摘要：随着社会的发展，环保越来越受到人们的重视，沥青拌合站锅炉除尘问题也受到社会的广泛关注，锅炉在使用的过程中不可避免地产生粉尘和烟气，锅炉除尘就是把锅炉中的粉尘从烟气中分离出来，从而减少粉尘污染并且有利于进一步对烟气进行脱硫、脱硝等处理。本研究对沥青拌和站燃煤锅炉尾气除尘系统进行改造，设计了一台球介子湿式除尘器。对于燃煤锅炉除尘，以减少二氧化硫的排放、对缓解大气污染具有十分重要的意义。
关键词：沥青拌合站；锅炉；尾气除尘系统；改造
酸雨对人类产生着最直接、最严重的危害。形成酸雨的根本原因是燃煤过程向大气中排放大量的硫氧化物等酸性气体。我国是以煤为主要能源的国家。随着我国国民经济持续高速发展，能源的消耗量逐步上升，大气污染物的排放量相应增加。就我国的经济和技术发展水平及能源的结构来看，以煤炭为主要能源的状况在今后相当长时间内不会有根本性的改变。我国的大气污染仍将以煤烟型污染为主。因此，控制燃煤烟气污染是我国改善大气质量、减少酸雨和SO2危害的关键问题 造成的年经济损失在1000亿元以上，成为制约我国国民经济健康发展的重要因素之一。因此，控制燃煤锅炉烟气污染迫在眉睫，结合国情，研制和开发投资省、运行费用低、技术可靠、具有真正使用价值和推广前景的除尘脱硫设备，对缓解我国大气质量恶化、控制酸雨和二氧化硫的危害、促进持续发展具有十分重要的意义。
随着社会的发展，环保越来越受到人们的重视，锅炉在使用的过程中不可避免地产生粉尘和烟气，沥青拌合站锅炉除尘问题也受到社会的广泛关注，由于锅炉除尘不达标，环保部门限制锅炉的使用，影响了拌合站的生产，锅炉除尘就是把锅炉中的粉尘从烟气中分离出来，从而减少粉尘污染并且有利于进一步对烟气进行脱硫、脱硝等处理。对于燃煤锅炉除尘，以减少二氧化硫的排放、对缓解大气污染具有十分重要的意义。
1国内研究现状
1.1燃煤锅炉使用现状
沥青混合料拌和站燃煤锅炉尾气排放对周围环境有一定的影响，由此而引起的地方矛盾频频发生，不仅损害了老百姓的利益，影响社会和谐，而且严重影响一线工人的身心健康目前国内沥青混合料拌和站配套的锅炉有两种，一种是老式的柴油锅炉；一种是燃煤锅炉。而大多数企业从经济性的角度考虑都在使用燃煤锅炉，但是，燃煤锅炉在使用过程中存在着粉尘、烟尘，有害气体等排放量大，对环境污染较严重的问题。以4000型沥青混合料搅拌设备为例，工作时每天排放的CO2量高达6691.23kg，并伴有大量粉尘、SO2等有害气体排放。并且燃煤炉排出的尾气温度普遍高达180℃以上，目前大都直接排放，既污染了环境，又浪费了宝贵的烟气余热。
1.2国内燃煤锅炉烟气脱硫工艺现状
当前，国内燃煤锅炉烟气脱硫工艺众多，按照在生产中脱硫工艺应用的不同部位可分为：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫；按照脱硫工艺的方法划分可分为：湿法、半干法、干法。其中国内燃煤锅炉烟气脱硫工艺有：石灰（石）-石膏湿法、钠基湿法、喷雾干燥法、循环流化床法、氧化镁湿法、氨法等脱硫工艺技术。
1.2.1石灰（石）-石膏湿法脱硫工艺
石灰（石）-石膏湿法脱硫工艺是在吸收塔内设置喷淋层，采用强制氧化的氧化方式，以石灰石浆液为吸收剂，在吸收塔内使烟气与石灰石浆液逆向流动，以此除去烟气中的二氧化硫，发生化学反应中产生的亚硫酸钙通过强制氧化生成含两个结晶水的硫酸钙（石膏）。石灰（石）-石膏湿法脱硫工艺的脱硫效率可达90%-95%；吸收剂化学计量比较低，吸收塔采用空塔式，加速烟气的流速；系统的利用率高达98%以上，具有较高的可靠性；对煤质的变化适应性好，燃煤含硫量增加，也可保持较高的脱硫效率；具有对锅炉负荷变化良好的适应性，不同的烟气负荷及二氧化硫浓度，仍可保持脱硫系统较高的脱硫效率和系统稳定性。
