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1.電廠鍋爐煙氣除塵技術分析

1.1 靜電除塵

煙灰在運動摩擦中會產生靜電，比電阻一般在 1×104-5×104Ω?cm，靜電除塵比電阻應低于靜電比電阻，因為靜電除塵器的極板與煙灰之間需產生電勢差，煙灰顆粒才會在電場力的作用下向極板運動。靜電除塵的工作原理：在除塵器的兩極施加高壓直流電，當煙氣經過時，煙塵的負電在除塵器兩極形成的電場力的作用下會向正極板移動，從而逐一被電極板吸附排除。靜電除塵過程大致分為五個部分：高壓電場電離煙氣使產生大量負電離子；煙塵獲取負電離子；帶靜電粉塵吸附到一起變成帶靜電大顆粒粉塵；大顆粒粉塵向正極板運動被吸附；清除極板上的灰塵。

1.2 水幕除塵

水幕除塵脫硫工藝，采用堿性液體脫硫除塵。選用防堵噴淋裝置，噴灑堿性液體，循環堿水在與煙氣中二氧化硫接觸時將其反應吸收，因而達到脫硫除塵的效果。

工藝流程：

從鍋爐出來的煙氣溫度在155-200℃，煙氣夾雜著粉塵和二氧化硫等有害氣體進入工藝裝置，與脫硫除塵噴霧同向運動，由于煙氣溫度高與噴霧混合呈濕煙氣狀態，從而被噴霧充分吸收，剩余的熱量可將水霧烘干一起由引風機進入煙囪而被排出。被水霧吸收的煙氣由預熱器出口進入霧化室，使煙與堿水進行反應，在經過文丘管的時候高流速使煙氣產生紊亂，直徑大于10微米的顆粒在水重力的作用下，墜落水面得到凈化。沒有完全被吸收的煙氣和顆粒會隨旋流板到達塔內，再次與塔內的液體接觸而被全部吸收。

1.3 布袋除塵器

箱式布袋除塵器可以根據粉塵的大小選擇布袋的數量和材料，布袋設計成圓形，采用Φ130濾袋，袋籠垂直度按國標。用彈簧或文丘里把濾袋的上端縮進，以避免袋內積灰。煙塵從布袋除塵器的進風阻流板吹進各個袋室，并在阻流板的引導下，直徑較大的粉塵被直接分離到灰斗，直徑較小的粉塵會被引進中部箱體，被濾袋吸附。過濾后的煙氣再進入另一個箱體，由排風管道引排出。隨著濾袋的使用率增加，濾袋上沾的顆粒會累積變厚，當積塵的阻力值達到設定狀態時，清灰裝置就會按設定的程序開啟清灰閥，濾袋上的積塵會在清灰裝置的噴吹下抖落，由卸灰閥排出。

2.電廠鍋爐煙氣脫硫技術分析

2.1 干式煙氣脫硫技術

在煙氣脫硫技術中根據脫硫劑的種類可分為以下幾種：CaCO3、MgO、NaSO3、NH3。國外常用的煙氣脫硫方法根據工藝的不同可以分三類：濕式拋棄工藝、濕式回收工藝以及干法工藝。

干式煙氣脫硫工藝從二十世紀八十年代開始就常常被用在供暖鍋爐煙氣凈化。常采用的干式脫硫技術有噴霧式和粉煤式。噴霧干式煙氣脫硫工藝，與上邊提到的水幕除塵脫硫工藝相似。粉煤灰干式脫硫技術，是1985年由日本研制出來的，該技術用粉煤灰作為脫硫劑除去煙塵中的硫。粉煤灰干式脫硫設備，脫硫率高達60%以上，而且成本低，用水少，具有各種優勢。

2.2 濕法煙氣脫硫技術

采用的脫硫劑主要有石灰石，石灰，以及碳酸鈉，通過對煙氣的凈化，而除去煙氣中的硫。濕法煙氣脫硫原理可分為物理吸收和化學吸收，物理吸收的主要方式是煙氣溶解于液體，化學吸收的主要方式是與煙氣中的二氧化硫產生化學反應。物理吸收與化學吸收性能不同點在于，物理吸收需要保持塔內的液平衡，需要有一定的控制穩定性，而且物理吸收相比化學吸收的效率會差一些。

4PS 型燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫技術。該技術可同時除塵和脫硫，裝置由兩部分組成：噴霧脫硫塔和濕式除塵器。在脫硫塔內，煙氣首先經過石灰漿噴霧，煙氣中的二氧化硫被吸收生成硫酸鈣。煙氣然后進入濕式除塵器，除塵器內的噴氣頭會產生強大的風速，將煙氣吹到除塵器底部，使其與貯水池進行交融進而被吸收。

技術流程為：

3.電廠鍋爐煙氣除塵脫硫技術的發展趨勢

根據我國中小型電廠燃煤鍋爐的具體情況，首選的煙氣脫硫技術應是技術可靠、經濟可行以及無二次污染。而對于燃煤中小型鍋爐的SO2污染源，朝著因地制宜地采用成熟的煙氣脫硫技術方向發展：對電廠新建燃煤中小型鍋爐，采用除塵脫硫―體化凈化設備；現有燃煤電廠中小型鍋爐，對于已有除塵系統正常運行者，其煙塵脫硫用低阻、中效、占地面積小的半干式噴霧脫硫器，對于除塵系統失效者以除塵脫硫一體化的凈化設備取代；對于有廢堿行業的電廠中小型鍋爐，可利用堿法造紙廢水進行濕法脫硫。

總之，電廠鍋爐作為燃燒原料的設備，其在生產運行期間會引起粉塵及硫氧化物的污染，破壞了周圍的生態環境。考慮到可持續發展觀對環境保護的需要，用戶在使用供暖鍋爐期間必須要控制好鍋爐的燃燒產物，采用先進的除塵脫硫技術降低鍋爐污染。只有引進高科技輔助設備操作運行，才能在保證生產質量的前提下創造理想的經濟效益。對于除塵脫硫綜合技術還有相當長的一段路要走。因此，電廠技術人員應不斷探索，不斷創新，在實踐中不斷總結經驗和教訓，從而完善除塵脫硫綜合治理技術，防止火電廠煙氣中的粉塵和污染性氣體排入大氣，改善人們的生活環境，以造福于了孫后代。

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現將會議征文及有關事宜通知如下：

一、論文征集的主要內容

（一）污染治理技術與設備

1、國際先進的水泥工業污染物控制技術及在我國的示范和應用；

2、國產先進、成熟、適用的污染防治技術和裝備在國外的示范和應用；

3、水泥工業除塵、脫硫、脫氮、脫氟系統工程典型案例與分析；

4、水泥企業粉塵污染治理現狀與發展趨勢；

5、電、袋復合式除塵器的開發與應用；

6、水泥廠袋收塵器存在的問題及其改進建議；

7、脫硫除塵成套設備關鍵技術的最新研發與應用；

8、水泥工業高濃度煤粉的袋式捕集技術和設備；

9、大風量、長袋、低壓脈沖除塵技術和設備；

10、水泥窯頭、窯尾袋式除塵技術及高爐煤氣袋式除塵技術的研發與應用；

11、在水泥工業除塵工程設計、施工、安裝調試及設備運行中存在的問題和采取的辦法與解決措施；

12、水泥工廠加強除塵系統和設備的維護與管理提高設備運轉率的經驗和教訓；

13、水泥企業實施清潔生產實現預防污染、節能減排的經驗；14、水泥工廠貫徹ISO14000實現減排、提高環境績效的經

驗；

15、水泥企業開展清潔發展機制項目CDM實現CO2減排的做法與經驗。

（二）節能減排的新技術與新趨勢

1、水泥工業節能減排新技術展望；

2、水泥企業低品位石灰石資源利用新技術；

3、水泥企業用回轉窯焚燒生活垃圾、固體廢棄物的新技術；

4、水泥企業利用外行業尾礦、工業廢渣、粉煤灰等綜合利用的新技術；

5、水泥企業采用新型多通道燃燒器利用劣質燃料、二次燃料的新技術；

6、水泥企業采用低NOX生成分解爐的預分解新技術；

7、水泥企業采用低NOX生成的燃燒新技術；

8、水泥企業采用除塵、除有害氣體一體化的收塵技術與設備；

9、水泥企業開放場合粉塵控制新技術；

10、全密閉電石爐尾氣治理及綜合利用；

11、水泥企業采用高新技術“留殼改仁”改造低效率收塵設備的經驗；

12、水泥企業采用清潔生產措施預防與控制污染的新技術；

13、新型干法水泥企業提高型清潔生產審核技術與方法；

14、水泥企業開展清潔發展機制CDM項目實現CO2減排新的做法；

15、水泥企業噪聲治理新技術；

16、水泥企業工業廢水治理新技術；

17、水泥企業治理污染物高濃度、高含濕量、腐蝕性、爆炸性、粘性廢氣的新技術；

18、低溫余熱發電、高效節能粉磨（立式磨、輥壓機、高效選粉機等）、高效低壓損預熱器、高效熟料冷卻器、散裝水泥、高效密閉輸送等節能減排型水泥成套技術裝備創新及產業化發展。

希望各有關單位及相關人員，根據征文內容撰寫論文。

二、論文征集

1.本次研討會面向全國征集與主題相關的學術報告、論文、調研成果，將擇優選用并安排會議發言。

2.個人簡介：會議演講者需提供300字左右的個人簡介，供會場主持人向參會代表進行介紹。

3.論文要求：①采用A4紙規格，5號宋體字，每頁42行，每行45字。一般不超過5頁。文責自負。論文摘要在500字左右；②題目下方為作者姓名，單位，郵編；③會議只接收論文的電子版（或軟盤）。；④論文截至日期為2009年3月1日。凡被錄用論文，將匯編到題為《2009年全國水泥工業污染預防與控制技術及管理交流會論文集》中，同時論文作者獲論文證書，參會人員每人一冊。

三、主旨報告

1.環境保護部有關領導介紹我國“十一五”環保規劃及當前環保形勢和任務,國家水泥工業污染治理規劃情況及大型水泥工業項目國家污染治理專項資金申請等內容；

2.國家發改委有關領導領導介紹水泥工業污染防治技術政策和節能減排等環保相關管理規定。

四、特邀報告

1.邀請國內外著名專家介紹水泥行業面臨的環保形勢任務及環保治理技術需求信息；

2.為了吸收與引進國內外的水泥污染控制方面的理念、技術與管理經驗，特邀請國內外一批知名領導、專家參加會議，并做基調發言或重要學術報告；

3.專家就中國水泥工業的除塵發展歷程、現狀以及發展趨勢進行概括分析和總結，介紹已經推廣使用并取得良好效果的水泥清潔生產技術和綜合的解決方案。

五、參會人員

1.管理部門：政府官員、行業協會、污染控制部門管理人員；

2.研究單位：水泥、環保、系統研究單位、設計單位，高校、科研院所、監測機構、環評單位等；

3.企業：水泥生產企業、水泥裝備制造企業、環保工程公司、脫硫除塵治理公司，環保工程施工、安裝單位，工業企業燃煤鍋爐單位技術負責人、科技及管理人員等；

4.其他有意參加研討交流的單位及人員。

六、會議安排

1.會議安排：會期3天，相關政策主題報告、專題報告、案例分析、分組交流2天，考察1天。

2.工作語言：會議期間主要用中文和英文交流，會場配備同聲翻譯。

3.有關會議議程、日程安排等事宜將于會前一個月準時通知報名參會人員。

七、會議聯系

中國環境科學學會（北京市海淀區紅聯南村54號，100082）

聯系人：

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隨著2014年對標工作和降本增效工作的實施和考核，作為一名技術員深感約成本的重要意義，雖然創效困難程度很大，但是如何能夠大幅度的降低成本，除了管理到位，我堅信依靠改變工藝和原材料將是最佳途徑，作為一名老燒結技術員，當看到除塵灰在運輸生產過程中、下料堵倉過程中產生的諸多不利因素和造成現場環境的二次污染以及給崗位工造成的巨大勞動強度后，我想到了型煤工藝，結合其他廠家的先進設備，我想將除塵灰、燒結礦返礦再粉碎后再慘加一些如焦沫、無煙煤等物質后，讓其在一定的型煤設備上高壓下就能造出直徑30-40毫米左右的球狀體，大家知道除塵灰、返礦在一定程度上是燒熟了的小粒度燒結礦，若將其做為鋪底料，對生成的燒結礦成品質量影響不大，但是產量肯定是增加的，所以想采用除塵灰、返礦做鋪底料工藝；另一方面，自從2013年我們龍鋼燒結廠有了脫硫工藝后，每日就能產出200-300噸的脫硫石膏，而這些脫硫石膏被當作垃圾處理給環保公司，每車還需付裝運費150元。根據自己多年的經驗，我知道石膏的成分主要是二水硫酸鈣，而二水硫酸鈣在1400℃下加熱就會產生出氧化鈣和二氧化硫，在燒結工藝條件下，大約1250℃石膏就會分解成氧化鈣和二氧化硫，大家知道：二氧化硫有95%被燃燒釋放變成三氧化硫，隨煙氣排出，剩下的氧化鈣就是我們理想的熔劑生石灰的主要成分。

一個大膽的設想用石膏替代生石灰的工藝就在我的腦子里成型，經過自己多次的私下制作的簡易實驗裝備，用我們現用的混勻礦，加入一定的石膏配比，再經過制粒混勻，終于在臺車上燒制出了堿度為1.97的54.5%的全鐵品位燒結礦。雖然粒度組成中大于16毫米以上的比例較少僅占56-42%，轉鼓強度僅達到58-75%，今后還需要繼續探求更高燒結礦工藝技術指標。

