我国每年有将近10亿t的煤炭作为燃料直接用于燃烧,主要用于燃煤电厂的燃烧、工业锅炉的燃烧、生活供暖三个方向,其中工业锅炉的耗煤量是较大的,约为3.7亿t/a,占我国直接燃煤量的37%,而工业锅炉的煤炭利用效率较低,废气向大气中直接排放造成的环境污染问题也十分突出。
根据大气污染物的检测结果,笔者发现,大气中大部分的污染物为二氧化硫和烟尘,而根据二氧化硫和烟尘等污染物含量出现超标的原因分析,大部分来源于工业锅炉废气的排放。在使用锅炉时,锅炉中的烟煤经过燃烧所产生的烟尘和二氧化硫直接排向大气,造成大气污染,这对人们的生活与工作带来严重的影响。因此,为了解决工业锅炉废气污染问题,人们需要加强工业锅炉废气治理,以降低工业锅炉废气的排放量,降低环境危害。
1工业锅炉的使用现状
1.1工业锅炉除尘器
工业锅炉一般配备两种除尘器,一种是旋风式除尘器,另一种是多管式除尘器。其中,旋风式除尘器壳体磨损以后,容易发生锁气装置失灵问题,从而大大降低除尘效率,造成严重的烟尘污染,目前已被淘汰。多管式除尘器具有较好的除尘效果,但也存在脱硫方面的缺陷。
1.2锅炉燃料
据不完全统计,我国大部分煤炭用作燃料,其在燃煤电厂中应用较多,特别适用于电厂生活供暖和工业锅炉的燃烧,工业锅炉的耗煤量占我国直接燃煤量的37%左右,而工业锅炉煤炭使用率较低,工业锅炉废气排放所引起的环境污染问题较为突出。工业锅炉废气主要分为二氧化硫和烟尘两种,这两种污染物的年平均排放量分别为630万t和380万t,仅次于电站锅炉的排放量,这会严重造成大气环境污染,与我国可持续发展战略相违背。
2工业锅炉废气的危害及治理的必要性
工业锅炉废气污染物主要包括烟尘、二氧化硫以及一氧化碳等。这几种污染物来源于锅炉燃煤,其被排放到大气中,会对人体造成严重的危害。如果烟尘长时间在空气中悬浮,人通过鼻粘膜、呼吸道将其吸人肺部,使得鼻子和呼吸道受到严重污染,会引起鼻腔疾病或者呼吸道疾病。另外,二氧化硫悬浮在大气层下部,很容易生成酸性烟雾,对人的呼吸系统产生刺激。如果空气中混杂二氧化硫,人通过鼻粘膜将其吸人肺部,会引起人体机制出现混乱,甚至导致人不能正常呼吸。除此之外,如果空气中出现大量二氧化硫,容易形成酸雨,酸雨一旦降落,将会导致庄稼死亡,降低建筑寿命。如果一氧化碳含量超标,很容易使人出现消化不良、贫血等现象,甚至使人智力降低,引起视觉、听觉下降。因此,人们要采取科学的措施,及时对工业锅炉废气污染进行治理,以构建一个安全、稳定、和谐的社会。
3工业锅炉脱硫除尘工艺
3.1工业锅炉脱硫除尘设备的选择
3.1.1设备选择
在选择工业锅炉脱硫除尘设备时,人们应根据锅炉在额定功率运行时所测得的烟气指标进行确定。同时,人们可以通过这种方式对工业锅炉脱硫除尘设备的性能进行确定,以提升此设备的脱硫除尘效果,将工业锅炉所产生的污染物(如烟尘和二氧化硫)的排放量控制在规定的范围内,以达到相关标准规定的限值。
3.1.2设备体积选择
在确保工业锅炉房结构一致的条件下,应合理地选择工业锅炉脱硫除尘设备体积。考虑设备体积受到锅炉房面积的制约,锅炉房面积是固定的,若增大锅炉脱硫除尘设备的体积,对充分发挥辅助车间功能造成一定的影响,同时也会影响不同辅助设备的稳定运行,给风道布置增加不少难度,给风道烟气流动增加阻力。因此,人们要合理选择工业锅炉脱硫除尘设备体积,确保除尘设备体积不能过大或过小。
3.1.3设备型式选择
工业锅炉废气除尘工艺和工业锅炉废气脱硫工艺截然不同,其工艺流程也存在较大的差异。因此,要想使工业锅炉废气得到较大净化,降低工业锅炉废气对环境和人体的伤害,人们需要将除尘设备和脱硫设备分开进行设置。同时,人们应选择除尘效果较佳的除尘设备。目前,除尘设备分为两种,一种是过滤式除尘设备,另一种是离心式旋风除尘设备,这两种除尘设备各具有自身的特点及优越。其中,过滤式除尘设备具有较高的除尘效率及过滤功能,其除尘效率高达99%,这种除尘设备安装简单,操作方便,但存在设备体积较大、占地面积等不足,同时不能对水、油及勃连性较强的烟尘颗粒进行过滤。相对于过滤式除尘设备,离心式旋风除尘设备具有较低的除尘效率,其一般在80%左右,但离心式旋风除尘设备主要采用水膜除尘器,从而大大提升了除尘效果,但存在占地面积较大、设备耗水量较大、操作烦锁、运行维护不便等不足,另外还存在设备材料易掉落、耐磨性差等问题。在工业锅炉废气脱硫工艺中,需要采用水浴式脱硫装置,此装置脱硫效果较佳,具备除尘和脱硫两种功能,适用于锅炉厂房面积较小的工厂。
3.2工业锅炉脱硫除尘设备的运行与维护
在工业锅炉脱硫除尘工艺应用过程中,人们不仅要合理选用脱硫除尘设备,而且要做好工业锅炉脱硫除尘设备的日常维护工作,确保除尘设备的稳定运行,提升设备的使用寿命。目前,水浴式脱硫除尘设备在化工厂应用较多,其工作原理如下:当锅炉产生一定废气时,废气会以一定速度与水面发生冲击,在力的压力作用下,水滴就会向周边散开,废气中的灰分就会沉人水底。当烟气中的二氧化硫气体与水滴结合时,就会发生反应,使亚硫酸在水中溶解,从而达到除尘、脱硫的目的。
在工业锅炉脱硫除尘设备的使用和维护过程中,应注意以下几点:一要在工业锅炉脱硫除尘过程中加人碱性药物和亚硫酸,以降低烟尘和二氧化硫的腐蚀性;二要定时将水底的烟尘清除十净,避免除尘器堵塞;三要保持水位高度适宜,避免水位过高而导致排烟管口被淹没,同时避免水位过低影响设备的正常运行。