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摘要：在国家大力倡导环境保护、降低污染物排放量的情形下，锅炉烟气脱硫除尘工程成为热电厂日常工作中的一项重要任务。该工程的研究与实施为我国空气质量的改善，为酸雨、温室效应等异常气候发生次数的减少贡献了巨大的力量。为提高烟气脱硫除尘效率，本文立足于热电厂，对锅炉烟气脱硫除尘工程及其相关原理进行了相应分析，并对烟气脱硫除尘工程的设计与实施进行了一定研究。
关键词：热电厂；锅炉；烟气脱硫除尘工程；设计
前言：近几年来，伴随热电厂发展进程的不断加快，其对能源的消耗也在逐渐增加，由锅炉排放出的烟气污染物对空气、环境造成的污染也越来越严重。虽然国家明确规定了二氧化硫、二氧化碳等气体排放必须保证在限定标准以内，并采取了各种污染治理措施来降低环境污染。但这是一项长期性任务，且针对治理过程中出现的新问题，还需要对锅炉烟气脱硫除尘工程进行不断的改进升级。
1锅炉烟气脱硫除尘工程概述
1.1烟气脱硫除尘工程
对于热电厂而言，其锅炉排放出的烟气中，二氧化硫与粉尘是两种主要污染物，且这两种污染物是造成雨水PH值过低（酸雨）和大气层破坏的主要物质。因为二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有害气体，若空气中二氧化硫含量过高就会破坏大气层结构，降低空气质量。而空气中粉尘含量的过高则会对人体造成一定危害。因此，烟气脱硫除尘工程的设计与实施根本目的就在于减少烟气中二氧化硫与粉尘含量，将其降至规定的排放标准以内，进而实现降低大气污染，保护环境目的。
热电厂采用锅炉主要是用于实现能量的转换，即通过锅炉加工将燃料中的化学能、热能和电能转换为高温水、蒸汽或有机热载体等带有热能的物质，从而为设备运转提供动力与能量[1]。作为一种能量转换装置，锅炉在生产加工过程中会排放出大量的有害气体。为减少污染物排放，保护环境，国家政府出台了一系列解决对策，并鼓励人们对现有锅炉烟气脱硫除尘工程设计方法进行不断改进。
1.2烟气脱硫除尘相关原理
以流塔吸收器脱硫除尘方法为例，该方法实现脱硫除尘的基本原理是，首先将锅炉产生的原始烟气送入文丘里管中，通过喷雾方式进行初步脱硫除尘处理。然后，按照18m/s流速切向将初步处理后的烟气传送到流塔筒体内，利用筒体内离心力作用将烟气中的大粉尘颗粒甩向塔壁，通过吸收液将这些颗粒捕集起来，从而完成锅炉烟气的脱硫除尘处理。
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2热电厂锅炉烟气脱硫除尘工程的实施
2.1工程方案设计
2.1.1脱硫方案设计
锅炉烟气脱硫除尘工程设计中对于脱硫部分方案的确定需要根据热电厂所用锅炉容量、运行情况、脱硫剂供应情况、燃料成分和副产物利用程度等相关因素分析，通过综合各种因素考虑来设计出科学合理、实用高效的脱硫方案。目前，在热电厂应用较多的几种脱硫方法主要有石灰石-石膏湿法脱硫工艺、常规氨法脱硫工艺和流光放电氨法烟气脱硫脱硝工艺等[2]。其中，流光放电氨法烟气脱硫脱硝工艺属于一种新型脱硫工艺，它不仅具有常规氨法脱硫工艺的经济性优势，具有自主知识产权，而且有效克服了常规氨法脱硫工艺的缺陷，脱硫效率高，已在热电厂锅炉烟气脱硫除尘工程中逐渐推广应用开来。这种脱硫工艺采用等离子体优化技术，达到了更高的氧化能力，实现了在高浓度下亚盐的氧化与氧化溶液用量的减少，实现了低能耗标准，符合经济性原则。此外，该工艺还采用了成熟、稳定可靠的双塔流程，虽然在脱硫原理和流程上双塔结构与单塔结构基本相同，但双塔结构可以采用耐腐蚀的玻璃钢材料制成，从而使设备易于维护，使塔材料结构更耐腐蚀。因而本文决定采用第三种脱硫工艺方法。