1 理論、實踐依據

大家知道：壓球機主要用于有色和黑色金屬礦粉的制球造塊，使其直接進爐冶煉，提高附加值。凡是冶金行業廢料，輔料需上爐的，都需要用壓球機來完成。例如：鄭州威力特機械設備有限公司研發生產的型煤壓球機、干粉壓球機、脫硫石膏壓球機等壓球機系列產品技術先進、質量可靠、一機多用。同時具有成型壓力大、主機轉數可調、結構緊湊、便于維修、配有螺旋送料裝置特點。適合大、中、小型企業建立具有一定生產規模的生產線。

成功案例：冶金企業把粉狀物料壓成球團，回爐冶煉，擴大了物料的使用范圍；耐火材料企業把粉料壓成球團，煅燒后提高了物料的純度；化肥企業利用粉煤壓成球團制造氣型煤，達到降耗增收；這些都是各類企業利用球團技術的范例。樣品球如圖1。

結論：綜上所述，可見將除塵灰、返礦壓制成20-40mm球狀體是可行的。

2 將脫硫石膏燒制成生石灰的理論研究

2.1 脫硫石膏介紹

脫硫石膏是煙氣脫硫中石灰石粉末與二氧化硫反應產生的工業副產物，主要成分是二水硫酸鈣，其特點是：純度高、成分穩定、粒度小、粉狀、游離水約12-17%，顆粒大小、粒徑分布均勻，級配較差，標稠用水量大，含有一定量的碳酸鈣和較多的水溶性鹽，根據燃燒的煤種和煙氣除塵效果的不同，脫硫石膏從外觀上呈現不同的顏色，一般我們視角看到的都是灰黃色或灰白色，質量優良的脫硫石膏是純白顏色。但實際呈現的是灰色、黃色、灰褐色、紅褐色等。

粉狀脫硫石膏在運輸和生產中有諸多不便，由于其含水分比較大，運輸成本高，其次也是最主要問題，濕基脫硫石膏粘結性強，直接生產線上應用很容易粘堵輸送裝置、料斗、球磨機，無法正常生產。若能把濕基脫硫石膏成球、烘干就可以解決以上問題。

2.2 將脫硫石膏制成球狀體不成問題

2.2.1 脫硫石膏壓球機簡介

根據石膏性能，鞏義市曙光機械廠已開發出新型高效節能壓球機，產量在5～30噸/時，脫硫石膏壓球機能將脫硫石膏粉末一次性壓制成球，產量大、成球率高。該設備能將脫硫石膏粉末，在不需要添加任何粘合劑情況下一次性壓制成球，且成球率在95%以上，壓出來的球硬度很強，搬運裝卸不宜破碎。

2.2.2 脫硫石膏壓球機工作原理

脫硫石膏壓球機成型機的主要機型是對輥成型機（人們常說的壓球機），它有一對軸線相互平行、直徑相同、彼此間有一定間隙的圓柱形型輪，型輪上有許多形狀和大小相同、排列規則的半球窩，型輪是成型機主部件。在電動機的驅動下，兩個型輪以相同速度、相反方向轉動，當物料落人兩型輪之間在結合處開始受壓，此時原料在相應兩球窩之間產生體積壓縮；型輪連續轉動，球窩逐漸閉合，成型壓力逐漸增大當轉動到兩個球窩距離最小時成型壓力達到最大。然后型輪轉動使球窩逐漸分離，成型壓力隨著迅速減小。當成型壓力減至零之前，壓制成的脫硫石膏就開始膨脹脫離。

2.2.3 脫硫石膏在生產上的應用可能性

龍鋼有155m3石灰豎窯5座，如果將脫硫石膏當做30-40mm的石灰石放在

155m3石灰豎窯上進行煅燒（窯體設計上需要增加一套煙氣脫硫設施、溫度需要提高到石膏分解溫度范圍內），這樣一來，用石膏完全可以生產出替代品石膏灰，成分含量理論上應差別不大。考慮到脫硫石膏負成本，那么用石膏灰替代生石灰（300元/噸），其理論效益相當可觀。

3 從專家、教授發表的學術論文看石膏加熱分解成生石灰氧化鈣也是可行的

3.1 上海華東理工大學著名教授高玲、唐黎華等教授聯名發表過論文《不同氣氛下硫酸鈣高溫分解熱力學分析》，在此文中明顯指出在氧化氣氛下，溫度達到1700℃，硫酸鈣很難分解，但在石墨弱還原氣氛下、氫氣氣氛下硫酸鈣的起始溫度均低于1000℃。特別是在氫氣氣氛下，硫酸鈣完全分解的最高溫度不超過1300℃，再加壓條件下44分鐘后就可100%轉化分解。

3.2 教授盧平、章靜在論文《脫硫石膏還原分解特性的實驗研究》中提出了850-1050℃硫酸鈣分解的可行性。

3.3 教授韓翔宇、陳浩侃、李保慶聯名在論文《硫酸鈣氫氣氣氛下的熱重研究》中指出在氫氣氣氛下、加壓條件下1000℃以前，硫酸鈣分解出的產物主要是硫化鈣，1000℃以后，硫酸鈣和硫化鈣之間發生固相反應會生成氧化鈣。

4 作者的實驗過程

總結以上所述，在理論上和實踐上，前輩們都給我們指明了方向，經過多次努力，做了實驗如下：

4.1 將石膏用一定的簡易設備加壓將其壓制成型為20-40毫米的石膏半球-球體（此設備及工藝已經成熟應用在河南、山東等地）；

4.2 將其放在實驗室的馬弗爐中進行燒灰實驗，經過多次的溫度控制和加入一定的催化劑氣體，最終在適當的溫度下終于燒成了氧化鈣含量為40%的熟石灰（其成分和生石灰的基本一樣）。

4.3 用現場的含鐵混勻礦垛料，加上多次設置的配比制成燒結混合樣，在經過人工混勻制粒后，將其200kg放到400m2臺車上布料、調溫，經過多次操作終于在臺車上燒制出了堿度為1.97的全鐵品位為54.5%的燒結礦（其他成分基本符合要求，除過硫含量3.0%）。這樣從理論到實踐上證明了所想的工藝的可行性。興奮之余，作者將想法告訴現任的上級技術領導：科長、調度長、技術廠長，希望得到他們的支持和進行下一步較大規模的實踐，卻被他們以不成熟擱淺了，實踐到此為止。

4.4 思考

4.4.1 實驗做出的含硫3.0%的燒結礦成品樣，對煉鐵生產來講是不符合生產需要的，在實驗條件下，其燒結礦中的硫還未能完全分解掉，在化驗室中燒成的氧化鈣只有40%這一點可以證明還未燒透，或者還只是半成品硫化鈣，只有當氧化鈣含量化驗數據在80%左右時才算試驗成功。故還需要做進一步的實驗研究；

4.4.2 當采用石膏大量替代生石灰后，龍鋼燒結煙氣脫硫系統中的二氧化硫含量將不再是1500-2000mg/m3，有可能增加到3000-5000mg/m3，這將會增加脫硫設備的負貨。

5 結束語

（1）用除塵灰、返礦制作成20-40mm的鋪底料這一工藝，本身就是一大膽創新，完善它并將其應用于燒結工藝中很有現實意義：增加產量、變粉為塊，增強燒 結透氣性、降低成本，這一點領導是認同的，但需要增加新設備投資，然而在可行性操作實驗上，分廠領導不支持，使得計劃只得停留。

（2）用石膏部分代替或全部代替生石灰工藝更是一次革命：因為石膏沒成本、粒度滿足混合料要求、且水分適中。而生石灰的市場價在300元以上。按每月消耗現在665m2燒結機產能需要生石灰84000噸計算，年節約在3億余元以上；從環保角度講，變廢為寶，還能減少生石灰的制造、拉運方面的人、財、物的投資消耗，其社會效益將會更加巨大；石膏替代生石灰在燒結工藝中還可減少給配料環境造成的污染。由于我廠還未能將石膏沫狀變成球狀體、在石灰窯上燒制出石膏灰的現實，加上我廠領導還擔心混合料的溫度有所下降以及用此新工藝不成熟有風險。雖然我堅持解釋到：生石灰理論上能提高料溫10-15℃，實際上能提高10℃左右 ，就按10℃的熱量我們完全可以用增加焦沫配比1-2%來徹底解決料溫問題，再綜合計算成本，燒結礦的成本還可再降50元以上，其效益也是相當可觀的；

（3）考慮到此工藝若能夠被推廣或普及到全社會，這將是一次工業化革命，其意義將不可估量。非常期待看到或得到全社會各行專家教授關于此工藝方面的更工業化的實驗研究結果，更希望同行們對分析研究給予批評指正和提出寶貴意見。

參考文獻

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一、前言

鍋爐是燃煤電廠三大主機之一，它是煤轉化成電的主要設備之一，燃煤鍋爐又有很多種爐型，如：鏈條鍋爐、循環流化床鍋爐、煤粉鍋爐等。鍋爐燃燒過程中不可避免地會產生煙氣和粉塵，鍋爐除塵就是把粉塵從煙氣中分離出來，從而減少粉塵污染，并且有利于煙氣后續脫硫、脫硝等處理效率及運行成本。隨著社會的發展，環保越來越受到人們的重視，各大中小型火力發電廠的鍋爐煙氣必須經過除塵處理后達標排放，要做到即發電造福人類、又做到綠色環保不破壞環境，鍋爐的煙氣除塵是鍋爐煙氣凈化最基本的要求，煙氣中除有大量的粉塵需要除塵外，還有SO2、氮氧化物、重金屬（如：汞）等多種污染物都需要脫除，這樣才能真正做好燃煤電廠的綠色發電。本論文著重對鍋爐煙氣除塵工程的應用進行論述。

二、燃煤電廠常用鍋爐分類及煙氣粉塵的產生

電廠常用鍋爐分類有：塔型鍋爐、箱型鍋爐、以及D 型鍋爐等。塔型鍋爐是電站鍋爐最常見的一種爐型，幾乎適用于各種容量和不同燃料。塔型鍋爐更適用于多灰分煙煤和褐煤，德國此種爐型較多。箱型鍋爐和D 型鍋爐主要燃用重油和天然氣。

目前大型發電廠大都使用煤粉鍋爐，它的燃燒效率高。它的燃燒過程是，燃煤經制粉設備干燥、磨制成煤粉，并用熱風或磨煤乏氣將煤粉通過燃燒器送入鍋爐爐膛，在懸浮狀態下進行沸騰燃燒的。煤粉鍋爐在爐膛的燃燒過程是，通過給氧設備（給氧器）鼓入大量的空氣與煤粉進行沸騰燃燒，燃燒過程中會產生大量細微的粉塵隨煙氣排出，一般煙氣中的粉塵濃度為30-100g/NM3，目前國家要求的排放濃度為10-30mg/ NM3（不同類別地區要求不同），這樣就需要選擇高效率的除塵設備（一般除塵效率要求達到99.8%以上）進行除塵。

三、電廠鍋爐煙氣除塵工程中除塵設備的選擇

電廠鍋爐煙氣除塵工程中除塵設備的選擇，要根據鍋爐型式、煙氣量大小、粉塵性質（如：粉塵粒徑、化學成分等）、除塵效率高低要求等多方面因素進行選擇，不同的除塵設備有其相應的使用條件和優缺點，因此選擇好合適的除塵設備進行鍋爐煙氣除塵非常重要。目前使用的鍋爐除塵器主要有：電除塵器（干式）、電袋除塵器、布袋除塵器、濕式電除塵器，它們有各自的優缺點和使用條件。

1、電除塵器

電除塵器從80年代開始在電力行業的鍋爐除塵工程上大量應用，更早時期由于鍋爐容量及煙氣量小，除塵效率要求不高，一般選用旋風離心除塵、麻石水磨除塵，這些除塵器的優點是結構簡單投資少、對煙塵的適應性強，缺點是處理煙氣量小（一般適用于35t/h以下鍋爐）、除塵效率低、煙氣阻力大、水磨除塵器還會造成二次的水污染及除塵下來的粉塵污泥處理費用高等。從80年代開始由于新建鍋爐的容量普遍較大，對環保要求也較高，因此就開始大量使用電除塵器作為電廠鍋爐煙氣除塵。電除塵器具有除塵效率高、煙氣阻力小、運行可靠、維修量少，但結構相對復雜投資費用高、對煙塵的適應性差（一般要求粉塵的比電阻值為106-1010）。由于其優點突出，因此從80年代至今80%以上的電廠鍋爐（特別是300MW以上鍋爐）煙氣除塵選用電除塵器。

2、袋式除塵器

隨著越來越嚴格的環保要求，而電除塵器的使用又有一些極限性，不能滿足日益嚴格的環保要求（如：≤20mg/NM3），或者超高除塵效率的電除塵器造價太高，性價比低，沒有適用性。隨著布袋濾料技術的重大創新進步，從2000年開始袋式除塵器應用到大型電廠鍋爐除塵工程中又被廣泛認可和采納。袋式除塵器具有除塵機理和結構簡單、除塵效率高、對煙塵適應性強；缺點是煙氣阻力大（約1500Pa）、煙氣阻力波動大不利于鍋爐穩定運行、需定期更換布袋維修費用高。

