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摘要：频繁出现的雾霾天气，与燃煤锅炉超标排放烟尘、二氧化硫、氮氧化物有直接关系。根据《火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）》中的规定，在一些工业企业密集的地区，空气中烟尘、二氧化硫和氮氧化物等污染物的含量都远远超过限值。因此，热电行业应当实施更加严格的排放标准、更加严厉的处罚措施和更加高效的治理技术，将燃煤锅炉排放污染物的含量控制在标准范围之内，兼顾经济效益和环保效益。
关键词：燃煤锅炉；烟气污染；深度治理技术；应用
引言：某火电厂现有2台45t/h的锅炉，其中1台正常使用，1台作为备用。火电厂位于城乡结合部，排放的污染物中主要含有烟尘、二氧化硫、氮氧化物等，对周边环境产生了较大影响。该火电厂现行的烟气治理措施主要有两种：其一是采用各类除尘设备，例如旋风除尘器、袋式除尘器等；其二是脱硫和脱硝设备，使用化学制剂，例如脱硫剂、脱硝剂等，降低烟气中二氧化硫物、氮氧化的含量。近年来，火电厂一直致力于研发烟气深度治理技术，并于2016年开始试点应用，无论是在治理效果还是成本投入上，都取得了明显的改良效果。
一、燃煤锅炉烟气深度处理的工艺流程
对于那些未按照相关要求安装除尘、脱硫和脱硝设备，或是已经安装烟气治理设备，但是污染物排放仍然达不到标准的燃煤锅炉，都可以使用烟气深度治理技术，其基本流程如下：
第一，采用联合脱硝技术（SNCR+SCR），其中SNCR部分在炉膛出口和旋风分离器入口处的水平烟道上安装脱硝剂喷枪装置，SCR部分在省煤器和预热器之间安装多个SCR反应器，在反应器之间分别安装脱硝剂喷枪装置。
第二，初步完成脱硝处理的烟气，流经静电消烟除尘器。除尘器内有高压电场，当烟气进入到静电消烟除尘室后，在高压电场作用下会发生电离，烟气微粒带电后沿着电场方向发生定向移动。
第三，在除尘室的另一端是一块吸尘板。每隔一段时间，自动更换吸尘板。替换下来的吸尘板，除去积尘后重新使用。
第四，除尘后的气体被输送到气动乳化脱硫器内。在压力作用下，经过压缩的气体会以较高速度流经过滤器，在过滤器内与液体充分混合，气体中的硫化物与液体发生化学反应，形成悬浮液。净化后的气体从仪器末端排出。
第五，从气动乳化脱硫器中排出的气体虽然污染物含量已经降低，但是混合了水蒸气，需要利用静电除雾除微尘装置进行干燥处理。另外，该装置还能对气溶胶、PM2.5等物质进行过滤，最终实现超低浓度排放，完全符合现行的燃煤锅炉污染物排放标准。
二、燃煤锅炉烟气深度治理技术的应用
1、除尘器的选择
常见的除尘器有惯性除尘器、旋风除尘器、湿式电除尘器等，不同种类的除尘器各有其使用条件。在综合考虑该火电厂燃煤锅炉情况和除尘成本的基础上，决定使用PPC气箱式脉冲袋式除尘器。除尘原理为：烟气进入除尘器后，透过滤布纤维。滤布纤维能够对烟气中的一些粉尘颗粒进行吸附和阻挡，所有粒径大于1μm的粉尘颗粒，都会被阻挡在滤布纤维的外侧，从而达到比较理想的除尘效果，除尘效率最高可达99.9%。
2、脱硝工艺的选择
结合火电厂项目实际情况，采用低氮燃烧技术和联合脱硝工艺。
（1）低氮燃烧技术
氮氧化物排放主要特征是其对燃料性质、床温和空气量的敏感性，循环流化床锅炉采用低氮燃烧技术控制NOX的生成。
采用分级送风：采用分级送风，适当的降低一次风率，增大二次风率可大大降低NOX的排放量。将约50%的燃烧空气作为二次风送入密相区上方的一定距离，NOX的排放量可望达到最小值。
二次风布局方式：在上述分级送风的基础上，对二次风进行合理布局，采用前后墙布置，分上下层，从而使锅炉燃烧区由原来一个区即燃烧室，改成两个区即燃烧室区和二次风区；进而减少锅炉燃烧室局部高温的可能性及提高烟气在炉膛的扰动，可有效降低NOX排放浓度。
