趙成，王文全

（1.水磨溝區(qū)環(huán)境保護(hù)局，烏魯木齊 830000；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830000）

1 引言

隨著人類工業(yè)化水平的逐漸提升，化石能源的廣泛利用在提升社會(huì)生產(chǎn)力的同時(shí)，也對(duì)環(huán)境造成了一定程度的污染，在部分地區(qū)，由于化石能源的濫用，已經(jīng)超出了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境自然承載力的極限，對(duì)環(huán)境造成了永久性不可逆的損害。焦炭在燃燒過(guò)程供給能量的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，比如硫氧化物、氮氧化物、煙塵等有害物質(zhì)。其中大量的硫氧化物排放會(huì)造成大面積的酸雨危害，酸雨的形成和降落會(huì)對(duì)動(dòng)、植物生長(zhǎng)、建筑物表面、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)以及人類健康等諸多方面造成嚴(yán)重的危害以及影響[1]。為了控制酸雨污染，中國(guó)對(duì)燃煤鍋爐排放的SO2規(guī)定了最高允許排放濃度，為此對(duì)以焦炭為燃料的鼓風(fēng)爐二氧化硫治理是當(dāng)前大氣污染治理領(lǐng)域的重要研究課題[2]。目前，在以焦炭為燃料的鼓風(fēng)爐大氣污染治理方面，主要脫硫工藝使用的脫硫劑為石灰和燒堿，合理對(duì)比分析兩種脫硫劑治理硫氧化物的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，對(duì)針對(duì)性開(kāi)展污染防治工作與控制大氣污染物排放具有重要意義。

2 燃煤鼓風(fēng)爐二氧化硫污染綜合防治對(duì)策

根據(jù)脫硫工藝在生產(chǎn)中所在位置的不同可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫[3]。燃燒前脫硫主要是指使用清潔能源或?qū)⒚禾拷?jīng)過(guò)物理、化學(xué)等方法轉(zhuǎn)化成清潔燃料后再進(jìn)行燃燒，減少燃料中的硫含量；燃燒后脫硫是指通過(guò)脫硫設(shè)施對(duì)鍋爐煙氣進(jìn)行脫硫的措施；燃燒中脫硫主要是指在煤的燃燒過(guò)程中加入脫硫劑，通過(guò)其在燃燒過(guò)程中與二氧化硫反應(yīng)生成硫酸鹽隨灰渣一起排出。本文主要是對(duì)燃燒中脫硫工藝（湍球塔）[4]進(jìn)行研究。

湍球塔由塔身、填料球、擋板、除霧旋流板、氣體出口、液體噴頭、液體出口等主要部分構(gòu)成，含硫廢氣從湍球塔下部入口以較高速度進(jìn)入塔體向上運(yùn)動(dòng)，脫硫液（NaOH溶液/石灰）自噴頭向下噴淋。它將流化床的概念發(fā)展到氣液傳質(zhì)設(shè)備中，因而具有特殊的用途。它的特點(diǎn)是氣速高，處理出力大，塔身體積小，重量輕，氣液分布比較均勻，不易被固體及黏性物料堵塞，特別是由于塔內(nèi)強(qiáng)烈湍動(dòng)，質(zhì)量及能量的傳遞得以強(qiáng)化。

3 技改前后使用不同脫硫劑下鼓風(fēng)爐的排污情況

本項(xiàng)目在進(jìn)行技術(shù)改造前后，除塵方式均為重力除塵+袋式除塵，脫硫工藝為二級(jí)湍球塔，技改前使用石灰作為脫硫劑，技改后換用燒堿作為脫硫劑，為有效對(duì)比兩種常用脫硫劑改造方案的優(yōu)缺點(diǎn)，本文結(jié)合實(shí)際案例對(duì)兩種治理方案進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。依據(jù)其對(duì)二氧化硫大氣污染排放防治的特點(diǎn)，為燃煤鍋爐脫硫工藝提供一定的技術(shù)支撐。技改前后常見(jiàn)大氣污染物的排放情況見(jiàn)表1。