3、電袋復合式除塵器

電袋復核式除塵器，是集中電除塵和袋式除塵技術優點的一種新型復合型除塵設備，其最大的優點，就是在舊電除塵器的提效改造工程上使用。由于早期電除塵器的除塵效率已不能滿足現在嚴格的環保要求，要對原電除塵器進行提效改造，如何選擇合理低價的改造方案非常重要。如把原電除塵器全部拆除改裝成純袋式除塵器，則造成費用太高，且原電除塵器全部拆除造成太大的浪費；若用電袋復合式除塵器進行改造，可以保留原電除塵器的1-2個電場、殼體、灰斗、進出喇叭等部件，淘空后極電場的陰陽極系統，裝上布袋除塵器部件，這樣改造可最大限度地利用原電除塵器設備，是比較經濟科學的改造方案之一。電袋復合式除塵器作為一種新型的除塵設備，從2005年起大量應用于電廠鍋爐煙氣除塵工程上，深受用戶的歡迎和好評，并且得到了快速推廣，目前約有10臺以上1000MW機組、50臺以上600MW機組、100臺以上300MW機組鍋爐煙氣除塵工程使用電袋復合式除塵器。其主要優點是除塵效率高、對煙塵適應性強、布袋使用壽命較長（比純布袋除塵器長1年以上）、阻力較小（約800Pa）、改造舊電除塵器優勢顯著，缺點是氣流均勻性分布教難、煙氣阻力波動大不利于鍋爐穩定運行、存在布袋更換費用高（與電除塵器相比）等問題。

4、濕式電除塵器

隨著國家對環保日益嚴格的要求，特別是對PM2.5等超細粉塵排放和濕法脫硫后煙霧的處理有了非常嚴格的要求，這樣傳統的干式電除塵器、布袋（或電袋復合式）除塵器都無法滿足要求，目前電廠鍋爐煙氣脫硫后的除塵采用濕式電除塵器進行處理還是比較科學和可行的。濕式電除塵器主要采用在電場收塵極板噴上水膜及時清除吸附在收塵極板上的粉塵及對煙氣進行調質處理，有利于提高電除塵器的電氣性能，以及減少由于振打清灰造成的二次揚塵，從而大大提高了除塵效率（排放可達≤10mg/Nm3）。濕式電除塵器對收集PM2.5等超細粉塵效果非常顯著，可以講是治理PM2.5的利器，將濕式電除塵器應用在濕法脫硫后的除塵意義非常重大，效果也非常顯著，現在大多數經過濕法脫硫后的煙囪會排放出大量含粉煤灰和石膏粉塵的白霧煙氣，煙氣的粉塵排放嚴重超標，同時煙囪效果也很不好看，急需對濕法脫硫后煙氣進行除塵除霧處理，這種濕法脫硫后的除塵采用濕式電除塵器來處理是非常合理科學的，除塵后的污水直接進入濕法脫硫塔排出，無需新增污水處理設備，節省投資。由于早期建設的濕式脫硫設備脫硫率較低，不能滿足現在的環保要求，需要進行改造，這樣在進行脫硫塔的改造中就可以同時進行新增濕式電除塵器的改造，一舉兩得，將原來的GGH和機械式擋板除霧器拆除，新增濕式電除塵器進行脫硫后的最終除塵除霧（水霧和酸霧）處理把關，從而減少煙囪腐蝕和確保煙塵達標排放，煙囪基本看不到煙霧，效果非常好。

對于中小鍋爐原來采用水膜除塵器進行除塵的改造也非常經濟適用。保留原水膜除塵器，在水膜塔后面再加裝濕式電除塵器，在水膜塔中加入堿性溶液可以起到脫硫效果，煙氣經過水膜塔除塵脫硫后，再進入濕式電除塵器進行最終的除塵和除霧處理把關，確保排放達標（可以達到≤10mg/M3）。利用原水膜除塵器的污泥沉淀池，無需另行新建沉淀池，可以節省投資；利用污泥沉淀池沉淀后的水再抽到濕式電除塵器進行循環利用，減少濕式電除塵器的用水量。

五、電廠鍋爐煙氣除塵工程的科學管理

電廠鍋爐煙氣除塵工程主要包括：除塵器本體、電氣控制設備、上位機集中控制系統等，一個除塵工程設備是否能夠長期穩定運行，保證煙囪出口達標排放，就要求嚴格科學管理好除塵工程各個設備的完好率。控制室要有專人值班，一般通過電氣儀表的觀察就可以大致判斷設備的運行情況，一有故障及時報修；要定期進行巡檢，有故障及時排查維修，一般要求一年一小修、三年一大修。現在環保要求嚴格，一般煙囪都有裝設粉塵濁度儀進行在線監測，并且與環保局聯網監督，一旦煙囪出口排放超標，當地環保局就會知道進行處罰，因此電廠在設備投用前必須制定一套嚴格的科學管理制度進行管理，以確保除塵設備長期完好運行，鍋爐煙囪穩定達標排放。

六、結束語

綜上所述，電廠鍋爐煙氣除塵工程選擇科學合適的除塵工程方案非常重要，對于改造工程尤為重要，科學經濟的改造方案可以達到即節省投資又縮短改造工期的良好效果，要根據鍋爐燃燒的煤質、鍋爐類型、所在地區環保標準等多方面因素進行綜合考慮選擇。

【參考文獻】

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【Keywords】coal fired industrial boiler； denitration modification； ozone oxidation； desulfurization and denitrification

【中圖分類號】TK229.6 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）06-0150-02

1 引言

在我國，燃煤工業鍋爐廣泛運用于各種工業生產之中，其數量較多，分布較廣。每年我國的燃煤工業鍋爐消耗標煤約四億噸，約占全國煤炭消耗總量的四分之一左右，產生了大量的煙塵、二氧化硫及氮氧化物。隨著環境保護重視程度的不斷提高，燃煤工業鍋爐的尾氣污染治理問題已經成為了環保問題治理的重要內容。目前大部分的燃煤工業鍋爐已經配備了除塵脫硫設備，但未安裝相應的脫硝裝置，需要進行脫硝改造。如何在保證脫硝效果的基礎上，降低投資和設備運行的成本，是目前必須予以充分考慮的問題。

2 燃煤工業鍋爐脫硝技術的選擇

我國燃煤工業鍋爐在運行過程中受生產供氣需求的影響，負荷變化較大，產生的氮氧化物濃度波動較大，并且燃煤工業鍋爐的爐膛工況較為復雜。大部分燃煤工業鍋爐的現有場地在設計時未考慮脫硝改造的需求，也給脫硝改造帶來了巨大難度。火電廠電站鍋爐上應用較多的SCR及SNCR脫硝技術，適合運行平穩的大型鍋爐脫硝處理，不適合直接應用在燃煤工業鍋爐的尾氣脫硝處理上。采用氧化吸收法結合濕法脫硫脫硝技術，不僅能夠解決鍋爐負荷變化較大帶來的煙氣處理難度，還具有同一設備實現高效率的脫硫脫硝的優勢，值得進行探討研究。

氧化吸收法，即利用強氧化劑將煙氣中的氮氧化物氧化成NO2及N2O5等高價態氮氧化物后，再利用吸收液將氮氧化物及二氧化硫同時去除。

目前常用的脫硝氧化劑有亞氯酸鈉、過氧化氫和臭氧等。[1]

亞氯酸鈉氧化法是通過亞氯酸鈉作為氧化劑，將尾氣中的NO氧化為硝酸，SO2氧化為硫酸，達到脫硫脫硝的目的。但H.K.Lee等通過研究發現，僅當尾氣中的SOX被亞氯酸鈉完全去除后，NOX才會被除去。[2]由此可見尾氣中的SOX會影響脫硝反應，導致脫硝效率不高。而且亞氯酸鈉價格較高，反應產物復雜，容易導致二次污染，對設備腐蝕性較大。

過氧化氫氧化法是利用過氧化氫直接將NO氧化成可溶性的NO2，再通過洗滌方式與SO2一同被去除。但過氧化氫是一種弱酸，在酸性環境下較穩定，影響了NO的氧化反應。同時，過氧化氫在高溫下分解加速，導致氧化劑利用率低，影響了脫硝效率。

臭氧氧化法的原理是利用臭氧自身的強氧化性，很容易地將氣體NO氧化為溶解度較高的高價態氮氧化物，比如NO2、NO3、N2O5等，然后通入吸收塔內，將SO2和氧化生成的NOX一并吸收去除，達到同時脫硫脫硝的目的。臭氧脫硝的氧化化過程非常迅速，無危害環境的副產物生成，殘留的臭氧很容易分解為環境友好的O2。

3 臭氧氧化脫硝的機理

臭氧氧化脫硝技術的關鍵因素就是NO的氧化過程。NO的氧化是逐步完成的，煙氣中的NO必須先氧化生成NO2后，如果O3過量才會生成NO3和少量的N2O5。反應機制如下：

O3+NO=NO2+O2（1）

O3+NO2=O2+NO3（2）

NO2+NO3=N2O5（3）

通^實驗發現，O3與NO之間發生的氧化速度要高于O3與SO2的氧化反應速度。因此，SO2不會對O3與NO之間所產的氧化過程產生影響。

4 燃煤工業鍋爐脫硝改造工藝流程

目前大部分現有燃煤工業鍋爐已經配備了多管除塵器、布袋除塵器或水膜除塵器，并配備了脫硫吸收塔。因此必須盡量利用現有的除塵脫硫裝置的基礎上增加脫硝裝置，并利用原有的吸收塔同時進行脫硫與脫硝。改造后的工藝流程是：經過除塵后的煙氣通過引風機后、在進入吸收塔之前，將會與臭氧在臭氧反應器內進行充分的氧化反應，從而將NO氧化為高價態氮氧化合物后，再輸送至吸收塔內進行反應，從而達到脫除煙氣中SO2和NOX的目的，最后經過除霧器脫水后，煙氣輸送至煙囪排放。在整個煙氣脫硫脫硝的過程中，所產生的硝酸鹽和硫酸鹽將會進入循環池。

5 臭氧氧化同時脫硫脫硝的主要影響因素

影響O3氧化同時脫硫脫硝的主要因素有O3/NO摩爾比、反應溫度、吸收液等。

5.1 O3/NO摩爾比

從實驗研究的結果進行分析發現，當O3/NO摩爾比≤1時，NOx的脫除效率相對較低，約為50%左右。因此，在實際的脫硝過程中，通常選擇O3/NO摩爾比>1，因為NO氧化度過低將會對NOx的脫除工作產生不利的影響，反之如果臭氧對NO氧化度較高，則NOx的脫除效率可達90%以上。[4] 實際運行時，可以通過調節臭氧的產生量來達到預期的脫硝效率。

5.2 反應溫度

除塵器后部、吸收塔前端的煙氣溫度一般在100～150℃左右，該溫度為臭氧脫硝的合適溫度。此時臭氧的分解率較低、實際的生存時間將會大于NOx的動力學反應時間，有利于氧化反應順利進行。

5.3 吸收液及吸收塔

目前燃煤工業鍋爐的濕法脫硫常用石灰/石灰石―石膏法、雙堿法等。這些脫硫工藝的洗滌吸收液在脫硫的同時也能吸收NOx。但是，因為煙氣中的NOx增加了吸收塔的負荷，原有的吸收塔必須進行技改，增加噴淋層層數或者增加吸收液的循環水量，才能保證脫硝和脫硫正常運行。

6 臭氧硝的優勢

①脫硝效率較高，脫硝效率可達90%以上；

②臭氧脫硝采用在吸收塔之前的煙道內安裝O3噴射格柵，對鍋爐設備產生的影響較小；

③脫硫脫硝在吸收塔內同時進行，節省了設備的占地面積，適合現有鍋爐的脫硝改造；

④可以根據鍋爐的工況變化，通過調節臭氧用量，從而將脫硝效率控制在經濟可行的范圍內。

7 結語

臭氧氧化結合濕法吸收同時脫硫脫硝技術，有效地解決了燃煤工業鍋爐煙氣脫硝改造存在的問題，在保留傳統濕法脫硫工藝的基礎上促進了脫硫脫硝效率的穩步提高，降低了投資運行的成本。因此，這一技術的推廣和應用對于促進我國現階段的工業鍋爐煙氣脫硫脫硝效率的提高，具有積極的促進作用。

【參考文獻】

【1】柏源，李忠華，薛建明，等.煙氣同時脫硫脫硝體化技術研究[J].電力科技與環保，2010（03）：56.