由于石灰（石）-石膏湿法脱硫工艺系统复杂，占地面积大，一次性投入较高，造价大，副产品石膏的产出数量大不易处理，产生二氧化碳的排放及废水的排放，易造成二次污染等原因，该工艺预留脱硫场地较大，较适合大型烟气脱硫工程。
李启云等研究了一种石灰石-石膏湿法脱硫增效剂，此法中添加剂的组分有：有机酸类物质、金属氧化物、盐类物质、氧化催化剂、消泡剂；此增效剂的优点是：不仅能提高脱硫效率、促进石灰石溶解，而且还具有抑制结垢，防止除雾器堵塞的效果。但是也存在着缺点：现有增效剂往往存在用量大、价格昂贵、引起石膏结晶不良、容易造成吸收塔浆液溢流等问题。使用增效剂的方法只是初步解决了石灰（石）-石膏脱硫后的亚硫酸钙易堵塞不宜排出的问题，但是此法选用的增效剂价格昂贵，成本增加，并且得到的石膏品质降低，所以在这样的情况下是不能够加以优化利用的。王立群等在此基础上提出了一种用于燃煤锅炉的湿法脱硫脱硝增效剂。黄胜建研究了一种烟气湿法脱硫增效剂，该增效剂中将组成定为：己酸、硫酸镁、碳酸钠、硫酸铜、氯化锰、聚有机硅氧烷。该增效剂有效促进碳酸钙的溶解，提高石灰石活性，提高碳酸钙的利用率，同时提高石灰石浆液的PH缓冲能力，有利于SO2的吸收，从而提高了系统的可靠性，提高系统对原煤含硫量的承受能力。目前石灰石-石膏湿法脱硫技术应从原料、设备、和工艺三方面共同改进以提高脱硫效率，国内部分研究者也在对脱硫增效剂的改进方面有所研究。
1.2.2氨法脱硫工艺
氨法的脱硫副产品硫酸铵具有较高的经济价值，脱硫装置运行成本低，对环境不产生二次污染，因此，国内的企业对氨法脱硫应用比较广泛。
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氨法脱硫工艺是比较先进的二氧化硫排放控制技术，该工艺不仅能将燃煤锅炉烟气中的95%的二氧化硫脱除，而且还能生产出高附加值的硫酸铵化肥产品。氨法脱硫工艺作为回收法，能将烟气中的二氧化硫作为资源，将硫酸铵这种具有较高使用价值的产品回收生产，减少环境污染，变废为宝；由于氨法脱硫工艺脱硫化学吸收反应速度快，采用液气比较小，减少设备尺寸，将能耗和操作运行费用降低，脱硫效率高。液氨、氨水、废氨水、碳酸氢铵等广泛原材料来源，使配置系统简单，流程紧凑，设备少。由于该工艺占地面积小，设置有很大的灵活性，较低的运行成本，可靠的原材料供应，方便低廉的价格，高效的脱硫效率，高附加值的副产物硫酸铵可作为肥料外销，这些优势使氨法脱硫工艺的市场应用空间广阔。
刘盛余提出了氨水－乙二胺合钴（Ⅱ）同时脱硫脱硝生产硫酸铵和硝酸铵的方法。加入的氨水首先与烟气中的SO2反应生成亚硫酸铵，随后进入脱硝塔，在脱硝吸收塔中用配制好的乙二胺合钴和氨水混合液作喷淋吸收液，在该塔中完成脱硝，然后将吸收液氧化，得到硫酸铵和硝酸铵化肥。该方法采用传统的吸收法工艺，操作条件温和，在常温常压下进行，脱硫脱硝率高，投资少，运行费用低，吸收液易再生。陈学伟等人在此基础上，提出了用焦化剩余氨水脱除焦化厂锅炉烟气中SO2的工艺。此过程充分利用了焦化剩余氨水，实现锅炉氨法脱硫，达到以废治废，节能减排，减少二次污染，实现经济循环的目的，同时降低焦化厂因处理废氨水而进行硫酸的采购成本。在该方法中解决了成本高的问题，并且以废治废，达到环保减排与利益双赢的效果。
1.2.3喷雾干燥法脱硫工艺
喷雾干燥法脱硫工艺是将液态脱硫剂喷入反应吸收区，被烟气加热，液体蒸发，产生干态副产品。该工艺属于半干式脱硫工艺，由于占地面积小，经济投入较少，脱硫产物是干燥固体，无废水和腐蚀等问题，适合我国燃煤锅炉烟气脱硫工艺，为现有设备改良提供有益的条件。