表1 技改前后使用不同脫硫劑下大氣主要污染物的排放情況

4 分析與討論

通過(guò)對(duì)比脫硫工藝中兩種常用脫硫劑對(duì)燃煤鼓風(fēng)爐二氧化硫的防治改造措施，可以發(fā)現(xiàn)在脫硫效果方面，以石灰為脫硫劑的方案受到多種因素影響，實(shí)際的脫硫效果相對(duì)有限，并且產(chǎn)生的脫硫渣露天堆放在廠區(qū)，堆存過(guò)程也會(huì)對(duì)環(huán)境造成不利影響。而進(jìn)行技術(shù)改造后使用燒堿為脫硫劑后，二氧化硫濃度較使用石灰為脫硫劑降低15%，相比以石灰為脫硫劑具有更高的脫硫效率。通過(guò)對(duì)以燒堿為脫硫劑的脫硫工藝分析，可知影響湍流塔脫硫效果的幾個(gè)因素如下：

4.1 噴淋量對(duì)脫硫效率的影響

相同工況下，噴淋量越大，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入湍球塔內(nèi)的堿液越多，液氣比越大，氣、液接觸越充分，且隨著噴淋量增大，塔內(nèi)溫度下降，SO2在水中溶解度增加，液相阻力減小，有利于堿液和SO2吸收反應(yīng)的進(jìn)行，提高了脫硫效率。

4.2 堿液濃度對(duì)脫硫效率的影響

堿液濃度越高，相同噴淋量下，解離出的OH-離子越多，與SO2反應(yīng)能力越強(qiáng)，脫硫效率越高。

4.3 脫硫液pH對(duì)脫硫效率的影響

循環(huán)脫硫液pH值越高，所含Na0H越多，解離出的OH-越多，吸收SO2的能力越強(qiáng)，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，循環(huán)液中NaOH的利用率增大，pH值下降，OH-濃度減小，脫硫效率也減小，因此為了維持高脫硫效率，循環(huán)液pH應(yīng)在7～9之間。

從本次監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行觀察，可以發(fā)現(xiàn)在燃煤鼓風(fēng)爐使用的以石灰為脫硫劑的湍流塔脫硫裝置雖脫硫效果明顯，具有性價(jià)比高，安裝簡(jiǎn)單方便的優(yōu)勢(shì)。但隨著我國(guó)社會(huì)整體對(duì)環(huán)境污染治理愈發(fā)重視，對(duì)污染物排放更加嚴(yán)格管控的要求下，環(huán)境污染治理已經(jīng)上升到新的高度，以燒堿為脫硫劑的湍流塔脫硫裝置不僅脫硫效果顯著，且避免了因脫硫渣露天堆放在廠區(qū)造成的環(huán)境問(wèn)題。該工藝較為環(huán)保，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染。

5 結(jié)論

因此在加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，要加大燃煤煙氣脫硫治理。根據(jù)本次研究?jī)?nèi)容可以得出：在技改后使用燒堿作為脫硫劑能夠相對(duì)有效地處理燃煤鼓風(fēng)爐產(chǎn)生的SO2等大氣污染物，使其排放濃度達(dá)到《GB13271-2014鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。因此在實(shí)際設(shè)計(jì)污染防治措施時(shí)，應(yīng)當(dāng)針對(duì)性地對(duì)燃煤鼓風(fēng)爐的燃料成分進(jìn)行分析監(jiān)測(cè)，在長(zhǎng)期的排放控制下通過(guò)持續(xù)觀察制訂相應(yīng)的脫硫方案。望本文研究?jī)?nèi)容得到相關(guān)企業(yè)及機(jī)構(gòu)的重視，加強(qiáng)燃煤鼓風(fēng)爐脫硫應(yīng)用領(lǐng)域的排放標(biāo)準(zhǔn)制訂工作，對(duì)推動(dòng)燃煤鼓風(fēng)爐脫硫措施的應(yīng)用普及和有效降低大氣污染提供必要的理論支持。