篇6

1、采取各種措施,減少工業企業中污染物的產生

1.1全面規劃,合理布局

大氣污染綜合防治,必須從協調地區經濟發展和保護環境之間的關系出發,對該地區各污染源所排放的各類污染物質的種類、數量、空間分布做全面的調查研究,在此基礎上制定控制污染物的最佳方案。例如:工業生產區應設在城市主導風向的下風向;在工廠區與城市生活區之間,要有一定間隔距離,并營造城市綠化帶,以減輕大氣污染的危害。嚴格對新建、改建、擴建項目審批,對無污染治理設施或污染治理設施不完善的要責令其停工限期整改,對于現有污染嚴重、資源浪費、治理無望的企業,要堅決采取關、停等措施。

1.2 改善能源結構,提高能源有效利用率

我國是燃煤大國,煤炭燃燒過程中釋放出大量的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳以及懸浮顆粒等污染物。我國以煤炭為主的能源結構在短時間內不會有根本改變,因此應優先推廣型煤和低硫等洗選煤的生產和使用,降低煙塵和二氧化硫的排放量。此外,要根本解決大氣污染問題,還要從改善能源結構入手。例如,使用天然氣和焦化煤氣、石油液化氣等二次能源,加大對太陽能、風能、地熱、潮汐能、生物能和核聚變能等清潔能源的利用。

1.3 在工業企業中實行區域采暖和集中供熱

利用工業生產中的各種余熱采暖，燒水小鍋爐排放大量二氧化硫和煙塵是造成大氣環境惡化的一個重要原因。采取區域采暖,集中供熱措施,能夠很好地解決這一問題。區域采暖,集中供熱的好處表現在:一是可以提高鍋爐設備利用率,降低燃料消耗量;二是可以充分利用熱能,提高熱利用率;三是便于采用高效率除塵設備,大大降低粉塵排放量。四是減少燃料的運輸量,從而減少運輸設備的使用,間接減少大氣污染物的排放。

1.4 植樹造林,綠化環境

綠化造林是大氣污染防治的一種經濟有效的措施,植物有吸收各種有毒有害氣體和凈化空氣的功能,是空氣的天然過濾器。蒙塵的樹葉經雨水淋洗后,又能夠恢復吸附與阻攔塵埃的功能,使空氣得到凈化。植物的光合作用能夠釋放出氧氣,可吸收二氧化碳,一般1 hm2的闊葉林,每天能夠消耗約1t二氧化碳,釋放出750kg氧氣,起到了良好的空氣調節作用。

2、采用各種專業技術,控制污染物排放

2.1顆粒狀污染物的治理

大氣中的煙塵(主要由顆粒狀污染物組成)大部分是由于固體燃料(煤)的燃燒產生的。去除大氣中顆粒狀污染物的方法很多,根據其作用和原理,可分為以下幾種類型:一是干法去除顆粒狀污染物。利用機械力(重力、離心力)將粉塵從氣流中分離出來,達到凈化的目的。常用的設備有重力沉降室、慣性除塵器和旋風除塵器等。其中最簡單、廉價、易于操作維修的是沉降室。攜帶塵粒的氣流由管道進入寬大的沉降室時,速度和壓力降低,其中較大的顆粒(直徑大于40μm)則因重力而沉降下來。旋風除塵器的作用原理是使氣流在分離旋轉,塵粒在離心作用下被甩往外壁,沉降到分離器的底部而被分離清除。這種方法對5μm以上塵粒去除效率可達50%~80%。二是濕法去除顆粒狀污染物。該方法是用水或其他液體使顆粒濕潤,進而加以埔集去除的方法。常用的方法有噴霧塔式、填斜塔式、離心式分離除塵器、文丘里式除塵器等多種,這些方法能除去直徑大于10μm的顆粒,如果采用離心式分離除塵器,其去除率可達90%左右,但這種方法的缺點是能耗較高,同時存在污水處理問題。

2.2氣態污染物的治理

二氧化硫不僅在大氣中形成酸雨,造成空氣污染,而且嚴重腐蝕鍋爐尾部設備,影響生產和安全運行。因此,煙氣脫硫對我國來說更為重要。煙氣脫硫技術包括燃料脫硫(目前主要是重油脫硫)和煙氣脫硫2種。重油脫硫是采用加氫脫硫催化法,使重油中有機硫化物中的C—S鍵斷裂,硫變成簡單的氣體或固體化合物而從重油中分離出來。含硫量較高的重油首先進行脫硫處理,再提供給用戶,主要應用在那些沒有煙氣脫硫能力的中小工廠,而大型工業企業則要求安裝煙氣脫硫設施。

煙氣脫硫可分為干法和濕法2種,濕法是把煙氣中的SO2和SO3轉化為液體或固體化合物,從而把它們從煙氣中分離出來,濕法脫硫主要包括堿液吸收法、氨吸收法和石灰吸收法等。堿吸收法是用氫氧化鉀、氫氧化鈉水溶液等作為吸收劑;氨吸收法用氨氣作為吸收劑;石灰乳法使用石灰漿作吸收劑,同時可回收石膏。

3、完善環境監管,加大執法力度

在現階段我國的一些企業,為了實現利益最大化,根本不考慮其排放污染物對大氣造成的危害。因此,監管措施和執法力度直接關系著對大氣污染物的防治效果。這就要求加快建立和完善減排指標體系、監測體系、考核體系等一系列規章制度;此外,還要加大對排污大戶的懲罰力度,走出“守法成本高,違法成本低”的怪圈,使企業逐漸走上規范化經營和良性競爭之路;鼓勵公眾參與監督,形成社會聯動、企業互動的強大合力。

參考文獻

[1] 黃振中.中國大氣污染防治技術綜述[J].世界科技研究與發展,2004,26(2):30-35.

篇7

煙氣脫硫技術是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一，按工藝特點主要分為濕法煙氣脫硫、干法煙氣脫硫和半干法煙氣脫硫。

濕法脫硫是采用液體吸收劑洗滌SO2煙氣以脫除SO2。常用方法為石灰/石灰石吸收法、鈉堿法、鋁法、催化氧化還原法等，濕法煙氣脫硫技術以其脫硫效率高、適應范圍廣、鈣硫比低、技術成熟、副產物石膏可做商品出售等優點成為世界上占統治地位的煙氣脫硫方法。但由于濕法煙氣脫硫技術具有投資大、動力消耗大、占地面積大、設備復雜、運行費用和技術要求高等缺點，所以限制了它的發展速度。

干法脫硫技術與濕法相比具有投資少、占地面積小、運行費用低、設備簡單、維修方便、煙氣無需再熱等優點，但存在著鈣硫比高、脫硫效率低、副產物不能商品化等缺點。

自20世紀80年代末，經過對干法脫硫技術中存在的主要問題的大量研究和不斷的改進，現在已取得突破性進展。有代表性的噴霧干燥法、活性炭法、電子射線輻射法、填充電暈法、荷電干式吸收劑噴射脫硫技術、爐內噴鈣尾部增濕法、煙氣循環流化床技術、爐內噴鈣循環流化床技術等一批新的煙氣脫硫技術已成功地開始了商業化運行，其脫硫副產物脫硫灰已成功地用在鋪路和制水泥混合材料方面。這一些技術的進步，迎來了干法、半干法煙氣脫硫技術的新的快速發展時期。

傳統的石灰石/石膏法脫硫與新的干法、半干法煙氣脫硫技術經濟指標的比較見表1。表1說明在脫硫效率相同的條件下，干法、半干法脫硫技術與濕法相比，在單位投資、運行費用和占地面積的方面具有明顯優勢，將成為具有產業化前景的煙氣脫硫技術。

本文主要論述了噴霧干燥法、活性炭法、電子射線輻射法、填充電暈法、荷電干式吸收劑噴射脫硫技術、爐內噴鈣尾部增濕法、煙氣循環流化床技術、爐內噴鈣循環流化床技術等幾種干法煙氣脫硫技術和近幾年研究出來的幾項半干法煙氣脫硫技術及其各種方法在工業方面的應用情況及今后的發展方向。

1、噴霧干燥法煙氣脫硫技術

噴霧干燥法煙氣脫硫技術是一項發展最成熟的煙道氣脫硫技術之一。該技術采用了旋轉噴霧器，投資低于濕法工藝，在全世界范圍內得到廣泛應用，在西歐的德國、意大利等國家利用較多。對中高硫燃料的SO2脫硫率能達到80-90%。

該技術的基本原理是由空氣加熱器出來的煙道氣進入噴霧式干燥器中，與高速旋轉噴嘴噴出的充分霧化的石灰、副產品泥漿液相接觸，并與其中SOX反應，生成粉狀鈣化合物的混合物，再經過除塵器和吸風機，然后再將干凈的煙氣通過煙囪排出，其反應方程式為：

該技術一般可分為吸收劑霧化、混合流動、反應吸收、水汽蒸發、固性物的分離五個階段，與其它干燥技術相比其獨特之處就在于吸收劑與高溫煙氣接觸前首先被霧化成了細小的霧滴，這樣便極大增加了吸收劑的比表面積，使得反應吸收及傳熱得以快速進行。其工藝流程如圖1所示【3】。該技術安裝費用相對較低，一般是同等規模的石膏法煙氣脫硫系統的70%左右。但存在著石灰石用量大、吸收劑利用率低及脫硫后的副產品不能夠再利用的難題，故該技術意味著要承擔雙倍的額外費用，即必須購買更多的石灰石和處理脫硫后的副產品，然后還要將其中的一部分花錢倒掉。

2、活性炭吸附法煙氣脫硫技術

采用固體吸附劑吸附凈化SO2是干法凈化含硫廢氣的重要方法。目前應用最多的吸附劑是活性炭，在工業上應用已較成熟。其方法原理為：活性炭對煙氣中SO2的吸附過程中及有物理吸附又有化學吸附，當煙氣中存在著氧氣和水蒸氣時，化學反應非常明顯。因為活性炭表面對SO2與O2的反應有催化作用，反應結果生成SO3，SO3 易溶于水而生成硫酸，從而使吸附量比純物理吸附時增大許多。

物理吸附過程：

化學吸附過程：

吸附SO2 的活性炭，由于其內、外表覆蓋了稀硫酸，使活性炭吸附能力下降，因此必須對其再生。再生的方法通常有洗滌再生和加熱再生兩種，前者是用水洗出活性炭微孔中的硫酸，再將活性炭進行干燥；后者是對吸附有SO2 的活性炭加熱，使炭與硫酸發生發應，使H2 SO4還原為SO2，富集后的SO2可用來生產硫酸。

其工藝流程為：對活性炭再生的方法不同，其反應的工藝流程也不同，一般采用加熱再生法流程和洗滌再生法流程。洗滌再生法是用水洗出活性炭微孔中的硫酸，再對活性炭進行干燥。加熱再生法是對吸附SO2 的活性炭進行加熱，使炭與硫酸發生反應，將H2SO4又還原為SO2，富集后的SO2可用來生成硫酸[4]。

該方法的優點是吸附劑價廉，再生簡單；缺點是吸附劑磨損大，產生大量的細炭粒被篩出，再加上反應中消耗掉一部分炭，因此吸附劑成分較高，所用設備龐大[5]。

3、電子射線輻射法煙氣脫硫技術

電子射線輻射法是日本荏原制作所于1970年著手研究，1972年又與日本原子能研究所合作，確立的該技術作為連續處理的基礎。1974年荏原制作所處理重油燃燒廢氣，進行了1000Nm3/h規模的試驗，探明了添加氨的輻射效果，穩定了脫硫脫硝的條件，成功地捕集了副產品和硝銨。80年代由美國政府和日本荏原制作所等單位分擔出資在美國印第安納州普列斯燃煤發電廠建立了一套最大處理高硫煤煙氣量為24000Nm3/h地電子束裝置，1987年7月完成，取得了較好效果，脫硫率可達90％以上，脫硝率可達80％以上。現日本荏原制作所與中國電力工業部共同實施的“中國EBA工程”已在成都電廠建成一套完整的煙氣處理能力為300000Nm3/h的電子束脫硫裝置，設計入口SO2濃度為1800ppm，在吸收劑化學計量比為0.8的情況下脫硫率達80％，脫硝率達10％[6]。

該法工藝由煙氣冷卻、加氨、電子束照射、粉體捕集四道工序組成，其工藝流程圖如圖2所示。溫度約為150℃左右的煙氣經預除塵后再經冷卻塔噴水冷卻道60～ 70℃左右，在反應室前端根據煙氣中SO2及NOX的濃度調整加入氨的量，然后混合氣體在反應器中經電子束照射，排氣中的SO2和NOX受電子束強烈作用，在很短時間內被氧化成硫酸和硝酸分子，被與周圍的氨反應生成微細的粉粒（硫酸銨和硝酸銨的混合物），粉粒經集塵裝置收集后，潔凈的氣體排入大氣[7]。

脫硫、脫氮反應大致可分為三個過程進行，這三個過程在反應器內相互重疊，相互影響：

a)在輻射場中被加速的電子與分子/離子發生非彈性碰撞，或者發生分子/離子之間的碰撞生成氧化物質和活性基團。

煙氣中含有O2、H2O、N2、CO2、SO2、NO、NO2等成分，當電子束照射煙氣時，在輻射場中被加速的電子與煙氣中氣體分子如O2及水分子發生非彈性碰撞，生成具有化學反應活性的活性基團或氧化性物質，可表示為：

b)活性基團與氣態污染物發生反應。

活性基團或氧化性物質氧化煙氣中的SO2生成SO3，可表示為：

生成的SO3和高價態氮氧化物與水反應生成H2SO4和HNO3。

c)硫酸銨和硝酸銨的生成。

生成的H2SO4和HNO3與加入的NH3進行中和反應，分別生成硫酸銨和硝酸銨微粒，荷電后被捕集。此外，還可能有尚未反應的SO2和NH3，SO2與NH3反應生成硫酸銨。反應為：

該工藝能同時脫硫脫硝，具有進一步滿足我國對脫硝要求的潛力；系統簡單，操作方便，過程易于控制，對煙氣成分和煙氣量的變化具有較好的適應性和跟蹤性；副產品為硫銨和硝銨混合肥，對我國目前硫資源缺乏、每年要進口硫磺制造化肥的現狀有一定的吸引力，但在是否存在SO2污染物轉移、脫硫后副產物捕集等問題上有待進一步討論。另外廠耗電力也比較高[8]。

4、填充式電暈法煙氣脫硫技術

填充式電暈法是近幾年發展起來的一項新技術，該方法設備簡單、操作簡便、投資是電子束法的60%，因此成為國際上干法脫硫的研究前沿。填充式電暈法脫硫原理為：在高壓電暈放電的情況下，由于電場的作用，在煙氣中形成大量的非平衡態等離子體。在高能電子的碰撞下，煙氣中的HO2、O2、SO2等氣體分子活化、裂解或電離，產生大量氧化性強的活化基團，如： OH·、HO2 ·、O、O3、O2+、O2*等。電暈電場的存在源源不斷的提供了這些離子的來源。而SO2在其中發生一系列的氣體等離子體化學反應，反應過程相對復雜。總體上是在這些基團的作用下，最終使二氧化硫氧化成三氧化硫【9】。

反應途徑主要如下：

其實驗流程圖如圖1所示。反應原料氣由空氣和二氧化硫混合配置而成，經流量計進入反應器進行處理，在反應器前后各設置一個采樣口，用大氣采樣器同時進行采樣。采樣的樣品用碘量法測定其濃度。

