孟畋奀
浙江物产环能浦江热电有限公司 322200
摘要：随着社会经济的发展，现代化经济发展更加注重绿色无污染，我国政府逐渐出台各种政策来控制环境污染问题，而火电厂对环境污染比较严重，所以当下必须要对其进行改造，实现超低排放目标。但是针对一些燃煤电站来说，在燃烧大量煤炭时，会产生出大量的烟尘、氮氧化物、二氧化硫等，那么在这种情况下很难实现超低排放的目标，减少对环境污染。本文主要以燃煤锅炉为例，分析燃煤点电站大气污染物，然后分析具体的超低排放控制方法。
关键词：锅炉；超低排放；控制；燃煤
在燃煤锅炉中，锅炉是一个非常重要的能量转换设备，锅炉不仅应用在燃煤电站中，还广泛应用在机车、船舶和人民生活取暖之中。目前锅炉的工作方式主要以往复炉排的方式，先把煤炭输送到炉顶料仓，在燃烧过程中产生高温烟气。虽然锅炉燃烧可以产生大量的能量，但是燃烧效率在80%左右，同时还会产生大量的污染物质，从而严重污染到环境，与我国出台的环保政策向背离，所以当下必须要向绿色能源锅炉方向发展，实现超低排放控制的目的。
一、燃煤锅炉大气污染物分析
燃煤锅炉在燃烧煤炭时，会产生高浓度的氮氧化物、二氧化硫、烟尘和一氧化碳。锅炉在燃烧过程中产生的烟尘，基本上都是由锅炉的类型决定，其中煤粉炉就是其中一种，在燃烧过程中具有容量大、燃烧完全、燃烧迅速、燃烧效率高等症状，但是在燃烧过程中，会产生一小部分颗粒较粗的灰渣，能够被冷却的灰渣，最终落入到冷斗内，而以下颗粒较小的灰，则会被烟气带走，一般情况下煤粉炉产生的灰飞量高达80%-90%之间[1]。在清洁燃烧过程中，燃烧效率较高，一般情况下都在95%-99%之间，氮氧化物排放量可减少50%，脱硫率可达80-90%。而一些没有被完全燃烧的物质都会以各种形式流入到自然环境中。尤其是氮氧化物，目前只实现了50%的控制效果，所以还会严重危害到人体的伤害、动物的伤害，更会破坏臭氧层，甚至还会产生酸雨和光化学烟雾。
二、燃煤锅炉超低排放控制主要方法分析
（一）污染集中控制
实行污染集中控制，必须以规划为先导。污染集中控制与城市密切相关，如完善城市排水管网，建立城市污水处理厂，发展城市煤气化和集中供热，建设城市垃圾处理厂，发展城市绿化等。因此，集中控制必须与城市建设同步规划，同步实施。（集中供热指的就是热电厂）热电厂利用热机或发电站同时产生电力和有用的热量，取代了大量的自备电厂将分散的污染源集中到了热电厂，在对厂内排放进行控制。热电厂尤其南方的热电厂基本采用的是高效循环流化床锅炉（循环流化床锅炉的工作原理如下：燃煤和空气进入一个流态化燃烧室发生掺混和着火燃烧，夹带着大量细颗粒物料的烟气在炉膛出口以后的气固分离器中把所夹带的固体物料分离下来.烟气进入尾部受热面.而被分离器收集下来的物料通过返料器被送入主燃烧室循环再燃。燃烧效率高达98%，热效率高达88%，负荷可在30%-110%之间调节，等于实现灰渣的综合利用。）
循环流化床的燃烧后的产生的细小颗粒（我们称为炉渣）通过落渣管接入冷渣机冷却后送到渣库回收再利用（用途市政工程中用到的二灰中的煤灰，制作水泥等），随风飞走的部分一部分被旋风分离器分离然后返回炉膛（这部分我们称为返料灰），另一些没被捕捉的就是粉尘。除尘方式一般有：静电除尘器、布袋除尘器、湿法电除尘器（就是你文中说的湿电除尘器）前两种方法捕捉到的粉尘，被输送到灰库回收再利用（也是用作其他工业用途，制作水泥等）
二氧化硫的来源，煤中的有机硫，硫铁矿等。如果假定我们使用的煤是均匀相同的那么他们所产生的二氧化硫的产生量就是稳定的。所涉及到的方法：①炉内脱硫，使用CaCO3，反应式：2CaCO3+2SO2+O2=加热=2CaSO4+2CO2，硫酸钙是不能单独回收的随炉渣去渣库。②半干法，反应式：2CaCO3+2SO2+O2+2H2O==2CaSO4·2H2O+2CO2，这儿的CaSO4·2H2O（石膏）脱水后回收利用，③湿法脱硫，反应式：2CaCO3+2SO2+O2+2H2O==2CaSO4?2H2O+2CO2，这儿的CaSO4?2H2O（石膏）脱水后回收利用
