燃煤供暖锅炉烟气脱硫脱硝技术浅谈

燃煤供暖锅炉烟气脱硫脱硝技术浅谈

边引团

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摘要：在新型工业化建设进程中，城市燃煤锅炉改造保障人民群众基本生活需求，提升工业建设发展影响力，加大城市工业运转以及民生保障上可以进一步拉动经济提速，资本快速流动，促进各项社会资源发挥公共效益，带动生活更好更快发展。但是如果城市燃煤锅炉环保改造力度不足，势必对经济社会健康发展起到阻碍作用，社会资源浪费，没有真正落实发展到人民群众中，无法为其提供应有权益。所以，确保燃煤锅炉环保改造效果，进一步提高经济综合效益，让设施投资充分合理，使环境保护和经济效益最大化。

关键词：燃煤供暖锅炉；脱硫脱硝控制技术；

引言

随着全球气候变化，我国北部地区冬季异常寒冷，为了取暖而大量燃烧煤炭，导致该地区环境遭受严重破坏。据环保部门检测，北方大部分地区的冬季经常出现污染严重、空气质量指标不合格的情况。这种环境恶化不仅对人们的生活和健康产生负面影响，也给环境治理带来了巨大挑战。北方地区冬季环境污染主要与锅炉房排放的大气污染物有关。调查显示，大部分燃煤锅炉房设施不符合规范，普遍存在环保设备落后、大气排放污染物严重等问题。这些锅炉房具有分布广泛、吨位小、环保设备滞后、污染物排放超标等共同特点。

1、燃煤供暖锅炉烟气脱硫脱硝技术发展

目前脱硫脱硝治理技术具有多种工艺。脱硫方面包括干法脱硫、湿法脱硫以及半干法脱硫等。脱硝方面主要包含SNCR脱硝、SCR脱硝、SNCR+SCR联脱硝以及湿法脱硝等。

不同行业，不同设备、不同的烟气产生条件以及设备的使用工况不一样，则选取的工艺方法以及工艺流程差别很大。

目前，供暖行业的燃煤锅炉因为炉子的大小不一样、燃烧方式、炉子负荷变换大，单日供暖时间和供暖周期随外界温度变化的不确定以及燃烧用煤的氮氧化物和硫化物含量变化较大等原因，一般需要脱硫脱硝工艺有一定的冗余量，并且能够及时对上述变化。

所以，脱硫方面目前主要采用湿法脱硫，涉及工艺有双碱法、单减法、石灰石膏法、镁法等。应用比较广泛的是石灰石膏法。主要是工艺成熟、便于控制，且经济效益明显。

脱硝方面目前主要采用SNCR脱硝、SCR脱硝或者是SNCR+SCR联合脱硝。这几种方法目前都在使用，主要是设备简单，控制方便，响应迅速，并且对锅炉的改造较少。

2燃煤供暖锅炉烟气脱硫脱硝技术

2.1脱硫技术（石灰石膏法）

该工艺的基本过程先将石灰粉制成石灰浆液，通过浆液泵将石灰浆液输送到脱硫塔，在塔内与含硫烟气反应，烟气中SO2进入浆液而被脱除，反应后的浆液在脱硫塔底部氧化结晶生成石膏。

塔底的浆液大部分由循环泵输送到喷淋层喷淋进行多次循环脱硫。根据锅炉烟气大小以、烟气中硫化物的含量以及脱硫效率，脱硫塔一般选择多层喷淋（喷淋层2~4层设置），每层喷淋层设置一台浆液循环泵。浆液循环泵的开启和关闭根据烟气中的实际硫化物含量进行控制。

SO2的吸收是在塔内完成的。实际生产时PH值一般控制在5.2-6.0。通过布置在塔外的氧化风向吸收塔鼓入空气，将亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子，与溶液中的钙离子发生反应生成石膏。

当浆液的密度达到设定值时，部分浆液开始外排进入石膏系统。通过浆液分离、浓缩、压滤等一系列处理，最终产出石膏。此过程中产生的废水又回流至脱硫塔，保持塔内的液位，当液位低时通过吸收塔上部的除雾器进行补水。

