环境污染的成因很多,长久以来,锅炉燃烧燃煤排放烟气是 导致环境污染的主要原因。由于烟气中的硫化物(SO2和SO3)是 酸雨的主要成分,氮氧 化物有极强的致癌作用,都是 环境污染的主要成分。此外,烟气中的颗粒物对大气PM2.5的贡献极大,因此,去除烟气中的颗粒物也是 烟气处理的重要目标之一。
一般意义上的烟气,只有硫化物是 危害较大的,可燃物虽然有害,但对环境影响并不严重,并因其含量甚微,对环境并不构成太大的威胁。但需要强调的是 ,这只是 对锅炉烟气排放的一般认识。随着环境科学的发展,人们 从环保角 度出发,对燃煤锅炉排放烟气的认识越来越深刻,逐渐认识到实际排放物种类元元超过上述几种,并且,有许多排放物的危害不可小视。这方面的研究成果,锅炉布袋除尘器对煤碳燃烧烟气的处理提供了充分的理论依据。根据较新的研究,锅炉烟气排放对环境有着巨大危害的成分主要有:
1)氮氧 化物NOx科学研究一经发现N2O(一般称为笑气)是 一种污染性质更恶劣的物质。当前大气中的笑气浓度仅有CO浓度的千分之一,但其引起温室效应的能力、臭氧破坏能力都十分强大,而且其在大气中的生命力可以高达170年。NOx来源主要有天然源和人为源,天然源主要有闪电、森林或草原火灾等。人为源主要有两种。一种是 指人为进行的燃料燃烧过程所生成的Nox,如各种工业锅炉的工作过程都有氮氧 化物的排放,另一中就是 各种冶炼过程,如有色及黑色金属冶炼厂等工业生产过程也都排放氮的氧 化物。
氮氧 化物污染主要表现在两大方面,一方面是 通过污染环境,在通过环境对包括人在内的各种动物造成危害;另一种是 直接被人体吸收产生对人体直接的危害作用,科学研究已经表明,氮氧 化物具有极强的致癌作用,也是 人类呼吸系统疾病产生具的重要原因。上个世纪90年代中期我国仅燃料燃烧排放的氮氧 化物每年约一百万吨。成为我国酸雨污染的重要因素之一,也是 形成光化学烟雾的潜在危险源。
2)烟尘烟尘的主要来源是 燃煤锅炉燃烧煤炭的过程,由于改革开放后的很长一段时间内,我国片面追求经济发展,忽略了环境保护问题,许多小锅炉房甚至没有烟气处理工艺,大的锅炉房燃煤锅炉排烟处理也是 技术落后,设备陈旧,一般除尘器虽然有除尘效果,但可吸入颗粒物的除尘效率低下,特别是 对PM2.5的除尘效率更低。除尘后的烟气内仍有大量细颗粒物排入大气,因而导致严重的环境污染。所以,可以说燃煤锅炉排放,是 当前我国烟尘排放量大的主要原因。这些污染物长期存在于大气环境中,不仅降低环境空气质量,也严重危害人体健康。不难看出,要解决目前的雾霆问题,治理燃煤锅炉的烟尘排放是 十分重要的,也是 行之有效的措施。
由此可见,对于大气环境,导致环境污染的主要有害物质就是 烟尘、SO2和NOx,这些有害物的主要来源就是 工业或者民用锅炉的燃煤排烟,而现实是 ,为了工业发展、为了冬季取暖,燃煤锅炉的运行是 不可避免的,在进行工业生产、保障人民生活的同时,只能采取技术措施,从煤炭的预处理到燃烧产物的处理,采取各种技术措施,尽量降低燃煤锅炉拍严重各种环境污染物质的含量,对于社会形成缓凝保护的效益,而对于企业也是 满足国家环境治理相关标准,确保企业生存发展的必要保证。
烟气排放污染是 世界上各个国家的共同问题,因此,脱硫(FGD)技术在世界工业发达国家也都手抖很大的重视,并且世界各国也都取得了很大的进展。目前,国际上已实现工业应用技术很多,从大的类别出发,一般可分为湿法、干法以及半干法脱硫三大类。如果进一步详细划分,还可以分为雾干燥、炉内喷射吸收剂/增温活化、吸收剂再生和湿法脱硫等,此外电子束技术、海水技术、烟气循环流化床技术、脉冲等离子体技术也有少量应用。
