作湿法脱硫剂。其中的亚硫酸钙能得到氧化，海洋大学对此进行了独到的研究。
6）用于改良土壤
由于脱硫灰中含有石灰或石灰石等碱性物质，因而比较适合用于提高酸性土壤的pH值，同时还能提供有些植物如紫花首稽等生长所需的硼、硫等元素，而且还能够减少土壤中潜在的有毒可溶性金属物质的富集。脱硫灰还能改善±壤的特性，使土壤变得松缓并能阻止高磷土壤中磷的流失。除了植物必不可少的营养元素外，脱硫灰中一些非必要的元素，如Pb、Ni、Cr，高浓度时会对植物或者动物造成毒害。
结束语：在燃煤电厂中排出的烟气中，包含烟尘、氮氧化物、二氧化硫、碳氢化合物和重金属等诸多污染物，致使大型电厂常常是当地最大的工业污染源。在电厂中，因锅炉燃烧而产生的污染物显著高于其他环节产生的污染物，因此电厂锅炉烟气除尘脱硫技术是治理污染的关键。
参考文献
[1]周月桂，章明川，范卫东，等.干式烟气脱硫技术进展及其应用前景分析.能源技术，2001，6，22(3).
[2]晏玉清，范安祥.烟气脱硫技术及方案选择原则(三)半干法烟气脱硫技术.四川电力技术，2000：41-43.
[3]晏玉清，范安祥.烟气脱硫技术及方案选择原则(四)电子束氨法(ＥＢＡ法)烟气脱硫技术.四川电力技术，2000：41-43.
关键词： 电厂锅炉烟气 除尘脱硫 综合治理技术
中图分类号：TK229文献标识码： A
一、电厂排放的烟气组成及其影响
煤炭，可以说是一种“树木化石”，见证了历史上亿年的变迁，是自然界不可再生的资源。煤炭里富含碳、氧、氮、硫等多种元素，因而在燃烧后，会排出大量烟尘，其中不仅有CO2、NO2、SO2等有害气体，还包括有矿物质微粒等杂质。
虽在电厂配备有专用的锅炉设施，并在煤炭中添加相关矿物质，然而额定蒸发量参数较大，所以电厂中煤炉的排气量是其他工业用炉无法衡量的。由于燃煤温度较高，至少都是高于1200℃，故都被烧成无机物。燃煤电厂配有专门的烟囱，煤炭燃烧后形成的污染气体及其他杂质便通过烟囱排入到大气中，并随着空气的流动进行扩散，影响周遭的环境。这些物质混入到空气中，会给人们造成各种呼吸性疾病，也会给工农业生产带来严重损失。如，近年来的酸雨。众所周知，酸雨呈酸性，会改变水质，影响人们正常饮水。并对植被、建筑物等有强烈侵蚀作用。而SO2、NO等便是制造酸雨的直接罪魁祸首。
二、燃煤电厂烟气污染治理技术
1、传统的模式
这几年，国内对烟气的脱硫、脱硝技术需求很大，但可以采用的成熟自主的技术却不是很多，这是因为脱硫、脱硝装置的工艺流程比较复杂、存在诸多介质、影响的因素繁多，技术的开发难度也相当大。采用国际上的新技术开发方式，烟气污染治理新技术的开发则需机理的研究、小试、中试的工业示范，逐个投入应用到整个的开发流程中，全面应用相近的理论和因次分析的方法来实现体系与核心装置的放大。
在技术开发的过程中，首先要通过研究阶段，针对技术的基础问题从反应机理与理论上加以明确，然后采用小试来验证新技术是否可行，完成小试的工艺基础后，选择该工艺在仿真工业条件中进行工艺的研究，并联系相近理论与因次分析，来建立中试的装置，采用中试来验证工业生产，之前的工艺是否可行，确保研发与应用时的工艺要一致。从小试到中试，就是从实验室到大的生产间的过程。中试过程中，不仅可以对小试验证，还可以为将来的大生产搜集数据，所以，在传统技术开发的过程中，由小试到中试才是一个必须通过的关键环节。也常常是在这两个环节中需进行反复的验证，才使得全部的技术开发周期延长、资金投入增大，通常企业与研究机构无力承受这么大的风险。这才导致我国的大气污染治理技术自主开发常常在到达中试阶段之后，就会陷入停滞期，导致技术开发很难继续进行，因而无法获得先进的技术，应用也更加无从谈起。
2 技术开发新模式
环境的污染治理已历经数十年了，在治理技术开发的初级阶段，因为技术的限制，大部分实验是验证技术可行性的基本方法，把试验作为核心，再和相似的理论与因次分析相结合是实验装置放大的唯一途径，而且技术的优化还依赖反复的试验室验证，所以在国外的烟气脱硫与脱硝技术开发和研究过程中，都遵从以试验为中心的，从小试到中试工业示范开发模式，在历经了十多年的发展后，才最终实现了成熟技术在大规模工业中的应用。
在烟气脱硫与脱硝的技术开发研究中，工艺过程的重心在化学的过程研究，而化学过程的实现又是在过程装置中实现的。尽管烟气脱硫与脱硝过程中的化学原理各异，而且反应器的样式也各有各的特点，并都存在着装置大、负荷范围宽、适应性较强、设计精度较高这些特点，他们对过程装置的放大设计来说，都是全新的挑战。
三、烟气脱硫方法的选用原则
1、脱硫技术的选择
