燃煤工业锅炉大气污染物治理策略探析论文
随着我国北方地区对冬季供热供暖的需求日益增加， 燃煤工业锅炉在冬季供暖中发挥着越来越重要的作用。但由于城市及其周边地区燃煤工业锅炉的热效率较低， 加之煤种与设计煤种存在差异， 使城市空气质量不断恶化。近年来， 虽然工业锅炉的总数量没有多大变化， 但总蒸发量和单位平均蒸发量却迅速增加， 单位面积的总蒸发量和平均蒸发量都远远高于单位数量的增加。根据计算， 大约有48万台燃煤锅炉在中国。这些燃煤工业锅炉大多分布在城市及其周边地区， 低烟囱排放， 热效率普遍低， 这对城市空气质量影响重要， 特别是在加热炉的加热时间投入运行， 与其他的季节相比， 冬季城市污染指数比较高。
一、污染物治理现状分析
（一） 二氧化硫
对二氧化硫的处理过程主要分为燃烧前， 燃烧中和燃烧后3种。目前， 燃烧中脱硫主要采用物理清洗煤法， 目前采用物理清洗煤法的洗选能力可达15亿吨。燃烧脱硫技术包括硫磺成型、“石灰石-石膏”湿法和脱硫除尘一体化法等等。固硫率达到40%-60%, 减少烟尘排放60%, 节省15%的煤 （质量分数下同） , 特别适用于中、低硫煤的中小型锅炉。目前一级除尘+脱硫装置采用两阶段煤炭处理燃煤工业锅炉烟气20t/h以上蒸发量， 并根据《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》， 配备控制及连续监测系统， 有效提升除尘脱硫的质量和效果。根据SO2常规监测结果， 某市监测中心测算出当地最高排放浓度的SO2为40.0mg/m.数据显示， 2008年中国的燃煤工业锅炉SO2年排放量约为1000t, 占二氧化硫排总放量占23.8%.
（二） 烟尘
由于我国北方集中供暖的热源主要以区域锅炉房为主， 因此锅炉房排放烟尘的治理可以追溯到上世纪70年代。机械除尘器包括脉冲布袋除尘器、机械反吹袋式除尘器、单机振打除尘器， 其主要功能是分离、捕集空气中烟尘， 对于过去粗放型管理模式下大规模高浓度烟尘处理的效果比较明显， 其主要优势在于投资少， 性价比高， 结构简单， 但缺点在于除尘效率第。此后， 随着环保要求的日益严格， 湿式除尘器的发展趋势。湿式除尘器对微粒捕集效果良好， 除尘效率可达70%-95%.近年来， 中央供热锅炉采用小型热电， 采用了先进的'干除灰系统、双室四电场静电除尘器和低氮燃烧器， 或由原始机械除尘器向湿式静电除尘器转变， 热电联产电粉尘排放浓度可控制在30mg/m.
（三） 氮氧化物
在“十二五”规划中， 将氨氮和氮氧化物 （NOx） 纳入总量控制指标体系。但是在目前的国家排放标准中， 还没有明确规定NOx的排放限值。目前， 在全国的范围内， 由于净化处理技术的不断发展， 对工业燃煤锅炉NOx已经实现了有效控制。近些年来， 通过对当前空气污染状况进行分析， 我国研制出低氨燃烧技术和烟气脱硝技术， 并广泛运用在北京、上海、武汉、哈尔滨等地。目前我国相关行业采用的NOx控制技术与发达国家所采用的技术是一致的。由于工业燃煤锅炉的燃烧方式不同于电站锅炉的燃烧方式， 因此燃煤工业锅炉NOx减排技术的发展应该是循环流化床锅炉。
二、污染物控制方案及实例分析
（一） 加强锅炉检测工作
锅炉检测的目的是对锅炉进行能效测试， 确保锅炉能效达标， 从而有利于进大气污染防治工作， 有效改善城区空气质量。以湖北省为例， 自2017年起小于20t的工业锅炉禁止运行， 对工业锅炉开展能效普查， 可以丰富锅炉能效数据库， 为燃煤锅炉节能减排提供数据支撑。作为检验人员， 应严格按照锅炉检验的相关法律法规及《特种设备安全监察条例》相应规程， 在掌握无损检测等方面知识的基础上， 对特种设备进行严格地检验、检测。强化与当地环保部门的沟通协调， 做好高污染燃料禁燃区内燃煤锅炉管控和燃油 （气） 锅炉低氮燃烧改造工作， 提高锅炉节能管理水平。
（二） 燃煤工业锅炉大气污染物控制技术路线
燃煤工业锅炉大气污染物控制技术应根据当地条件进行科学选择。由于煤炉系统主张污染物的全过程控制， 从我国的现状考虑， 根据锅炉的特点， 对于大气污染物控制技术路线可设置如下： （1） 以单管 （烟尘处理多缸） 多湿式静电或布袋除尘， 大型锅炉采用湿法除尘技术方法； （2） 采用低氮燃烧技术和氮氧化物处理技术， 建设生物质型煤复合燃料基地， 广泛开展、天然气、生物质型煤的制备与研究， 促进节能减排工作。 （3） 加强技术改造， 使用低硫煤， 采用脱硫除尘技术和串联技术， 以合理控制SO2排放。
（三） 湖北省具体做法
目前， 燃煤锅炉专项整治与改造升级工作在湖北省全面推开。湖北省环保厅牵头， 取缔燃煤小锅炉、整治小散乱污企业 （群） , 对改造升级的锅炉企业给予3-5万元不等的奖励。截至2017年5月， 该项整改工作已完成近90%, 更大意义在于推动了企业的转型升级、快速发展。例如， 投资额达4亿、20万吨蒸汽/年的大冶有色工业园生物质集中供热项目一期工程已经开工， 比以往的燃煤锅炉提高30%.目前， 该省正尝试以PPP模式让更多的社会资本进入锅炉技改领域， 调动民间资本的积极性。
三、结论和建议
大多数的小型燃煤工业锅炉采用单层或多层管机械除尘器和湿式除尘器；大部分的热电联产等大型燃煤工业锅炉采用静电除尘器或袋式除尘器除尘效率高。在一些热电联产机组和其他大型燃煤工业锅炉中， 仅设有二氧化硫处理设施， 小型工业锅炉没有脱硫设施。选择锅炉大气污染物， 煤炭行业应该因地制宜， 煤控制技术， 由于炉系统， 在技术经济合理、便于操作的确定依据；在计划和技术系统的实施过程中， 脱硫和除尘技术的清洁替代能源；应该除尘、脱硫SCR技术路线；鼓励高效脱硝技术和设备的开发、使用脱硫和烟气脱硝控制技术的协同发展。
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