1)湿法脱硫脱硝除尘器技术湿法脱硫技术在世界范围使用很多。目前技术较成熟的也是 应用较多的是 石灰石一石膏法,此外还发展了诸如海水法、双碱法、氨法、氧 化镁法、微生物脱硫等等,这些脱硫方法正在过进一步使用研究当中。石灰石一石膏法具有效率高、副产品石膏可回收利用、工艺简单、费用低等优点,并且运行稳定、工艺成熟等优点,已经被广泛应用。
,烟气在吸收塔内在循环液的作用下完成脱硫工艺,形成达标的烟气排入大气。循环液经过氧 化塔、离心机分离成石膏和清液,石膏成为有用的副产品,清液用于补充循环液。
至于海水脱硫技术,因为对海洋存在较大的污染问题,因而应用中应慎重,切实可行方可采用。其它湿法脱硫技术,因应用不够广泛,存在着技术复杂等方面的问题,本文不做过多论述。
2)干法脱硫技术干法脱硫技术是 使用干燥粉末状的脱硫剂(如石灰石)与煤共同燃烧,形成石灰石与二氧 化硫反应的机理,从而除掉烟尘中的二氧 化硫。这种脱硫反应过程中没有液体,不会产生废水等次生污染物,也不会对设备造成腐蚀。实际应用中,工艺也比较简单,即在煤炭燃烧过程中投放适量的干燥的除硫粉末,形成除硫粉末与煤共同燃烧的状态,燃烧过程中,烟气中的SO2与除硫粉中的Cao生成CaSO4。这种工艺虽然简单,但吸收、吸附速度较慢,且效率低,脱硫效率约20~30%。
为了提升脱硫效率,近年来国内外都开发成功了“炉内喷钙,炉后增湿”活化工艺,大大提高了脱硫效率。比较典型的如NID多组分脱硫技术,这种工艺的关键技术是 ,让新补充的脱硫剂与除尘器捕集下来的飞灰充分混合、增湿,形成含湿颗粒,把这种颗粒物送入烟道,形成均布在烟气中的状态,在热湿共同作用下,SO2快速与脱硫剂发生化学反应,从而提高脱硫效率,实践证明,这种工艺脱硫效率高达85%。
3)半干法脱硫技术:半干法是 利用雾化剂与烟气反应,反应后而产生干粉状的产物。此项技术融合了前两种脱硫技术的全部优点,具有资金投入省、工艺结构简单、能源消耗低等特点。大量研究表明,钙基脱硫剂与SO2的反应,在近绝热饱和温度下,脱硫效率较高,温度则靠水进行调节。此时,干法脱硫除尘设备>中有了水的参与,实际上是 半干法范畴,即干法和半干法烟气脱硫已经没有明显的界限。
由于出于工艺、成本、费用等多方面的综合考虑 ,目前烟气脱硫还是 以湿法中的石灰石一石膏法为主,因此,本文对干法、半干法工艺不做更多探讨。
河北东方泰鑫环保设备科技有限公司(http://www.dftxhb.com)生产的产品GCT型高效雾化喷淋脱硫塔其结构可采用陶砌块与金属混合材质的相结合,内部筛板采用镍铬钢,整个结构材质耐磨、耐腐、寿命长,结构合理紧凑,占地面积小,经济实用,可与布袋或电除尘媲美的新一代脱硫脱硝一体化的气体净化装置。小型燃煤锅炉除尘器除尘系统操作简单、运行稳定、维护方便,耐腐蚀,适应能力强,适应于大、中、小型各种立式锅炉和卧式链条炉锅炉、窑炉、砖厂隧道窑烟气脱硫除尘,砖厂煤矸石烟气除尘脱硫,也适应于硅铁炉、硅钙炉等烟尘浓度高,锯末燃料锅炉、秸秆燃料锅炉、木材燃料锅炉、重油燃料锅炉烟气、废塑料燃料锅炉烟气等难于治理的烟气。小型布袋脉冲除尘器含尘气体由进气口进入灰斗、或通过敞开法兰口进入滤袋室,含尘气体透过滤袋过滤为净气进入净气室,再经净气排气口,由风机排走。脉冲反吹袋式除尘器在260℃以下高含尘浓度烟气条件下,能长期运行收尘效率可稳定在99.9%以上。分为正、负压两种,采用自动缩袋清灰,并配有微处理机控制装置。定时、定阻均可,且能在不停机的情况下进行维修而不影响生产。