氮氧化物产生机理①燃料型NOx（Fuel?NOx），它是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解而又接着氧化而生成的NOx。②热力型NOx（Thermal?NOx），它是空气中的氮气在高温下氧化而生成的。③快速型NOx（Prompt?NOx），它是燃烧时空气中的氮和燃料中的炭氢离子团如CH等反应生成的NOx。其中燃料型NOx是最主要的，它占总生成量的60%~80%以上，热力型NOx的生成和燃烧温度的关系很大，在温度足够高时，热力型NOx的生成量可占到总量的20%；快速型NOx在煤燃烧过程中的生成量很小。另外，N2O和NOx燃料型一样，也是从燃料的氮化合物转化生成的，它的生成过程和燃料型NOx的生成和破坏密切相关控制方法是SNCR（不带催化剂）或SCR（带催化剂），利用还原反应将NOx还原成氮气，还原剂，纯NH3、低浓度氨水或尿素CO（NH2）2反应式：NH3：
目前低浓度氨水比较经济
SNCR脱硝的优点
（1）系统简单：不需要改变现有锅炉的设备设置，而只需在现有的燃煤锅炉的基础上增加氨或尿素储槽，氨或尿素喷射装置及其喷射口即可，系统结构比较简单；
(2)系统投资小：相对于SCR的大约40美元/kW-1?到60美元/kW-1的昂贵造价，由于系统简单以及运行中不需要昂贵的催化剂而只需要廉价的尿素或液氨，所以SNCR大约5美???元/kW-1?到10美元/kW-1的造价显然更适合我国国情；
(3)?阻力小：对锅炉的正常运行影响较小；
(4)?系统占地面积小：需要的较小的氨或尿素储槽，可放置于锅炉钢架之上而不需要额外的占地预算。
（二）烟尘超低排放控制技术
为了满足烟尘排放控制指标，根据超低排放控制技术，可采取湿式静电、旋转电极式、静电式等控制技术。湿式静电除尘技术最大的优势在于不仅可以有效清除掉残留在尘板上的微尘，还能降低阻力，进一步提高集尘板的吸附能力[3]。另外湿式静电除尘技术，还能大大降低酸性污染物和微尘的含量，但是该除尘方式主要以水为主，所以在除尘过程中很容易给环境带来二次污染，该除尘方式无法满足当下社会可持续发展的要求；旋转电极式除尘，基本上不会出现反电晕的现象，且设备体型比较小，占用面积小，但是该除尘技术可适用的范围比较小，且操作人员的专业技能提出了更高的要求，另外该除尘方式工艺安装比较复杂；静电除尘技术最大的优势在于，工作效率高，绝大部分粉尘都能够有效的除掉，且在工作时不会收到外界因素的影响，另外静电除尘可实现连续性的高强度作用，且还会影响到设备的寿命，可大大节约生产成本。但是静电除尘无法有效除掉微尘。
（三）脱汞技术
燃煤锅炉排放的烟气中含有大量的汞，基本上是由颗粒汞HgP、元素态 Hg0和氧化态 Hg2+（主要是 HgCl2）等三种形式存在。另外Hg2+遇水容易溶解，所以可直接使用脱氮工作衣或者是利用烟气湿法脱硫等工艺实现去掉的目的，但是这两种工艺只能去掉少数的Hg2+，同时也可以利用除尘装置去掉颗粒汞[5]。但是绝大多数的元素汞存在形式主要以气相为主，且具有非常稳定的热力学性质，所以很难在低温环境下实现脱离的目的，所以只用使用常规的方法进行去除。
结语
为了实现锅炉超低排放控制标准，必须要根据实际情况，采取多种技术协同、整体控制，这样才能满足超低排放的目的，同时还能减少对环境的污染，实现高效益的目的。但是目前常用的技术还存在一定的缺陷，需要进一步优化和升级，这样才能更好、更容易满足超低排放控制目的。
参考文献：
[1]张杨,蒋志强,孙路长, 等.W火焰锅炉NOx超低排放技术路线分析与讨论[J].电力科技与环保,2019,35(1):4-6.
[2]蒋森.电站燃煤锅炉烟气污染物超低排放技术[J].中国新技术新产品,2019,(7):66-67.
[3]周岳.循环流化床锅炉超低排放技术研究分析[J].中国化工贸易,2019,11(7):79.
[4]王小龙.某电厂660MW超超临界机组超低排放改造前后锅炉运行变化分析[J].工程技术研究,2019,4(1):133-134.
[5]姚国华,金闪.超临界锅炉超低排放系统微能耗运行探究与应用[J].上海节能,2019,(1):65-69.
论文作者:孟畋奀
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第2期
论文发表时间:2019/9/6
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