2.1.2除尘方案设计
鉴于大多数热电厂现有除尘系统已无法满足当前锅炉烟气脱硫除尘要求，除尘效率低，超出国家规定的排放标准，因而需要对现有除尘系统设计方案进行改进。在保证粉尘排放量符合国家有关标准规定的基础上，为达到脱硫副产物高效综合利用效果，需要严格将烟气林格曼黑度控制在1级以内，除尘器出口粉尘浓度控制在50mg/Nm3以下[3]。考虑到大多数热电厂已引入静电除尘器，并形成了较为完善的静电除尘管理系统，积累了较为丰富的管理经验，利用这一优势，将静电除尘器与布袋除尘器相互结合使用，促进布袋除尘器出口烟尘浓度控制优势的进一步发挥。将热电厂锅炉除尘部分改换为静电除尘与布袋除尘组合装置，即可成为一种良好的除尘方案。
2.2脱硫除尘工艺设计
以热电厂1号锅炉为例，对其在采用流光放电氨法烟气脱硫脱硝工艺脱硫方案与静电除尘和布袋除尘组合方案下的工艺流程进行设计和说明：首先，将锅炉排放出的烟气经由脱硝反应器和除尘器送入预洗塔，对烟气进行降温处理。将降温处理后的烟气送至吸收塔，从塔顶部向塔内添加一定量的氨气吸收剂，用以吸收大部分二氧化硫和其他有害气体，降低烟气中二氧化硫含量[4]。这一环节，吸收液对烟气中二氧化硫的吸收是循环进行的，根据这一特征，在保持物流平衡的条件下，将适量吸收液输送到预洗塔内，经氧化、喷淋预洗、浓缩、脱水干燥等一系列工艺处理后，便可得到农用铵肥。即实现对副产物的高效综合利用。其次，将除去大部分二氧化硫的烟气送入湿式电除雾器中进行进一步脱硫处理，强化吸收残留的气相二氧化硫，并抑制剩余氨剂的逸出，将锅炉烟气中二氧化硫排放量严格控制在规定标准以内。最后，将脱硫除尘处理后的烟气从烟囱排放到大气之中，完成热电厂锅炉烟气脱硫除尘处理。
当锅炉烟气脱硫除尘工艺设备出现故障、工艺系统检修或因其他原因而使脱硫除尘系统停止运行时，在该锅炉烟气处理系统中设置有旁路烟道，可以保证烟气正常排出。鉴于该工艺脱硫除尘效率高，除雾能力强，尾气二氧化硫含量小，因而本工程设计决定取消烟气-烟气换热器部分[5]。为弥补该部分取消所带来的阻力减小问题，应适当增大烟气抬升阻力；为防止降温烟气对烟道造成腐蚀，在烟道内进行防腐内衬处理。根据系统运行要求，对烟风系统配备2台引风机，并设置成平衡送风、双送双引形式。经测验，在该烟气脱硫除尘工艺系统的运行下，热电厂烟气脱硫除尘效率可以达到99.42%。
总结：本文设计的锅炉烟气脱硫除尘工艺系统具有脱硫除尘效率高、系统运行稳定可靠、经济、副产物利用率高，减少添加剂用量等诸多优点，能够很好的满足当前热电厂锅炉烟气处理工艺要求。但随着国家在政策上的不断调整和对环境保护与降低污染标准要求的越来越高，锅炉烟气脱硫除尘工艺还需要与时俱进，通过不断的改进，实现脱硫除尘效率的提高。
参考文献
[1]杨丹. 辽阳石化热电厂烟气脱硫除尘技术研究[D].辽宁工程技术大学,2012.
[2]冯昀祥. 燃煤有机热载体炉烟气脱硫除尘工程设计[D].浙江工业大学,2013.
[3]张志荣. 火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法关键问题研究[D].重庆大学,2011.
[4]严长勇. 燃煤电厂锅炉烟气净化用除尘过滤材料的试验研究[D].东华大学,2012.
[5]张亚荣. 关于锅炉烟气除尘脱硫工程工艺设计[J]. 山东工业技术,2014,18:53.
论文作者:何川,毛高军
论文发表刊物:《电力技术》2016年第5期
论文发表时间:2016/10/15
标签：烟气论文; 锅炉论文; 热电厂论文; 工艺论文; 工程论文; 二氧化论文; 粉尘论文; 《电力技术》2016年第5期论文;