燃煤工業鍋爐大氣污染物治理策略探析論文

　　隨著我國北方地區對冬季供熱供暖的需求日益增加， 燃煤工業鍋爐在冬季供暖中發揮著越來越重要的作用。但由于城市及其周邊地區燃煤工業鍋爐的熱效率較低， 加之煤種與設計煤種存在差異， 使城市空氣質量不斷惡化。近年來， 雖然工業鍋爐的總數量沒有多大變化， 但總蒸發量和單位平均蒸發量卻迅速增加， 單位面積的總蒸發量和平均蒸發量都遠遠高于單位數量的增加。根據計算， 大約有48萬臺燃煤鍋爐在中國。這些燃煤工業鍋爐大多分布在城市及其周邊地區， 低煙囪排放， 熱效率普遍低， 這對城市空氣質量影響重要， 特別是在加熱爐的加熱時間投入運行， 與其他的季節相比， 冬季城市污染指數比較高。

　　一、污染物治理現狀分析

　　（一） 二氧化硫

　　對二氧化硫的處理過程主要分為燃燒前， 燃燒中和燃燒后3種。目前， 燃燒中脫硫主要采用物理清洗煤法， 目前采用物理清洗煤法的洗選能力可達15億噸。燃燒脫硫技術包括硫磺成型、“石灰石-石膏”濕法和脫硫除塵一體化法等等。固硫率達到40%-60%, 減少煙塵排放60%, 節省15%的煤 （質量分數下同） , 特別適用于中、低硫煤的中小型鍋爐。目前一級除塵+脫硫裝置采用兩階段煤炭處理燃煤工業鍋爐煙氣20t/h以上蒸發量， 并根據《固定污染源排放煙氣連續監測系統技術要求及檢測方法》， 配備控制及連續監測系統， 有效提升除塵脫硫的質量和效果。根據SO2常規監測結果， 某市監測中心測算出當地最高排放濃度的SO2為40.0mg/m.數據顯示， 2008年中國的燃煤工業鍋爐SO2年排放量約為1000t, 占二氧化硫排總放量占23.8%.

　　（二） 煙塵

　　由于我國北方集中供暖的熱源主要以區域鍋爐房為主， 因此鍋爐房排放煙塵的治理可以追溯到上世紀70年代。機械除塵器包括脈沖布袋除塵器、機械反吹袋式除塵器、單機振打除塵器， 其主要功能是分離、捕集空氣中煙塵， 對于過去粗放型管理模式下大規模高濃度煙塵處理的效果比較明顯， 其主要優勢在于投資少， 性價比高， 結構簡單， 但缺點在于除塵效率第。此后， 隨著環保要求的日益嚴格， 濕式除塵器的發展趨勢。濕式除塵器對微粒捕集效果良好， 除塵效率可達70%-95%.近年來， 中央供熱鍋爐采用小型熱電， 采用了先進的干除灰系統、雙室四電場靜電除塵器和低氮燃燒器， 或由原始機械除塵器向濕式靜電除塵器轉變， 熱電聯產電粉塵排放濃度可控制在30mg/m.

　　（三） 氮氧化物

　　在“十二五”規劃中， 將氨氮和氮氧化物 （NOx） 納入總量控制指標體系。但是在目前的國家排放標準中， 還沒有明確規定NOx的排放限值。目前， 在全國的范圍內， 由于凈化處理技術的不斷發展， 對工業燃煤鍋爐NOx已經實現了有效控制。近些年來， 通過對當前空氣污染狀況進行分析， 我國研制出低氨燃燒技術和煙氣脫硝技術， 并廣泛運用在北京、上海、武漢、哈爾濱等地。目前我國相關行業采用的NOx控制技術與發達國家所采用的技術是一致的。由于工業燃煤鍋爐的燃燒方式不同于電站鍋爐的燃燒方式， 因此燃煤工業鍋爐NOx減排技術的發展應該是循環流化床鍋爐。

　　二、污染物控制方案及實例分析

　　（一） 加強鍋爐檢測工作

　　鍋爐檢測的目的是對鍋爐進行能效測試， 確保鍋爐能效達標， 從而有利于進大氣污染防治工作， 有效改善城區空氣質量。以湖北省為例， 自2017年起小于20t的工業鍋爐禁止運行， 對工業鍋爐開展能效普查， 可以豐富鍋爐能效數據庫， 為燃煤鍋爐節能減排提供數據支撐。作為檢驗人員， 應嚴格按照鍋爐檢驗的相關法律法規及《特種設備安全監察條例》相應規程， 在掌握無損檢測等方面知識的基礎上， 對特種設備進行嚴格地檢驗、檢測。強化與當地環保部門的溝通協調， 做好高污染燃料禁燃區內燃煤鍋爐管控和燃油 （氣） 鍋爐低氮燃燒改造工作， 提高鍋爐節能管理水平。

　　（二） 燃煤工業鍋爐大氣污染物控制技術路線

　　燃煤工業鍋爐大氣污染物控制技術應根據當地條件進行科學選擇。由于煤爐系統主張污染物的全過程控制， 從我國的現狀考慮， 根據鍋爐的特點， 對于大氣污染物控制技術路線可設置如下： （1） 以單管 （煙塵處理多缸） 多濕式靜電或布袋除塵， 大型鍋爐采用濕法除塵技術方法； （2） 采用低氮燃燒技術和氮氧化物處理技術， 建設生物質型煤復合燃料基地， 廣泛開展、天然氣、生物質型煤的制備與研究， 促進節能減排工作。 （3） 加強技術改造， 使用低硫煤， 采用脫硫除塵技術和串聯技術， 以合理控制SO2排放。

　　（三） 湖北省具體做法

　　目前， 燃煤鍋爐專項整治與改造升級工作在湖北省全面推開。湖北省環保廳牽頭， 取締燃煤小鍋爐、整治小散亂污企業 （群） , 對改造升級的鍋爐企業給予3-5萬元不等的獎勵。截至2017年5月， 該項整改工作已完成近90%, 更大意義在于推動了企業的轉型升級、快速發展。例如， 投資額達4億、20萬噸蒸汽/年的大冶有色工業園生物質集中供熱項目一期工程已經開工， 比以往的燃煤鍋爐提高30%.目前， 該省正嘗試以PPP模式讓更多的社會資本進入鍋爐技改領域， 調動民間資本的積極性。

　　三、結論和建議

　　大多數的小型燃煤工業鍋爐采用單層或多層管機械除塵器和濕式除塵器；大部分的熱電聯產等大型燃煤工業鍋爐采用靜電除塵器或袋式除塵器除塵效率高。在一些熱電聯產機組和其他大型燃煤工業鍋爐中， 僅設有二氧化硫處理設施， 小型工業鍋爐沒有脫硫設施。選擇鍋爐大氣污染物， 煤炭行業應該因地制宜， 煤控制技術， 由于爐系統， 在技術經濟合理、便于操作的確定依據；在計劃和技術系統的實施過程中， 脫硫和除塵技術的清潔替代能源；應該除塵、脫硫SCR技術路線；鼓勵高效脫硝技術和設備的開發、使用脫硫和煙氣脫硝控制技術的協同發展。

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