另外，钠基湿法脱硫工艺适合工业生产过程的烟气净化，但由于过高的脱硫剂成本，加大了运行费用，使得经济效益较差，国内企业较少采用此工艺；氧化镁脱硫工艺由于经济投入少，运行费用低廉，国内企业有所使用，但缺点在于脱硫剂氧化镁成本高，副产品回收困难；循环流化床脱硫工艺占地面积小，工艺简单，投资小，脱硫产物成干态，无废水排放，并可在脱硫过程中脱出部分重金属，但吸收剂的成本较高，产生的粉尘对下游设备要求过高，副产品的综合利用率不高，使得该工艺的推广使用受到一定的限制。
胡俊华的镁钙双碱法是将锅炉烟气经电除尘后进入脱硫塔，用氧化镁为脱硫剂进行脱硫，脱硫后的脱硫剂主要成分为硫酸镁、硫酸氢镁。用石灰乳浆液将硫酸氢镁再生为硫酸镁，并补充一定量的氧化镁浆液，用石灰制成石灰乳浆液与氧化镁浆液置入再生液池，用泵送入脱硫塔进行脱硫。开发利用镁钙双碱法这一原料作为烟气脱硫的脱硫剂是具有现实意义的。
2国外研究现状
控制SO2的排放有多种形式，但就目前的技术水平和现实能力而言，烟气脱硫（FGD）技术仍是世界上应用最广泛、最经济、最有效的的一种控制SO2排放的技术。在世界各国现有的烟气脱硫技术中，湿法脱硫技术占85%，其中石灰石-石膏法为36.7%，其他湿法为48.3%；喷雾干燥法脱硫约占8.4%；吸收剂再生脱硫约占3.4%；炉内喷射吸收剂脱硫约占1.9%。以湿法脱硫为主的国家有日本（98%）、美国（92%）和德国（90%）等。美国、德国、日本等发达国家从20世纪70年代起就对各种烟气脱硫工艺和装置进行了试验研究。虽然商用的烟气脱硫系统曾遇到一些问题，而且能耗及占地面积大、投资和运行费用高，但在1990年以后，通过对化学反应过程的进一步研究和工程实践的总结，在脱硫率、运行可靠性和成本方面有了较大的改进。因此，目前的烟气脱硫技术己趋于成熟。烟气脱硫技术可大致分为3个阶段：1970年-1979年为第一代，1980年-1989年为第二代，1990年-目前为第三代。
3发展趋势
在《燃煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案》中，方案明确，到2018年，推广高效锅炉50万蒸吨，高效燃煤锅炉市场占有率由目前的不足5%提高到40%；淘汰落后燃煤锅炉40万蒸吨；完成40万蒸吨燃煤锅炉的节能改造。方案提出，
要加大节能改造力度，到2017年年底前，基本完成能效不达标的在用锅炉节能改造。新生产和安装使用的20吨/时及以上燃煤锅炉应安装高效脱硫和高效除尘设施。提升在用燃煤锅炉脱硫除尘水平，10吨/时及以上的燃煤锅炉要开展烟气高效脱硫、除尘改造，积极开展低氮燃烧技术改造示范，实现全面达标排放。
目前，我国中小型燃煤锅炉烟尘脱硫基本与除尘同步进行，国内已开展燃煤锅炉烟气脱硫采用干法或半干法的研究，因为只有气液或气固二相流动的烟气脱硫工艺容易控制，脱硫产物容易分离，不会产生废水的二次污染且更利于环保的要求。
喷雾干燥法脱硫工艺在提高喷雾干燥法装置的处理规模和使其适应处理燃烧高硫烟气的能力的研发方面的突破性研究，将使燃煤锅炉烟气脱硫工艺得到进一步的推广和发展。氨—肥法可以回收燃煤烟气中的二氧化硫，回收价值可以抵消脱硫装置的运行成本，并可能产生利润，这一工艺的应用适合我国国情，适合推广使用。
4结论
环保越来越受到人们的重视，锅炉在使用的过程中不可避免地产生粉尘和烟气，沥青拌合站锅炉除尘问题也受到社会的广泛关注，由于锅炉除尘不达标，环保部门限制锅炉的使用，影响了拌合站的生产，锅炉除尘就是把锅炉中的粉尘从烟气中分离出来，从而减少粉尘污染并且有利于进一步对烟气进行脱硫、脱硝等处理。对于燃煤锅炉除尘，以减少二氧化硫的排放、对缓解大气污染具有十分重要的意义。
作者简介：
陈彬、男、1979年8月11、本科、高级工程师。
论文作者:陈彬
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/1/15
标签：烟气论文; 锅炉论文; 燃煤论文; 工艺论文; 增效剂论文; 湿法论文; 粉尘论文; 《基层建设》2018年第36期论文;