5、荷電干式吸收劑噴射脫硫系統（CDSI）

荷電干式吸收劑噴射脫硫系統（CDSI）是美國最新專利技術，它通過在鍋爐出口煙道噴入干的吸收劑（通常用熟石灰），使吸收劑與煙氣中的SO2 發生反應產生顆粒物質，被后面的除塵設備除去，從而達到脫硫的目的。干式吸收劑噴射是一種傳統技術，但由于存在以下兩個技術問題沒能得到很好的解決，因此效果不明顯，工業應用價值不大。一個技術難題是反應溫度與滯留時間，在通常的鍋爐煙氣溫度（低于200℃）條件下，只能產生慢速亞硫酸鹽化反應，充分反應的時間在4秒以上。而煙氣的流速通常為10～15m/s，這樣就需要在煙氣進入除塵設備之前至少有40～60m的煙道，無論從占地面積還是煙氣溫度下降等方面考慮均是不現實的。另一個技術難題是即使有足夠長的煙道，也很難使吸收劑懸浮在煙氣中與SO2發生反應。因為粒度再小的吸收劑顆粒在進入煙道后也會重新聚集在一起形成較大的顆粒，這樣反應只發生在大顆粒的表面，反應概率大大降低；并且大的吸收劑顆粒會由于自重的原因落到煙氣的底部，對于傳統的干式吸收劑噴射技術來說，這兩個技術難題很難解決，因此脫硫效率低，很難在工業上得到應用[10]。

CDSI系統利用先進技術使這兩個技術難題得到解決，從而使在通常煙氣溫度下的脫硫成為可能。其荷電干式吸收劑噴射系統包括一個吸收劑噴射單元 、一個吸收劑給料系統（進料控制器，料斗裝置）等。吸收劑以高速流過噴射單元產生的高壓靜電暈充電區，使吸收劑得到強大的靜電荷（通常是負電荷）。當吸收劑通過噴射單元的噴管被噴射到煙氣流中時，由于吸收劑顆粒都帶同一符號電荷，因而相互排斥，很快在煙氣中擴散，形成均勻的懸浮狀態，使每個吸收劑粒子的表面都充分暴露在煙氣中，與SO2完全反應機會大大增加，從而提高了脫硫效率，而且吸收劑粒子表面的電暈還大大提高了吸收劑的活性，降低了同SO2完全反應所需的滯留時間，從而有效地提高了SO2的去除效率。工業應用結果表明：當Ca/S比為1.5左右時，系統脫硫效率可達60％～70％。

除提高吸收劑化學反應速率外，荷電干吸收劑噴射系統對小顆粒的粉塵的清除也有幫助，帶電的吸收劑粒子把小顆粒吸附在自己的表面，形成較大顆粒，提高了煙氣中塵粒的平均粒徑，這樣就提高了相應除塵設備對亞微米級顆粒的去除效率。

荷電干式吸收劑噴射脫硫系統的優點為投資小、收效大、脫硫工藝簡單有效、可靠性強；整個裝置占地面積小，不僅可用于新建鍋爐的脫硫，而且更適合對現有鍋爐的技術改造；CDSI是純干法脫硫，不會造成二次污染，反應生成物將與煙塵一起被除塵設備除去后統一運出出廠外。其缺點是對脫硫劑要求太高，一般的石灰難以滿足其使用要求，而其指定的可用石灰則售價過高，限制了其推廣。

6、爐內噴鈣尾部增濕煙氣脫硫技術

爐內噴鈣尾部增濕也作為一種常見的干法脫硫工藝而被廣泛應用。雖然噴鈣尾部增濕脫硫的基本工藝都是將CaCO3粉末噴入爐內，脫硫劑在高溫下迅速分解產生CaO，同時與煙氣中的SO2反應生成CaSO3。由于單純爐內噴鈣脫硫效率往往不高（低于20％～50％），脫硫劑利用率也較低，因此爐內噴鈣還需與尾部增濕配合以提高脫硫效率。該技術已在美國 、日本、加拿大和歐洲國家得到工業應用，是一種具有廣闊發展前景的脫硫技術。目前，典型的爐內噴鈣尾部增濕脫硫技術有美國的爐內噴鈣多級燃燒器（LIMB）技術、芬蘭的爐內噴石灰石及氧化鈣活化反應（LIFAC）技術、奧地利的灰循環活化（ARA）技術等，下面介紹一下LIFAC技術[11]。

LIFAC脫硫技術是由芬蘭的Tampella公司和IVO公司首先開發成功并投入商業應用的該技術是將石灰石于鍋爐的800℃～1150℃部位噴入，起到部分固硫作用，在尾部煙道的適當部位（一般在空氣預熱器與除塵器之間）裝設增濕活化反應器，使爐內未反應的CaO和水反應生成Ca(OH)2，進一步吸收SO2，提高脫硫率。

LIFAC技術是將循環流化床技術引入到煙氣脫硫中來，是其開創性工作，目前該技術脫硫率可達90％以上，這已在德國和奧地利電廠的商業運行中得到實現。

LIFAC技術具有占地小、系統簡單、投資和運行費用相對較、無廢水排放等優點，脫硫率為60％～80％；但該技術需要改動鍋爐，會對鍋爐的運行產生一定影響。我國南京下關電廠和紹興錢清電廠從芬蘭引進的LIFAC脫硫技術和設備目前已投入運行。

7、爐內噴鈣循環流化床反應器煙氣脫硫技術

爐內噴鈣循環流化床反應器脫硫技術是由德國Sim-mering Graz Pauker/Lurgi GmbH公司開發的。該技術的基本原理是：在鍋爐爐膛適當部位噴入石灰石，起到部分固硫作用，在尾部煙道電除塵器前裝設循環流化床反應器，爐內未反應的CaO隨著飛灰輸送到循環流化床反應器內，在循環硫化床反應器中大顆粒CaO被其中湍流破碎，為SO2反應提供更大的表面積，從而提高了整個系統的脫硫率[12]。

該技術將循環流化床技術引入到煙氣脫硫中來，是其開創性工作，目前該技術脫硫率可達90％以上，這已在德國和奧地利電廠的商業運行中得到證實。在此基礎上，美國EEC(Enviromental Elements Corporation)和德國Lurgi公司進一步合作開發了一種新型煙氣的脫硫裝置。在該工藝中粉狀的Ca(OH)2和水分別被噴入循環流化床反應器內，以此代替了爐內噴鈣。在循環流化床反應器內，吸收劑被增濕活化，并且能充分的循環利用，而大顆粒吸收劑被其余粒子碰撞破碎，為脫硫反應提供更大反應表面積。

本工藝流程的脫硫效率可達95％以上，造價較低，運行費用相對不高，是一種較有前途的脫硫工藝。

8、干式循環流化床煙氣脫硫技術

干式循環流化床煙氣脫硫技術是20世紀80年代后期發展起來的一種新的干法煙氣脫硫技術，該技術具有投資少、占地小、結構簡單、易于操作，兼有高效除塵和煙氣凈化功能，運行費用低等優點。因而，國家電站燃燒工程技術研究中心和清華大學煤的清潔燃燒技術國家重點實驗室分別對該技術的反應機理、反應過程的數學模型等進行了理論和實驗研究。其工藝流程如圖3示，從煤粉燃燒裝置產生的實際煙氣通過引風機進入反應器，再經過旋風除塵器，最后通過引風機從煙囪排出。脫硫劑為從回轉窯生產的高品質石灰粉，用螺旋給粉機按給定的鈣硫比連續加入。旋風除塵器除下的一部分脫硫灰經循環灰斗和螺旋給灰機進入反應器中再循環。在文丘里管中有噴水霧化裝置，通過調節水量來控制反應器內溫度[13]。

干式循環流化床煙氣脫硫技術在煙氣中SO2濃度較低的情況下尤其適用。它具備以下特點:

(1)鍋爐飛灰作為循環物料，反應器內固體顆粒濃度均勻，固體內循環強烈，氣固混合、接觸良好，氣固間傳熱、傳質十分理想。

(2) 反應塔中由于顆粒的水分蒸發與水分吸附、固體顆粒之間的強烈接觸摩擦，造成氣 、固、液三相之間極大的反應活性和反應表面積，對于煙氣SO2的去除有非常理想的效果 。

(3) 固體物料被反應器外的高效旋風分離器和除塵器收集，再回送至反應塔，使脫除劑 反復循環，在反應器內的停留時間延長，從而提高了脫除劑的利用率，降低了運行成本。

(4) 通過向反應器內噴水，使煙氣溫度降至接近水蒸汽分壓下的飽和溫度，提高脫硫效率。

(5) 反應器不易腐蝕、磨損。

(6) 系統中的粉煤灰對脫硫反應有催化作用。

該技術已經在國家電站燃燒工程技術研究中心和清華大學煤的清潔燃燒技術國家重點實驗室分別建立了煙氣循環流化床脫硫熱態試驗裝置，為干式循環流化床煙氣脫硫技術開發提供了新的理論依據與基礎數據。并且2000年底，該項技術已成功應用于清華大學試驗電廠的煙氣脫硫工程[14]。

目前對現有的機組進行煙氣脫硫技術改造方面投入了大量的精力，正在多個領域展開研究工作，其中在干法煙氣脫硫方面研究較多的是循環流化床煙氣脫硫技術及電子射線輻射法煙氣脫硫技術，電暈法煙氣脫硫技術目前研究的也較多。煙道氣脫硫技術最顯著改造之一是吸收器規格的增大，采用單個吸收器，據報道安裝一臺脫硫裝置可服務于兩臺大型鍋爐的煙氣脫硫裝置，以這種方式增大設備規格，大大降低了投資成本。研究與開發出一種新的煙氣脫硫裝置是煙氣脫硫技術的發展趨勢之一。其研發方向為SO2脫硫率高、可靠性強、輔助耗電低、采用單個吸收器、副產品可售或可利用，為保障這些技術要求，應該在脫硫技術的工藝、設備和材料方面進行進一步研究。

本文在資料的搜集和寫作等各方面承蒙宋長友老師的悉心指導和各方面的幫助，使本論文能夠順利的完成，在此表示衷心的感謝，對魏利擯、羅勝鐵等老師在資料的搜集過程中給予的幫助表示感謝，對同組的崔月、徐倩、劉立宅在資料搜集過程中的密切配合表示感謝。

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一、采取各種措施，減少污染物的產生

1.1全面規劃，合理布局

大氣污染綜合防治，必須從協調地區經濟發展和保護環境之間的關系出發，對該地區各污染源所排放的各類污染物質的種類、數量、空間分布做全面的調查研究，在此基礎上制定控制污染物的最佳方案。例如：工業生產區應設在城市主導風向的下風向；在工廠區與城市生活區之間，要有一定間隔距離，并營造城市綠化帶，以減輕大氣污染的危害。嚴格對新建、改建、擴建項目審批，對無污染治理設施或污染治理設施不完善的要責令其停工限期整改，對于現有污染嚴重、資源浪費、治理無望的企業，要堅決采取關、停等措施。

1.2改善能源結構，提高能源有效利用率

我國是燃煤大國，煤炭燃燒過程中釋放出大量的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳以及懸浮顆粒等污染物。我國以煤炭為主的能源結構在短時間內不會有根本改變，因此應優先推廣型煤和低硫等洗選煤的生產和使用，降低煙塵和二氧化硫的排放量。此外，要根本解決大氣污染問題，還要從改善能源結構入手。例如，使用天然氣和焦化煤氣、石油液化氣等二次能源，加大對太陽能、風能、地熱、潮汐能、生物能和核聚變能等清潔能源的利用。

1.3實行區域采暖和集中供熱

家庭中的燃煤爐灶和分布在市區的各類采暖、燒水小鍋爐排放大量二氧化硫和煙塵是造成城市大氣環境惡化的一個重要原因。城市采取區域采暖，集中供熱措施，能夠很好地解決這一問題。區域采暖，集中供熱的好處表現在：一是可以提高鍋爐設備利用率，降低燃料消耗量；二是可以充分利用熱能，提高熱利用率；三是便于采用高效率除塵設備，大大降低粉塵排放量。四是減少燃料的運輸量，從而減少運輸設備的使用，間接減少大氣污染物的排放。

1.4植樹造林，綠化環境

綠化造林是大氣污染防治的一種經濟有效的措施，植物有吸收各種有毒有害氣體和凈化空氣的功能，是空氣的天然過濾器。蒙塵的樹葉經雨水淋洗后，又能夠恢復吸附與阻攔塵埃的功能，使空氣得到凈化。植物的光合作用能夠釋放出氧氣，可吸收二氧化碳，一般1hm2的闊葉林，每天能夠消耗約1t二氧化碳，釋放出750kg氧氣，起到了良好的空氣調節作用。

二、采用各種專業技術，控制污染物排放

2.1顆粒狀污染物的治理

大氣中的煙塵(主要由顆粒狀污染物組成)大部分是由于固體燃料(煤)的燃燒產生的。去除大氣中顆粒狀污染物的方法很多，根據其作用和原理，可分為以下幾種類型：一是干法去除顆粒狀污染物。利用機械力(重力、離心力)將粉塵從氣流中分離出來，達到凈化的目的。常用的設備有重力沉降室、慣性除塵器和旋風除塵器等。其中最簡單、廉價、易于操作維修的是沉降室。攜帶塵粒的氣流由管道進入寬大的沉降室時，速度和壓力降低，其中較大的顆粒(直徑大于40μm)則因重力而沉降下來。旋風除塵器的作用原理是使氣流在分離旋轉，塵粒在離心作用下被甩往外壁，沉降到分離器的底部而被分離清除。這種方法對5μm以上塵粒去除效率可達50%~80%。二是濕法去除顆粒狀污染物。該方法是用水或其他液體使顆粒濕潤，進而加以埔集去除的方法。常用的方法有噴霧塔式、填斜塔式、離心式分離除塵器、文丘里式除塵器等多種，這些方法能除去直徑大于10μm的顆粒，如果采用離心式分離除塵器，其去除率可達90%左右，但這種方法的缺點是能耗較高，同時存在污水處理問題。三是過濾法去除顆粒狀污染物。有較高的除塵效率，其中最常用的袋式濾塵器對直徑1μm顆粒的去除率接近100%，它使含塵氣體，通過懸掛在袋室上部的織物過濾袋而被除去，這種方法效率高，操作簡便，適應于含塵濃度低的氣體；其缺點是維修費高，不耐高溫高濕氣流。四是靜電法去除顆粒狀污染物。該法的原理是所有塵粒通過高壓直流電場時吸收電荷的特性而將其從氣流中除去。帶電顆粒在電場的作用下，向接地集塵筒壁移動，借重力而把塵粒從集塵電極上除去。其優點是對粒徑很小的塵粒具有較高的去除效率，且不受含塵濃度和煙氣流量的影響，但設備投資費用和技術要求高。