在进行脱硫技术的选择过程中首先应该遵循的基本原则是满足国家对于烟气排放、大气污染及相关二氧化硫排放指标的规定，结合环境保护的要求和相关质量控制目标的达成，进行烟气脱硫量的计算和相关方法的选择。其次在进行技术方法选择的过程中企业应该本着切合实际、保证质量和满足经济性等原则，对于原料需求较大的可以采取就近选择的原则，在满足技术先进性和科学性的基础上，充分调动资金的占用，在满足技术要求的前提下使得利益最大化。再次是对脱硫产物的控制应该本着环保和尽可能减少产量的原则，以免对环境造成二次污染，保证火电厂生产的环境效益。最后对于技术指标的选择通常包括烟气中的钙硫比、脱硫效率和脱硫系统组成等三方面，其中对钙硫比的选择直接影响着企业投入的成本费用和烟气的脱硫效率，而脱硫效率又是保障二氧化硫排放符合国家标准的关键，所以在进行选择的过程中一定要注意各技术指标间的平衡。
2.脱硫设备的选择
不同国家对于烟气脱硫工艺选用原则的规定也各不相同，其中美国电力研究所认为设备至少应该满足可靠性≥99%，脱硫效率≥95%，能量消耗<总处理消耗2.5%等，我国虽然没有对设备的技术指标进行详细的规定，但是同样也从稳定运行和正常使用等方面给出了判断的依据。首先脱硫设备的安全应该以保证发电机组的正常运行为基本原则，再者脱硫设备的脱硫率应该处在相对稳定的区间内，如果出现因客观条件或外部环境变化导致的脱硫率下降问题，应该进行及时的调整和运行参数的修正。其次由于脱硫设备包含的子设备或子系统较大，在安装和使用的过程中应该以尽量减少相关工序、降低维修量和保证连续运行为基本原则。最后是对脱硫剂、耗水量及脱硫产物处理的规定，对于水源缺乏的地区应该优先选用耗水量低的脱硫设备，在对脱硫剂进行选购的过程中应该严格控制相关产品的质量，而脱硫产物应该进行科学的处理和综合的利用，以免对环境造成二次污染。
3、、烟气脱硫产物综合利用
1）蒸压制砖
用干法脱硫灰生产煤渣砌块在掺量比较小的情况下，其力学性能及干缩性能均能达到要求。用脱硫灰做砖时，可根据脱硫灰与粉煤灰的区别，通过在脱硫灰中添加Si02等物质，使之达到粉煤灰制砖对各项成分的要求，这样便可用已比较成熟的粉煤灰蒸养法制砖技术来制脱硫灰砖。
2）制备硫铝酸盐
用脱硫灰作生料生产硫铝酸盐水泥，此方式一改脱硫灰渣利用的传统思路，不再局限于脱硫灰渣现有矿物组成和性质下利用，而是对其进行完全改性，可将脱硫灰渣全部利用，利用量大、利用率高。因此，用脱硫灰生产硫铝酸盐水泥，理论可行性很强，且具有广阔的应用前景。
3）用作水泥混合材料
脱硫灰可代替部分矿渣用作水泥混合材料，用脱硫灰作混合材料时，最佳掺量需通过试验确定。一般情况下，最佳掺量9%～11%。但由于脱硫灰中的SO3含量比较高，而水泥产品对SO3的含量有所限制，所以对于批量水泥生产，脱硫灰掺量应该严格按国家水泥行业标准确定。
4）用作填充材料
干脱硫灰可以作为一种流动性填料，其单位密度低、并且具有良好的剪切力。与通常的流动性填料比具有同样好的品质，尤其适宜取代传统的填料用作改造低洼田和矿坑等的填充材料。国外的一项研究证明干法脱硫灰能更经济地代替传统的流动性填料，通过调节掺入的水泥与水的配比，这种流动性填料的强度、凝结时间等均能满足要求。
5）作脱硫剂
喷钙脱硫灰具有较高的氧化钙含量、碳酸钙含量可进一步用作湿法脱硫剂。其中的亚硫酸钙能得到氧化，海洋大学对此进行了独到的研究。
6）用于改良土壤
由于脱硫灰中含有石灰或石灰石等碱性物质，因而比较适合用于提高酸性土壤的pH值，同时还能提供有些植物如紫花首稽等生长所需的硼、硫等元素，而且还能够减少土壤中潜在的有毒可溶性金属物质的富集。脱硫灰还能改善±壤的特性，使土壤变得松缓并能阻止高磷土壤中磷的流失。除了植物必不可少的营养元素外，脱硫灰中一些非必要的元素，如Pb、Ni、Cr，高浓度时会对植物或者动物造成毒害。
结束语：在燃煤电厂中排出的烟气中，包含烟尘、氮氧化物、二氧化硫、碳氢化合物和重金属等诸多污染物，致使大型电厂常常是当地最大的工业污染源。在电厂中，因锅炉燃烧而产生的污染物显著高于其他环节产生的污染物，因此电厂锅炉烟气除尘脱硫技术是治理污染的关键。
参考文献
[1]周月桂，章明川，范卫东，等.干式烟气脱硫技术进展及其应用前景分析.能源技术，2001，6，22(3).
[2]晏玉清，范安祥.烟气脱硫技术及方案选择原则(三)半干法烟气脱硫技术.四川电力技术，2000：41-43.
[3]晏玉清，范安祥.烟气脱硫技术及方案选择原则(四)电子束氨法(ＥＢＡ法)烟气脱硫技术.四川电力技术，2000：41-43.