郭美晨　宋　杰　林真國　周士棋

（1重慶大學重慶4000452新疆天格信息科技有限公司新疆烏魯木齊830000）

燃氣鍋爐尾氣綜合處理裝置研發(fā)

郭美晨1宋杰1林真國1周士棋2

（1重慶大學重慶4000452新疆天格信息科技有限公司新疆烏魯木齊830000）

為了減少燃氣鍋爐尾氣對環(huán)境的污染，本文提出了針對性的處理方案。結合理論分析和實際應用經(jīng)驗，提出了燃氣鍋爐尾氣綜合處理裝置的設計方案，且通過分析實際項目中該裝置的應用效果，驗證了該裝置在實際鍋爐尾氣污染物凈化過程中具有較好效果。

燃氣鍋爐；尾氣處理；凈化裝置

1　概述

近年，“霧霾”等大氣污染現(xiàn)象愈演愈烈［1］，成了熱議的民生問題，而燃氣鍋爐以其“經(jīng)濟性”和“環(huán)保性”倍受青睞，各地政府推廣、鼓勵使用燃氣鍋爐代替原有的燃煤和燃油鍋爐。與此同時，燃氣鍋爐尾氣中的大氣污染物對環(huán)境的破壞也日益突出［2］。其中的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、水蒸氣和固體顆粒物等物質會造成酸雨、溫室效應及霧霾等環(huán)境污染問題，因此對燃氣鍋爐尾氣的治理很有必要。

2　處理裝置凈化機理的確定

2.1凈化鍋爐尾氣污染物

本裝置所需凈化的鍋爐尾氣污染物成分可分為三類：（1）氣體污染物（硫化物和氮氧化合物）；（2）固體顆粒［5］；（3）水蒸氣［3］（增加空氣的相對濕度，為“霧霾［4］”現(xiàn)象中氣溶膠的形成提供了濕度環(huán)境）。

2.2裝置的三種凈化機理

2.2.1碰撞。針對鍋爐尾氣中的固體顆粒最簡單的方法就是碰撞，通過尾氣和物體碰撞，達到煙氣中固體顆粒沉降的作用，從而達到降低固體顆粒物濃度的作用。

2.2.2吸附。吸附作用也是對煙氣處理常用的一種凈化方式。分為物理吸附和化學吸附，這里考慮到鍋爐尾氣溫度較高，采用化學吸附方式難度較大，且會加大該裝置的初投資，所以這里采用簡單有效的物理吸附方式，通過該方式降低煙氣中小的固體顆粒、硫化物和氮氧化合物。

2.2.3冷凝。針對大型燃煤鍋爐煙氣中的氮氧化合物和二氧化硫等酸性污染物，通常采用一定的物理化學化學藥劑進行處理。但考慮到燃氣鍋爐尾氣中上述三種物質的濃度范圍，該裝置計劃采用冬季外部低溫條件，對煙氣進行降溫，從而使尾氣中的水蒸氣液化。在液化的同時，上述三種污染物也達到了凈化的效果。

3　燃氣鍋爐尾氣處理裝置設計

燃氣鍋爐尾氣在該裝置中被處理流程：

3.1通過管道將鍋爐的排煙口和該裝置的進煙口相連接，讓鍋爐尾氣通過該裝置；該部分尾氣流動動力靠煙氣自身的熱壓。

3.2鍋爐尾氣進入該裝置后，經(jīng)過以下幾項凈化處理：

（1）鍋爐尾氣和擋板碰撞，以除去固體顆粒物。（2）在該裝置的擋板上固定了具有吸附效果的材質，來吸附煙氣中的固體顆粒。（3）通過該裝置的低溫外表面?zhèn)鳠岷脱b置內部的送冷風風道高溫煙氣溫度降低到其露點溫度時，煙氣中含有的水分將會析出，最終達到煙氣除濕的效果。（4）析出的水分在下落過程中會對煙氣中的固體顆粒物、硫化物、氮氧化合物等污染物有吸收作用，從而進一步達到煙氣凈化的效果。

3.3在熱壓和送風壓力的共同作用下，煙氣通過該裝置頂部四周的排煙口排出。

圖1　燃氣鍋爐尾氣處理裝置結構示意圖

4　燃氣鍋爐尾氣處理裝置處理效果分析

通過新疆烏魯木齊市的實際項目進行試用，對上述燃氣鍋爐尾氣處理裝置的凈化效果進行驗證。

4.1干燥效果

該燃氣鍋爐尾氣凈化處理裝置對煙氣具有很好的干燥效果。通過煙氣濕度測試儀得出的實驗數(shù)據(jù)分析計算發(fā)現(xiàn)，該項目燃氣鍋爐煙氣中水蒸氣的產(chǎn)量為204.05kg/h，占煙氣總質量的11.25%。燃氣鍋爐尾氣在裝置經(jīng)過凈化處理后，每小時會產(chǎn)生106.36kg的冷凝水，占煙氣未處理前水蒸氣質量的52.1%。

4.2氣體污染物吸收效果

燃氣鍋爐尾氣中含酸性氣體，正常凝結水應為中性；通過對裝置內冷凝水收集及測試知，冷凝水的pH值為5.3（偏酸性），該值直觀的反應了尾氣在降溫過程中產(chǎn)生的冷凝水對尾氣中的酸性氣體具有吸收性，部分尾氣中的污染氣體被吸收到了凝結水中成為酸性液體，只要集中收集并進行集中處理，該裝置對鍋爐尾氣的酸性氣體污染物即能起到較好的凈化效果。

4.3固體顆粒物凈化效果

使用PM2.5粉塵檢測儀對煙氣中固體顆粒物的凈化效果可以通過對實驗監(jiān)測的進煙口和排煙口的數(shù)據(jù)分析對比得到，進煙口固體顆粒物的濃度為44.83g/h，排煙口為26.76g/h，其除塵率為40.3%。

5　結語

燃氣鍋爐尾氣造成的環(huán)境污染不可忽視。本文針對燃氣鍋爐尾氣可能造成的環(huán)境污染問題設計研發(fā)的綜合處理裝置能對燃氣鍋爐尾氣起到較好的干燥、吸收氣體污染物、凈化固體顆粒物的作用，其中該裝置的干燥率達到52.1%；除塵率達到40.3%；該裝置對燃氣鍋爐尾氣中的酸性氣體也具有較好的凈化效果，最終能達到減小和緩解燃氣鍋爐尾氣對大氣環(huán)境造成危害的目的。

［1］裴軍.城市環(huán)境污染的現(xiàn)狀、原因及對策建議.中國科技論壇，2009（02）：98-102.

［2］譚延年，燃氣鍋爐煙氣有害成分的防治.北方環(huán)境，2002（01）：67-68.

［3］李云博，等.火電廠煙氣污染物處理方法概述.能源與節(jié)能，2013（11）：8-10+27.

［4］王雨田，李衛(wèi)東.城市中霧霾的形成機理及其對策研究.合作經(jīng)濟與科技，2015（03）：30-32.

重慶市科委重點項目cstc2014yykfB90004；烏魯木齊市科學技術計劃項目H 141015001）。