上述各種除塵方法原理不同，性能各異，使用時應根據實際需要加以選擇或使用，主要考慮因素為塵粒的濃度、直徑、腐濁性等以及排放標準和經濟成本。一般情況下，顆粒較大(數十微米以上)宜于采用干法，對于細小顆粒(數微米)則以采用過濾法和靜電法為宜。

2.2氣態污染物的治理

二氧化硫不僅在大氣中形成酸雨，造成空氣污染，而且嚴重腐蝕鍋爐尾部設備，影響生產和安全運行。因此，煙氣脫硫對我國來說更為重要。煙氣脫硫技術包括燃料脫硫(目前主要是重油脫硫)和煙氣脫硫2種。重油脫硫是采用加氫脫硫催化法，使重油中有機硫化物中的C—S鍵斷裂，硫變成簡單的氣體或固體化合物而從重油中分離出來。含硫量較高的重油首先進行脫硫處理，再提供給用戶，主要應用在那些沒有煙氣脫硫能力的中小工廠，而大型工業企業則要求安裝煙氣脫硫設施。

煙氣脫硫可分為干法和濕法2種，濕法是把煙氣中的SO2和SO3轉化為液體或固體化合物，從而把它們從煙氣中分離出來，濕法脫硫主要包括堿液吸收法、氨吸收法和石灰吸收法等。堿吸收法是用氫氧化鉀、氫氧化鈉水溶液等作為吸收劑；氨吸收法用氨氣作為吸收劑；石灰乳法使用石灰漿作吸收劑，同時可回收石膏。

濕法脫硫后，煙氣溫度降低、濕度加大，排出后影響煙氣的上升高度而難以擴散。為克服上述缺陷，采用固體粉沫或非液體作為吸收劑或催化劑進行煙氣脫硫，稱為干法脫硫。干法脫硫又分為吸附法、吸收法和冷凝法、催化轉化法、直接燃燒法、膜分離法以及生物法等，其中吸收法和吸附法是應用最為廣泛的2種方法。吸附法是利用多孔性固體吸附劑處理氣態污染物，使其中的1種或幾種組分，在固體吸附劑表面，在分子引力或化學鍵力的作用下，被吸附在固體表面，從而達到分離的目的。常用的固體吸附劑有骨炭、硅膠、礬土、沸石、焦炭和活性炭等，其中應用最為廣泛的是活性炭。吸收法是利用氣體、液體中溶解度的不同，以分離和凈化氣體混合物的一種技術，也適用于氣態污染物的處理。在吸收法中，選擇合適的吸收液至關重要，是關系到處理效果的關鍵。

三、完善環境監管，加大執法力度

在現階段我國的一些企業，為了實現利益最大化，根本不考慮其排放污染物對大氣造成的危害。因此，監管措施和執法力度直接關系著對大氣污染物的防治效果。這就要求加快建立和完善減排指標體系、監測體系、考核體系等一系列規章制度；此外，還要加大對排污大戶的懲罰力度，走出“守法成本高，違法成本低”的怪圈，使企業逐漸走上規范化經營和良性競爭之路；鼓勵公眾參與監督，形成社會聯動、企業互動的強大合力。

參考文獻：

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比較中外環境工程教育的歷史和現實，我們不難發現:沒有特色就沒有優勢，也談不上生命力。環境工程本科專業應在堅持“統一性”的基礎上，注意發展“特殊性”，突出“個性”。

專業開辦之初，學校就確立了在遵循環境工程專業統一培養規格和基本要求的前提下，根據我校立足火電行業的學科優勢，辦出我校環境工程專業的特色。在這樣一個指導思想下，我校的環境工程專業定位為“培養面向以電力企業為代表的能源動力類行業中的工業廢水及廢氣的污染排放控制及監測與評價，兼顧聲、固體廢物等污染防治的工程應用型人才”。

《大氣污染控制工程》是環工專業的主干專業課，為體現我校環工專業特色，切實實現培養目標，應從以下幾方面進行本課程的建設。

1.優化理論教學內容、教學手段，體現立足電力行業的專業特色

環境工程學科具有涵蓋面廣的特點，其主干專業課程《大氣污染控制工程》的教材也同樣涵蓋了各行業大氣污染控制的基本理論、方法、技術、設備及流程等內容。為體現我校環境工程特色，激發學生學習興趣，應從合理設計教學內容與教學手段兩方面做起。

(1)教學內容的確定，應圍繞火力發電行業的大氣污染防治進行

①教材的選取。一本合適的教材，是教師講好這門課，學生學好這門課的基礎。目前，《大氣污染控制工程》教材，主要有:高等教育出版社出版，郝吉明與馬廣大編著的《大氣污染控制工程》;化學工業出版社出版，郭靜與阮宜綸主編的《大氣污染控制工程》;化學工業出版社出版，姜安璽等編著的《空氣污染控制》，前兩本教材的體系基本相同，后一本內容較為寬泛，教材的編寫是依據大氣污染源進行，除了煙塵、SOX、NOX等常規大氣污染物外，還涉及有二惡英、惡臭、室內空氣污染與控制內容。通過比較，作者認為郝吉明與馬廣大編著的《大氣污染控制工程》更適合我校環境工程專業選做教材，另兩本書可作為指定參考書，供學生課后閱讀，擴大知識面。

②教學內容的取舍。在選定了適合的教材之后，教師切忌照本宣科，講授過程中應做到有重點、有概括、有啟發。如有關大氣環境質量標準的內容，應及時查找新標準，并把《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2003)作為講解重點，其他相關標準可提供網址，讓學生自己查閱;除塵裝置部分應以火電廠主要應用的電除塵器和袋式除塵器為重點講解內容，其他類型的除塵器作一概述，提出問題讓學生通過自學來解答;關于火電廠燃煤煙氣脫硫(FGD)，由于該項技術是火力發電廠目前采用的主要的脫硫技術，而且該項技術發展非常迅猛，因此教師應及時跟蹤先進技術，傳授給學生最新、最實用的知識。另外，火力發電廠CO2排放問題也日益受到重視，關于它的生物處理方法也有很多的研究報道，可通過課堂教學引導學生關注這個領域的動態。

(2)采用先進的教學手段和多樣的教學方法，激發學生學習興趣和提高學習效率

利用網絡資源、已有的素材庫、PPT軟件制作《大氣污染控制工程》多媒體課件，實現該課程的多媒體教學。通過形象生動的圖片、動畫、視頻等形式激發學生的學習興趣，提高學習效率。

在課堂教學中要擯棄那種“滿堂灌”的教學方法，代之以討論式，啟發式的教學方法，通過采用“發現問題—提出問題—分析問題—解決問題—發現新問題”的教學模式，使學生從被動接受知識轉變為主動建立自己的知識和能力體系。教學過程中多給學生提出問題，引導思路，啟發思維，讓學生通過查閱參考書、資料及與教師討論獲取知識，使學生在探討中學習，享受到獲取知識的樂趣，并逐漸養成一個良好的學習習慣。

2.重視實踐教學環節建設，實現工程應用型人才的培養目標

實踐教學環節是學生由理論到實踐再認識的過程，是培養學生主動正確地運用理論知識解決復雜的實際問題的能力的重要環節，抓好這一環節是提高學生工程能力的關鍵，也為實現“工程應用型本科”的培養目標打下了堅實的基礎。《大氣污染控制工程》課程實踐教學環節包括認識實習、基礎實驗和課程設計三個環節。

(1)強化實習環節教學，培養學生的專業認同感

在學習《大氣污染控制工程》課程之前，學生要進行認識實習。認識實習是學生明確專業培養方向、服務行業狀況的重要一環，是培養學生的專業認同感的有效環節。對于認識實習應防止流于形式，在進入實習場地之前，對實習場地的相關情況，涉及到本課程內容的基本原理、設備、系統、流程做概括性的講解(最好采用多媒體手段進行)，使學生進入實習場地后做到心中有數，把應該關注的內容篩選出來，對日后課程的學習是一個好的開端。

目前，我們主要以太原第一熱電廠為有關大氣污染控制內容的實習基地。在學生進入基地前，應將該廠電除塵裝置的布置位置、型式、基本原理、除塵效率、運行概況給同學做一講解;對該廠采用的高速平流簡易石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝做概括性的講解，并把相關脫硫技術也做一概括(要用圖片配合)，通過這樣的積極準備，學生的認識實習一定會達到事半功倍的效果。

(2)加強實驗室建設，為課程實驗提供保證

基礎實驗是《大氣污染控制工程》課程實踐教學環節的核心環節。要使實驗能夠滿足教學要求，應從實驗場地、實驗裝置、實驗指導教師的建設與培養等方面做起。《大氣污染控制工程》是一門實踐性很強的課程，需要加強實驗室建設。可采用購置實驗裝置、退役裝置，也可采用仿真手段進行實驗。內容應包括:袋式除塵器、電除塵器、吸收法脫硫、吸附法脫硫、燃燒中脫氮等。

隨著教學改革的深化，設計型實驗已受到了普遍的重視。《大氣污染控制工程》基礎實驗建設時就應考慮設計型實驗的實施。比如:給定某煙氣的組分及濃度，讓同學自己設計煙氣流程，使出口煙氣可實現達標排放且技術經濟合理。設計完后再通過將不同類型的除塵器與煙氣吸收實驗裝置進行組合進行效果驗證。通過這樣的實驗一方面增強了學生解決實際問題的能力，另一方面也提高了學生的學習興趣。

(3)重視課程設計指導工作，加強工程基本技能訓練《大氣污染控制工程》課程在專業教學計劃中設置了兩周的課程設計時間，分為除塵裝置設計和脫硫工藝設計兩塊內容。課程設計是學生對所學知識進行鞏固、提高的綜合性的重要環節，要使學生受到工程基本技能的訓練，包括工程計算、設備選型、流程設計、技術經濟分析、繪圖等，具體可從以下幾方面實施:

a.科學編寫《課程設計任務書》、《課程設計指導書》;

b.設計題目的選取應來源于火力發電廠大氣污染防治生產實際或具有一定應用價值的模擬題目;

c.設計過程中應采用“少講、多練、勤思維、多討論”的原則，放手讓學生自己去干，教師加強啟發指導;

d.考核過程中，教師只要把握學生是否掌握了正確的設計思想即可，應鼓勵學生交出多種設計方案，并針對不同方案進行點評。

3.結束語

課程建設是一項復雜的系統工程，特別是對于大氣污染控制工程這一類涉及面廣、內容多的專業課，更具有難度大、周期長的特點。隨著課程教學的進行，一定還會發現需要改進、完善的內容。我們將本著實現專業培養目標、體現專業特色、增強學生競爭力的思想，進一步探索《大氣污染控制工程》課程建設的新內容。

參考文獻

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2、鍋爐的分類。鍋爐按照不同的方式分為以下幾類：按鍋爐的用途分為：生活鍋爐、工業鍋爐、電站鍋爐和熱水鍋爐。按鍋爐燃用的燃料分類可分為：燃煤爐、燃油爐和燃氣爐。按燃燒方式分類可分為：層燃爐、室燃爐和介于二者之間的沸騰（流化床）爐。按有無汽包可分為：汽包鍋爐和直流鍋爐。按蒸汽壓力分類可分為：低壓鍋爐、中壓鍋爐、次高壓鍋爐、高壓鍋爐、超高壓鍋爐、亞臨界壓力鍋爐和超臨界壓力鍋爐。按鍋爐水循環方式分類可分為：自然循環鍋爐、強制循環鍋爐和復合循環鍋爐。

3、鍋爐的應用。利用鍋爐產生的熱水或蒸汽可直接為生產和生活提供所需要的熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能，或再通過發電機將機械能轉換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐，主要用于生活，工業生產中也有少量應用。產生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，是蒸汽動力裝置的重要組成部分，多用于火電站、船舶、機車和工礦企業。

4、鍋爐的結構。鍋爐是熱能生成設備的主要構成，鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁過熱器、省煤器、空氣預熱器、構架和爐墻等主要部件構成生產蒸汽的核心部分，稱為鍋爐本體。是由“鍋”和“爐”兩部分組成的。“鍋”是汽水系統，它主要任務是吸引收燃料放出的熱量，使水加熱、蒸發并最后變成具有一定熱能的熱水或過熱蒸汽。它由省煤器、汽包、下降管、聯箱、水冷壁、過熱器和再熱器等設備及其連接管道和閥門組成。爐膛又稱燃燒室，是供燃料燃燒的空間。鍋筒的主要功能是儲水，進行汽水分離，在運行中排除鍋水中的鹽水和泥渣，避免含有高濃度鹽分和雜質的鍋水隨蒸汽進入過熱器中。