采用此脱硫工艺的优点是：脱硫剂取得容易，价格相对便宜；废水产量很少，工艺成熟运行稳定，系统的冗余量较大，经济成本明显。缺点是：工艺较为复杂，操作人员要求较高，对入场的石灰品质要求也较高，一般应用于中小型短期或者长期生产的设备。

2.2脱硝技术

2.2.1 SNCR脱硝技术（选择性非催化还原法）

SNCR法也是一种较为常用的脱硝处理方法，该方法的应用一般来说是在处理应用的过程中不采取催化剂的情况下，通过采用氨水或者尿素等作为还原剂。

此方法是在炉膛内（反应窗口温度为850~1050℃）喷入还原剂，还原剂在窗口温度下发生反应分解出氨气，氨气在高温下与NOx还原生成氮气和水。

该技术的应用相对于选择性催化还原法来说具备更少的成本支出，本身不需要在还原反应的过程中添加催化剂，因此可以节省不少的作业成本，并且基础该技术在应用布置简单、占地面积小的优势，很适合对各种老旧设备的改进应用。但是，该技术的应用也需要注意温度对选择性非催化还原法的应用质量有很大影响。当温度高于1100℃时，还原剂会因为高温发生“烧损”，造成还原剂的用量增加，效率降低。而当温度降至850℃以下时，基于温度的降低以及反应速率的降低，还原反应的进行将不能充分的开展，也会导致脱硝的效果大打折扣。

2.2.2 SCR脱硝技术（选择性催化还原脱硝技术）

选择性催化还原技术是较为常用的脱硝技术，该工艺的应用主要是通过催化剂的应用和还原剂的参与实现有选择性的化学元素反应，以此实现烟气的脱硝处理。具体来说，就是在NH3的参与下，可以实现对烟气中NOX的转化，实现其向天然氮气和水的转换。

该工艺的应用在工艺流程上为还原剂一般为氨水或者尿素，通过前置工艺将氨水（蒸发工艺）或者尿素（裂解工艺）处理得到氨气，将氨气通过与稀释空气混合并通过喷氨格栅喷入反应器上游烟气，以此在催化反应的作用下实现催化还原，实现对NOX的去除。该方法的主要特点是在应用的过程中可以实现对NOX的高效去除，并且基于对NOX的还原反应，其反应后的副产物是无毒无害的氮气和水，因此，在二次污染的问题上具备良好的保障能力。但是，该工艺在应用的过程中也存在一定的缺陷不足，突出的缺陷不足为工艺的投资费用较高，催化剂更换费用昂贵，催化剂容易中毒，中毒后活性降低，效率下降明显。

2.2.3 SNCR+SCR脱硝技术

此方法在燃煤锅炉行业应用非常广泛。通过炉内喷还原剂产生氨气，氨气在炉内与NOX发生还原反应，多余的未反应的氨气通过烟道进入后续的SCR反应器，通过SCR脱硝技术去除。效率高，经济性能明显。

此方法优点是省去了还原剂的前置处理工艺，利用锅炉炉膛的温度进行蒸发或者裂解，同时充分利用炉膛内的高温进行反应，降低进入后续处理工艺的NOX的浓度，降低后续处理工艺的负荷。缺点是控制较为复杂且锅炉温度较低时，对省煤器和空预器有腐蚀，容易产生硫酸铵结晶堵塞空预器。

结束语

综上所述，现阶段已研发出一系列可用于脱硫脱硝处理供暖锅炉烟气的工艺，而在各类工艺技术方法的选择中，不仅要对脱除技术合理性、有效性予以考虑，且要兼顾成本费用、反应速率和资源利用率等因素，在尽量控制整体成本的前提下，尽可能保证脱硫脱硝质量效率。为进一步提高脱硫脱硝处理供暖锅炉烟气的效率，可尝试融合多种技术，尽量发挥各项工艺技术的效用。同时，科研人员也应当展开更深入的研究，以便满足当前锅炉烟气处理的需求。

参考文献

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