（2）联合脱硝工艺
脱硝剂制备模块：脱硝剂在溶解槽内制备成20%的溶液，通过设置的溶液输送泵及稀释水泵分别将20%溶液和稀释水输送至脱硝剂混合分配模块。
脱硝剂分配模块：20%浓度的溶液和稀释水通过泵送达混合分配模块后，通过流量精确控制溶液及稀释水加入量，控制混合后的溶液浓度为不高于10%。
脱硝剂喷射模块：在静态混合器后，稀释后的浓度不高于10%的脱硝剂溶液输送至锅炉炉膛内进行脱硝还原反应。
压缩空气模：由压缩空气系统提供，压缩空气系统为脱硝剂喷射系统提供喷射用气及降温用气。
3、脱硫方式的选择
行业内常用的脱硫方式有氨法脱硫、双碱法脱硫、石灰石脱硫等若干种。本次烟气深度治理中采用双碱法烟气脱硫技术，基本步骤为：将碱金属盐类混合到水中，按照9：1的比例制成10%的碱性水溶液。然后将导管插入盛有水溶液的容器底部，并检查密封性。导入烟气后，烟气在向上逸出的过程中，二氧化硫被水溶液吸收，达到脱硫目的。双碱法脱硫工艺的优点在于采用液相吸收方式，能够确保烟气中的二氧化硫更好的被吸收。
4、脱硫系统的主要参数
（1）氧化空气系统。烟气中本身含氧量不足以氧化反应生成的亚硫酸钙，需提供强制氧化系统为吸收塔浆液提供氧化空气，把脱硫反应中生成的半水亚硫酸钙氧化为2水硫酸钙即石膏。氧化空气通过氧化空气喷枪，均匀地分布在吸收塔底部反应浆液池中。
（2）吸收剂制备系统。采用高纯度的石灰石粉与水混合，配制成一定浓度的浆液，静置一段时间，过滤掉沉淀物。利用水泵将清液灌入吸收塔。在进行烟气深度治理时，先将输气管道接入吸收塔底部的接口，然后打开控制阀门。在浮力作用下，气体从吸收塔的底部自行向上移动。在这一过程中，吸收剂可以除去气体中的硫化物。
（3）浆液排放回收系统。配套设施排水坑，并做好坑壁、坑底的平整处理，内表面用水泥抹平，用来盛放排出物。排水坑安装2台水泵，当坑内的液体达到总高度的4/5后，启动水泵，将液体抽出。正常情况下，水泵一用一备。
（4）烟气系统。原经布袋除尘器的烟气自引风机出口引出，通过新建钢烟道，分别进入吸收塔，从吸收塔出来的净烟气分别进入原烟囱排放。另一部分烟气经过吸收塔时，利用碱性溶液对烟气进行冷却和洗涤，可以除去烟气中的氯化物、硫化物。经过喷淋后的气体会含有一定量的水蒸气，可以在吸收塔的顶端安装一个烘干室，使气体保持干燥。
三、燃煤锅炉烟气深度治理技术的应用效果
该火电厂自应用燃煤锅炉深度治理技术以来，取得了如下应用效果：（1）除尘率提升，分别从燃煤锅炉排烟口和静电除雾除微尘装置的排气口收集气体，进行实验室分析，可以发现经过深度治理后，排放气体中PM2.5的去除率达到99%以上，另外想二氧化硫、一氧化氮等污染物，其去除率也在90%以上。（2）脱硫剂不受限制，可以使用多种碱性物质作为脱硫剂，例如石灰、电石泥碱性物，甚至是一些碱性的工业废液等，无形中降低了烟气治理的成本。（3）使用期长，整套烟气深度治理装置，金属部分全部采用高纯度不锈钢，非金属部分使用高分子材料，具有较好的耐高温、耐腐蚀性能，设计使用寿命可达20年。（4）采用低氮燃烧技术+联合脱硝工艺可确保具有较高的脱硝效率86%，从而确保项目新建锅炉外排燃煤烟气中NO2排放浓度稳定达标排放。
结语：在燃煤锅炉排放标准不断提高的背景下，如果火电厂仍然沿用传统的烟气治理技术，最终排放的烟气将很难达到现行标准，必须要与时俱进的进行技术革新。本文提出的烟气深度治理技术，能够对烟气依次进行脱硝、除尘、脱硫、除雾处理，最终排放气体的污染物去除率可以稳定达到99%以上，完全满足现行的《锅炉大气污染物排放标准》，实际应用效果良好。此外，该项技术的投入成本较低，整套烟气处理系统的使用寿命较长，经济效益较好，适合推广使用。
参考文献：
[1]陈俊杰.三相紊流筒高效脱硫除尘技术在中小型燃煤锅炉烟气治理的工程应用[J].科技展望,2016,26(31)；