5.鍋爐的工作原理。鍋爐主要有以下系統來完成燃料的化學能到蒸汽具備足夠的動能（以煤粉爐為例）：汽水系統、風煙系統、燃料（煤粉和助燃油）系統、制粉系統、灰渣系統等。制粉系統用于磨制合格的煤粉儲存于粉倉內，通過給粉機，由一次風送入爐膛進行燃燒。煤粉在爐膛內和高溫煙氣充分混合燃燒加熱水冷壁內給水，同時產生大量的高溫煙氣，經各級低溫、高溫過熱器通過輻射、半輻射半對流、對流充分換熱冷卻后的煙氣由風煙系統中的引風機在經過電除塵、布袋除塵器等使煙氣粉塵達標后由煙囪排向大氣，爐內給水通過各級吸熱后，形成高溫高壓蒸汽輸送出去。煤粉燃燒產生的爐渣通過灰渣系統輸送出去。

6.鍋爐的維護保養。在鍋爐的日常運行過程中，各系統輔機運轉正常，要注意維持各項參數在許可范圍之內，嚴格控制壓力、溫度等超標，定期排污維持合格汽水品質，延長設備使用壽命。鍋爐停運后仍要進行保養，鍋爐保養的方法都是通過盡量減少鍋爐水中的溶解氧和外界空氣漏入來減輕鍋爐的腐蝕。最常見的保養方法一般有濕式保養法、充氮置換法、烘干防腐保養法等幾種。

7.鍋爐的經濟運行。鍋爐機組運行的優劣在很大程度上決定了整個電廠運行的經濟性。衡量燃煤發電廠經濟性的主要指標是供電煤耗。供電煤耗的大小取決于發電煤耗和廠用電率，影響發電煤耗的主要因素是鍋爐效率。因此，研究電廠鍋爐的經濟運行方式，對提高電廠的經濟性具有重要意義。

由于爐膛內燃料的燃燒工況、溫度水平、各級受熱面的沽污與熱交換狀態以及輔助動力消耗的不同，其運行經濟性也各不相同。必須進行精細的燃燒調整試驗，以求得各種負荷下的最佳運行工況，作為日常運行調整的依據，以保證鍋爐機組的經濟運行狀況良好。運行中應根據煤種變化掌握燃燒器特性、風量配比、一次風煤粉濃度及風量調整的規律，重視燃燒工況的科學調整，使爐內燃燒處于最佳狀態。為了使燃料在爐膛內與氧氣充分混合燃燒，實際送入爐內的空氣量總要大于理論空氣量。雖然多送入空氣可以減少不完全燃燒熱損失，但排煙熱損失會增大，還會加劇硫氧化物腐蝕和氮氧化物生成。因此除通過合理的風粉配比、調節火焰的充滿度和合適的火焰燃燒中心外還應依據鍋爐的性能試驗，設法改進燃燒技術，爭取以盡量小的過量空氣系數使爐膛內燃燒完全。

煤粉爐通常采取以下措施來提高鍋爐的經濟性能：

7.1合理配煤以保證燃煤質量。將各煤種精心混配，減少燃煤的大幅度變化，維持運行參數基本穩定。

7.2合理調整煤粉細度。煤粉細度是影響飛灰可燃物含量的主要因素。經濟煤粉細度要根據熱力試驗進行選取。

7.3控制適量的過量空氣系數。煤粉燃燒需要足夠的氧氣，但過多的冷空氣會降低爐內溫度水平，且使排煙容積增大。合理的過量空氣系數應根據燃燒調整試驗及煤種確定。

7.4重視燃燒調整。爐內燃燒狀況的好壞、溫度水平及煤粉著火的難易程度直接影響灰渣可燃物的含量。

為了考核性能和改進設計，鍋爐常要經過熱平衡試驗。直接從有效利用能量來計算鍋爐熱效率的方法叫正平衡，從各種熱損失來反算效率的方法叫反平衡。考慮鍋爐的實際效益時，不僅要看鍋爐熱效率，還要計及鍋爐輔機所消耗的能量。 單位質量或單位容積的燃料完全燃燒時，按化學反應計算出的空氣需求量稱為理論空氣量。為了使燃料在爐膛內有更多的機會與氧氣接觸而燃燒，實際送入爐內的空氣量總要大于理論空氣量。雖然多送入空氣可以減少不完全燃燒熱損失，但排煙熱損失會增大，還會加劇硫氧化物腐蝕和氮氧化物生成。因此應設法改進燃燒技術，爭取以盡量小的過量空氣系數使爐膛內燃燒完全。

8.排放鍋爐煙氣中所含粉塵（包括飛灰和未燃盡的煤粉）、硫和氮的氧化物都是污染大氣的物質，未經凈化時其排放指標可達到環境保護法規限定指標的幾倍到數十倍。控制這些物質排放的措施有燃燒前處理、改進燃燒技術、除塵、脫硫和脫硝等。借助煙囪只能降低煙囪附近地區大氣中污染物的濃度，不能徹底根除污染物。煙氣除塵所使用的作用力有重力、離心力、慣性力、附著力以及聲波、靜電等。對粗顆粒一般采用重力沉降和慣性力的分離，在較高容量下常采用離心力分離除塵靜電除塵器和布袋過濾器具有較高的除塵效率。濕式和文氏—水膜除塵器中水滴水膜能粘附飛灰，除塵效率很高還能吸收氣態污染物。為了達到較高的除塵效率，一般燃煤機組通常采用多級除塵，電除塵、布袋除塵等并通過脫硫脫銷，使煙氣的各項指標達到國標要求。

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我國的能源以燃煤為主。占煤炭產量75%的原煤用于直接燃燒，燃燒過程中產生嚴重污染，如煙氣中的CO2產生溫室效應，SOX 導致形成酸雨，NOX引起酸雨、破壞臭氧層以及產生化學煙霧。1995年國家頒布了新的《大氣污染防治法》，并劃定了SO2 污染控制區及酸雨控制區，各地對SO2 的排放控制越來越嚴格，并且開始實行SO2 排放收費制度。隨著人們環境意識的逐漸增強，減少污染源，凈化大氣，保護人類生存環境的問題，正在被億萬人們所關心和重視。尋求解決這一污染源的措施，已成為當代科技研究的重要課題之一。因此，治理鍋爐煙氣具有十分重要的意義。

1 鍋爐煙氣的污染

1.1 鍋爐內煤的燃燒過程

在煤的燃燒過程中，當煤塊受熱后溫度達100 ℃，煤中水分就逐漸被烘干。當煤塊溫度繼續升溫時，在煤尚未與空氣作用的條件下，煤開始干熘出碳氧化合物及少量的氫和一氧化碳，這些氣體的混合物叫揮發物(著火250～700℃)。當溫度不斷升高，揮發物逸出的量不斷增多，煤粒周圍的揮發物在一定的溫度條件下，遇到空氣中的氧就開始著火燃燒，在煤粒外層形成黃色明亮的火焰。煤中的揮發物全部逸出后，所剩下的固態物質就是焦炭。當煤塊周圍的揮發物燃燒時，放出大量的熱將焦炭加熱到紅熱狀態，為焦炭的燃燒創造了條件。焦炭是煤的主要可燃物，它的燃燒是固體與氣體間進行的化學反應，它比揮發物難燃燒，如何創造焦炭燃燼的條件，關系到煤塊燃燒程度。綜上所述，固體燃料的燃燒都包括加熱干燥、干熘析出揮發物，形成焦炭燃燒和燃燼形成灰渣等4個階段。

1.2 煤在燃燒過程中SO2 的生成

煤中的全硫分包括無機硫和有機硫。在高硫分煤中，硫主要以硫鐵礦的形式存在。有機硫、游離狀態的硫和硫鐵礦中的硫皆為可燃性硫。硫燃燒生成SO2 、SO3 和H2O 生成H2SO3 。硫酸鹽中的硫難于分解出來，為不可燃燒硫，進入灰分中。但在高溫下有些金屬的硫酸鹽是可以分解的。煤在燃燒過程中產生的SO2 在鍋爐和煙道內要發生一系列復雜的物理變化和化學反應:SO2的氧化反應主要是在金屬氧化物、金屬鹽類和其它粉塵的接觸催化作用下轉化為SO3進而轉化為H2SO4或硫酸鹽。在硫的轉化過程中，濕度對SO2 的轉化率有重要的影響。相對濕度低于40 %轉化速度緩慢，相對濕度高于70%，轉化速度明顯提高。

2、燃煤鍋爐煙氣脫硫技術及控制

煙氣脫硫方法可分為拋棄法和回收法兩大類。拋棄法是將吸收劑與SO2 結合，形成廢渣，其中包括煙灰、CaSO4、CaSO3 和部分水，沒有再生步驟、廢渣拋棄或作填充處理，其最大問題是污染問題未得到徹底解訣，只是將空氣污染變成固體污染;回收法是將吸收劑吸附SO2 ，然后再生或循環使用，煙氣中的SO2 被回收，轉化成可出售的副產品如硫磺、硫酸或濃SO2 氣體，回收效果較好，但成本較高、一般按使用的吸收劑或吸收劑的形態和處理過程的不同，將回收法分為干法煙氣脫硫、半干法煙氣脫硫和濕法煙氣脫硫三類。

2.1干法脫硫干法煙氣脫硫是用固體吸收劑(或吸附劑) 吸收(或吸附) 煙氣中SOX的方法，具有系統簡單、占地小、同時具有脫氮功能等優點，缺點是鈣利用率低，脫硫劑再生、更換費用高。一般鈣硫比為2 時，脫硫效率可以達到70 % ，干法脫硫又有活性炭法、活性氧化錳法、接觸氧化法和還原法之分。如活性炭法就是利用活性炭的活性和較大的比表面積使煙氣中的SO2在活性炭表面上與水蒸汽反應生成硫酸的方法。

2.2半干法煙氣脫硫半干法煙氣脫硫介于濕法和干法之間，脫硫劑以溶液的形式被噴入煙氣中，SOX 與脫硫劑發生反應的同時，溶液的水分全部蒸發。一般鈣硫比為1.6 時，脫硫效率可以達到80 %。半干法煙氣脫硫要求的控制水平較高，以使噴水量能全部蒸發。

2.3濕法煙氣脫硫濕法煙氣脫硫是用水或鈣鹽溶液作吸收劑吸收煙氣SOX 的方法，一般鈣硫比為1 時，脫硫效率可以達到90 % ，缺點是須建立水循環系統，防腐、煙氣脫水問題突出。濕法中由于所使用的吸收劑不同，濕法脫硫又有石灰石- 石膏法、鈉法、氧化鎂法、氨和催化氧化法之分。如氨法就是用氨(NH3?H2O) 為吸收劑吸收煙氣中的SO2 ，其濕灰(中間產物) 為亞硫酸銨(NH4 ) 2SO3 和亞硫酸氫銨NH4HSO3。采用不同方法處理濕灰，還可回收亞硫酸銨(NH4)2SO3、石膏CaSO4?2H2O和單體硫S等副產物。由于回收系統工藝復雜、投資高等因素80%濕灰采用經濟的拋棄法。

3結論

3.1目前我國燃煤鍋爐眾多，鍋爐煙氣脫硫治理難度大、存在問題多及造成污染嚴重，成為我國當今令人關注的熱點之一。

3.2實現煙氣脫硫低成本的“經濟化”目標是煙氣脫硫技術發展的大趨勢。

參考文獻

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1、工藝流程圖

合成氨工藝流程見圖1-1：圖1-1合成氨生產工藝流程

2、合成氨生產廢水來源

1、以煤、焦造氣為原料的合成氨廢水主要來自三個部分：①造氣的洗滌塔和沖渣污水；②脫硫工序產生的脫硫廢水；③銅洗工序產生的含氨廢水。

2、以油為原料的合成氨的廢水主要來自三個部分：①除炭工序產生的碳黑廢水及含氰廢水；②脫硫工序產生的脫硫廢水；③在脫除有機硫過程中產生的低壓變換冷凝液及甲烷化冷凝液即含氨廢水。

3、以天然氣制合氨工藝廢水，主要是①脫硫工序產生的脫硫廢水；②銅洗工序產生的含氨廢水；③在脫除有機硫過程中產生的冷凝液即合氨廢水。

3、氮肥工業生產廢水零排放處理技術的研究現狀

針對氮肥工業生產廢水排放的特點，目前治理技術種類有物理法、化學法、生物法等多種，特別是近年來開發的新工藝、新技術層出不窮，在很多方面都取得了突破性的進展，為氮肥生產污水的治理和實現零排放提供了先進適用、經濟有效的技術手段。

氮肥工業治水污染必須從源頭抓起，即要實現清濁分流、三水閉路循環；采用先進生產工藝技術醇烴化和尿素工藝冷凝水深度水解，消除生產過程2個污染源；以高效換熱設備，提高熱回收率，減少冷卻水用量；生物法終端處理，再生水回用；控制全企業的水平衡等措施，可以使氮肥生產過程噸氨補充水大降低，做到氮肥生產廢水零排放，全國以煤為原料的中小氮肥廠合成氨生產量為3422.85萬t，如果每年冷卻用水減少80%，那么減少污水排放30.12億t。

4、源頭治理的方法

源頭治理的措施是采用當前國內先進的生產工藝、技術設備，對生產工藝進行改進，在生產過程中全面回收，重復利用，盡量提高資源和能源的利用效率。具體方法有：①采用造氣、脫硫系統冷卻水閉路循環技術,實現含氰、含酚、含塵污水零排放。②采用鍋爐系統除塵水閉路循環技術,實現含硫、含塵污水零排放。③用栲膠脫硫替代氨水液相催化脫硫,采用連續熔硫工藝回收硫磺,消除硫泡沫污染,實現含硫氨水零排放。④采用含氨廢水提濃回用、稀氨水回收利用不排放技術。⑤采用尿素工藝冷凝液深度水解技術,回收其中的尿素和氨,處理后廢水中含氨、含尿素均小于5×10-6作為工藝軟水全部用于鍋爐,實現尿素含氨氮廢水零排放。⑥采用甲醇精餾殘液用作造氣夾套鍋爐補水工藝,實現甲醇廢液零排放。⑦含油廢水經回收油后作為鍋爐除塵洗滌水系統補水,實現含油廢水的零排放。⑧采用“一套三”淺除鹽工藝制脫鹽水,含酸、含堿廢水送入鍋爐除塵洗滌水系統,實現閉路循環。

5、末端治理的方法

對末端污水處理的工藝有深度水解法、吹脫法及氣提法、折點氯化法、離子交換法、化學沉淀法、生物法以及多種方法的組合等。

①深度水解技術是在20世紀70年代興起得一門技術，可將尿素生產中要排放的工藝冷凝液中的尿素分解成氨和二氧化碳，再進行解吸將氨和二氧化碳從工藝冷凝液中分離出來回收至生產系統，使排放廢液中的氨氮值低于環保規定值。早期的水解技術可使廢液中的氨氮和二氧化碳殘余量均小于50mg/L，但還不能滿足環保的要求，后來發展的深度水解技術可使廢液中的氨氮和二氧化碳殘余量均小于5mg/L，水解解吸后的殘液完全符合國家和行業規定的排放標準，還可將殘液處理后作為軟水回收至鍋爐房循環使用，不外排。

②吹脫法及氣提法：均是將廢水和氣體接觸，使氨氮從液相轉移到氣相的方法。

吹脫法是使水作為不連續相與空氣接觸，利用水中組分的實際濃度與平衡濃度之間的差異，使氨氮轉移至氣相而去除。廢水中的氨氮通常以銨離子(NH4+)和游離氨(NH3)的狀態保持平衡而存在。將廢水pH值調節至堿性時，離子態氨轉化為分子態氨，然后通入空氣將氨氮吹脫出。

氣提法是用蒸汽將廢水中游離氨轉變為氨氣逸出，處理機理與吹脫法一樣一個傳質過程，即在高pH值時，使廢水與氣體密切接觸，從而降低廢水中氨濃度的過程氣提法適用于處理連續排放的高濃度氨氮廢水，操作條件與吹脫法類似，對氨氮的去除率可達97%以上。但氣提塔內容易生成水垢，使操作無法正常進行。

③折點氯化法是將氯氣通入廢水中達到某一點，在該點時水中游離氯含量最低，而氨的濃度降為零。氯化法的處理率達90%-100%，處理效果穩定，不受水溫影響，投資較少，但運行費用較高，副產物氯胺和氯代有機物會造成二次污染。氯化法只適用于處理低濃度氨氮廢水。

④離子交換法是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換法采用無機離子交換劑沸石作為交換樹脂，沸石具有對非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用，它是一類硅質的陽離子交換劑，成本低，它對氨氮有很強的選擇性。

⑤化學沉淀法是通過向廢水中投加某種化學藥劑，使之與廢水中的某些溶解性的污染物發生反應，形成難溶鹽沉淀下來，從而降低水中溶解性污染物濃度的方法。利用化學沉淀法可使廢水中的氨氮作為肥料得以回收。

⑥生物法是指首先在好氧條件下，通過好氧硝化菌的作用，將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽，然后在缺氧條件下，利用反硝化菌(脫氮菌)的將亞硝酸和硝酸鹽還原為氮氣而從廢水中逸出。該方法可去除多種含氮化合物，總氮去除率可達70%-95%，二次污染較小且比較經濟，因此在國內外得到了廣泛的應用。其缺點是占地面積大，抗沖擊能力較差。

⑦用循環冷卻水系統脫氮

循環冷卻水系統由冷卻塔、循環泵和換熱設備組成，它是一個特殊的生態環境，具有合適的水溫、長的停留時間、巨大的填料表面積、充足的空氣等優良條件，可促使氨氮的轉化。氨氮主要是在冷卻塔內得以脫除，其中80%為硝化作用，10%為微生物同化作用，10%為解吸作用，三種作用綜合影響，但以硝化作用為主。本法適宜處理氨氮濃度低于5Omg/L的廢水，一般操作條件為:溫度為25-40℃，停留時間為12.5h，pH值為7.0-8.2。

6、研究目的

本論文通過對氮肥企業廢水實際工程處理工藝的研究分析，尋找經濟上合理、技術上可靠的小型氮肥行業廢水處理的完整工藝。從而實現合理、高效地用水，提高現有水資源的重復利用率，做到按品質供水、一水多用，實現廢水零排放。（作者單位：太原市排水管理處污水凈化四廠）

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引言：

在我國的電能結構中，基于燃煤的火力發電是主要發電方式，可占據整個電能裝機容量的百分之七十以上。但是在提升能源供給的同時，如果不及時采取有效的技術和方法對燃煤電廠的氮氧化物排放進行控制則會對我們的生活環境帶來的巨大的負面影響。為消除這種影響必須采用更加高效的煤燃燒技術和煙氣除塵脫硝脫硫技術來降低發電過程中生成的氮氧化物。

1.干法煙氣脫硝脫硫技術在電廠的應用

所謂干法煙氣脫硫，是指脫硫的最終產物是干態的。主要有爐內噴鈣尾部增濕活化、荷電干式噴射脫硫法（CSDI法）、電子束照射法(EBA）、脈沖電暈法（PPCP）以及活性炭吸附法等。以下對爐內噴鈣加尾部增濕活化、吸收劑噴射、活性焦炭法作簡單分析。

1.1爐內噴鈣加尾部增濕活化脫硫工藝

爐內噴鈣加尾部增濕活化工藝是在爐內噴鈣脫硫工藝的基礎上在鍋爐尾部增設了增濕段，使脫硫的效率大大提高。該工藝的吸收劑多以石灰石粉為主，石灰石粉由氣力噴入爐膛850-1150℃溫度區，石灰石受熱分解為二氧化碳和氧化鈣，氧化鈣與煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣。由于反應在氣固兩相之間進行，受到傳質過程的影響，反應速度較慢，吸收劑利用率較低。在尾部增濕活化反應內，增濕水以霧狀噴入，與未反應的氧化鈣接觸生成Ca(OH)2進而與煙氣中的二氧化硫反應，進而再次脫除二氧化硫。當Ca/S為2.5及以上時，系統脫硫率可達到65%-80%。

在煙氣進行脫硫，因為增濕水的加入煙氣溫度下降（只有55-60℃，一般控制出口煙氣溫度高于露點10-15℃，增濕水由于煙溫加熱被迅速蒸發，未反應的反應產物和吸收劑呈干燥態隨煙氣排出，被除塵器收集下來。同時在脫硫過程對吸收劑的利用率很低，脫硫副產物是以不穩定的亞硫酸鈣為主的脫硫灰，使副產物的綜合利用受到影響。

南京下關發電廠2×125MW機組全套引進芬蘭IVO公司的LIFAC工藝技術，鍋爐的含硫量為0.92%，設計脫硫效率為75%。目前，兩臺脫硫試驗裝置已投入商業運行，運行的穩定性及可靠性均較高。

1.2吸收劑噴射同時脫硫脫硝技術

1.2.1爐膛石灰（石）/尿素噴射工藝

爐膛石灰（石）/尿素噴射同時脫硫脫硝工藝由俄羅斯門捷列夫化學工藝學院等單位聯合開發。該工藝將爐膛噴鈣和選擇非催化還原（SNCR）結合起來，實現同時脫除煙氣中的二氧化硫和氮氧化物。噴射漿液由尿素溶液和各種鈣基吸收劑組成，總含固量為30%，pH值為5～9，與干Ca(OH)2吸收劑噴射方法相比，漿液噴射增強了SO2的脫除，這可能是由于吸收劑磨得更細、更具活性[17]。Gullett等人采用14.7kW天然氣燃燒裝置進行了大量的試驗研究[18]。該工藝由于煙氣處理量太小，不能滿足工業應用的要求，因而還有待改進。

1.2.2整體干式SO2/NOx排放控制工藝

整體干式SO2/NOx排放控制工藝采用Babcock&Wilcox公司的低NOXDRB-XCL下置式燃燒器，這些燃燒器通過在缺氧環境下噴入部分煤和空氣來抑制氮氧化物的生成。過剩空氣的引入是為了完成燃燒過程，以及進一步除去氮氧化物。低氮氧化物燃燒器預計可減少50%的氮氧化物排放，而且在通入過剩空氣后可減少70%以上的NOx排放。無論是整體聯用干式SO2/NOx排放控制系統，還是單個技術，都可應用于電廠或工業鍋爐上，主要適用于較老的中小型機組。

1.3活性焦炭脫硫脫硝一體化新技術

活性焦炭脫硫脫硝一體化新技術（CSCR）是利用活性焦炭同時脫硫脫硝的一體式處理技術。它的反應處理過程在吸收塔內進行，能夠一步處理達到脫硫脫硝的處理效果，使用后的活性焦炭可在解析塔內將吸附的污染物進行析出，活性焦炭可再生循環使用，損耗小，損耗的粉末送回鍋爐作燃料繼續使用。其中活性焦炭是這一處理過程的關鍵和重要的因素，它既作為優良的吸附劑，又是催化劑與催化劑載體。脫硫是利用活性焦炭的吸附特性；除氮是利用活性焦炭作催化劑，通過氨，一氧化氮或二氧化氮發生催化還原反應而去除。

活性焦炭吸收塔分為兩部分，煙氣由下部往上部升，活性炭在重力作用下從上部往下部降，與煙氣進行逆流接觸。煙氣從空氣預熱器中出來的溫度在（120-160）℃之間，該溫度區域是該工藝的最佳溫度，能達到最高的脫除率。

煙氣首先進入吸收塔下部，在這一段二氧化硫（SO2）被脫除，然后煙氣進入上面部分，噴入氨與氮氧化物（NOX）反應脫硝。飽含二氧化硫的焦炭從吸收塔底部排放出來通過震動篩，不合大小尺寸的焦炭催化劑在進入解吸塔之前被篩選出來。經過篩選的活性焦炭再被送到解吸塔頂部，利用價值較低的活性焦炭被送回到燃煤鍋爐中，重新作為燃料供應。

活性焦炭解吸塔包括三個主要的區域：上層區域是加熱區，中間部分是熱解吸區，下面是冷卻區。

天然氣燃燒器用來加熱通過換熱器間接與活性焦炭接觸的空氣，被加熱的空氣和燃料煙氣一起送到煙囪，并排入大氣。在解吸塔的底部，空氣從20℃被加熱到250℃，接著天然氣燃燒器繼續將空氣加熱到550℃，這部分空氣將在解吸塔的上部被冷卻到150℃。

2.我國燃煤電廠煙氣脫硝現狀

（1）在脫硝裝置建設方面來看，我國已建脫硝機組在2008年已超過1億千瓦。這種建設現狀是由政府規定的氮氧化物排放標準與燃煤機組建設時的環境影響評價審批共同作用形成的。這說明燃煤電廠煙氣脫硝已經成為我國經濟發展和環境保護所需要重點考慮的問題之一。

（2）在脫硝工藝選擇方面來看，我國絕大部分燃煤機組所使用的脫硝工藝為SCR方法，這種方法實現結構簡單、脫硝效率可以超過90%，且不會在脫硝過程中生成副產物，因而不會形成二次污染，是國際中應用最為廣泛的脫硝方法。統計數據表明，基于SCR工藝的煙氣脫硝機組占我國總脫硝機組的比例超過90%。

（3）在SCR煙氣脫硝技術設計與承包方面來看，現代煙氣脫硝市場中，我國國內的承包商基本已經具備了脫硝系統的設計、建造、調試與運營能力，可基本滿足國內燃煤電廠的煙氣脫硝系統建設需求。

（4）在SCR關鍵技術和設備方面來看，雖然我國大部分燃煤電廠仍舊以引進國外先進技術為主，但是在引進的同時同樣注意在其基礎上進行消化、吸收和創新，部分企業或公司還開發了具有自主知識產權的SCR關鍵技術。在相關設備研發方面，可實現國產的設備有液氨還原劑系統、噴氨格柵設備、靜態混合器設備等，但是諸如尿素水熱解系統、聲波吹灰器、關鍵儀器儀表等還未實現國產化。

（5）在產業化管理方面來看，政府正在逐漸加大對煙氣脫硝的管理力度，而企業也正在按照相關要求制定和執行相關的自律規范，但是總體來說我國的煙氣脫硝管理仍處于初級階段，還需要在借鑒國外先進管理經驗的同時結合我國國情制定符合我國發展要求的產業管理制度。

3.煙氣脫硫脫硝技術的發展趨勢

（1）在研究煙氣同時脫硫脫硝技術的同時，理論研究將會更加深入，如反應機理和反應動力學等等，為該項技術走出實驗室階段，實現工業化提供充分的理論和堅實的依據。

（2）目前，國內外的研究主要集中于煙氣同時脫硫脫硝技術這方面則集中在干法上，在以后的研究中，研究人員則加強研究濕法同時脫硫脫硝技術，為今后鍋爐技術改造節約大量資金，減少投資金額，降低投資風險，以避免不必要的浪費。

（3）研究任何一項煙氣脫硫脫硝技術，都要結合我國國情。因此，應主要研發能夠在中小型鍋爐上廣泛應用的高效、低耗、能易操作的同時脫硫脫硝技術。

4.結語

近年來，我國電廠的煙氣脫硫脫硝技術得到了很大的提升，但是它尚處于推廣階段，存在很多問題。因此，研發新型脫硫脫硝技術與設備，不斷完善應用現有技術，開發更經濟的、更有效的、更低廉的煙氣脫硫脫硝技術是科研人員工作的方向。

參考文獻：

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