■矣会_§«,也 202丨年第8期环保技术
大庆油田集中供热燃煤锅炉烟气
净化改造技术
高岩大庆油田质量安全环保监督评价中心黑龙江大庆 163000
摘要：以大庆油田现有集中供热燃煤锅炉为例，分析比较现有烟气净化技术的可行性、经济 性，结合大庆油田现有供热锅炉运行特点，提出布袋除尘（电袋复合除尘）、石灰石石膏法脱硫、 SNCR法脱硝（预留SCR改造空间）技术路线，为其实现超低排放提供技术思路，并详细介绍烟气除尘、
烟气脱硫、烟气脱硝的工艺技术。
关键词：烟气；燃煤锅；供热；净化
大庆油田集中供热燃煤锅炉烟气治理工艺
全部采用单元式布置的陶瓷多管干式除尘和碱
法湿式脱硫工艺，烟气排放执行《锅炉大气污染 物排放标准》（GB 13271-2014)在用锅炉标准。
执行“超低排放”标准是未来几年内的必然趋
势，而现有烟气治理工艺仍无法满足《清洁取暖
规划》关于“清洁燃煤集中供暖”和“超低排
放”的标准要求。考虑技术改造的长期有效性
与投资经济性之间的关系，结合大庆油田供热
锅炉现状，超低排放改造的技术思路确定为通
过采取相应的除尘、脱硫与脱硝技术，达到《锅
炉大气污染物排放标准》（GB 13271-2014)锅炉
特别排放限值标准。
1烟气净化关键技术
大庆油田供热燃煤锅炉主要炉型为链条 炉，根据《锅炉大气污染物排放标准》（GB
13271-2014),链条炉运行过程中产生的大气污
染物主要成分为颗粒物、二氧化硫、氮氧化
物，对应的烟气净化技术可分为：除尘技术、
脱硫技术、脱硝技术。
1.1除尘技术
能满足超低排放要求的除尘技术主要有布
袋除尘、电袋复合除尘。1.1.1 布袋除尘
基本原理：含尘气流从下部进入圆筒形滤
袋，在通过滤料的空隙时，粉尘被滤料阻留下
来，透过滤料的清洁气流从排出口排出。沉积
于滤料层上的粉尘层，在机械振动的作用下从滤料表面脱落下来，落入灰斗中。技术特点：除去效率可达99%以上，该技术
具有结构简单，投资少，运行稳定的优点。
— 1 — 烟气净化技术
净化技术是指根据燃煤中有毒害气体及烟尘的物理、化学性质的特点，对其中的污染物予以脱除、净化的技术。主要分为、烟气除尘和烟气脱硝等三大类技术，其作用分别是脱除烟气中的SO2、净化烟气中的粉尘和脱除烟气中的氮氧化物NOx。
烟气的成分及性质与燃煤的性质、锅炉的型号及燃烧方式等密切相关。其中的粉尘量主要取决于燃烧方式及煤质情况，飞灰的化学成分以SiO2和Al2O3为主，两者之和一般大于70%，此外，还有Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、TiO2、SO3等。一般煤粉炉飞灰的粒度在3～10m之间，粒度小于10m的约占20%～40%。
SO2是无色有强烈刺激性气味的气体，溶点为-72.7℃，沸点为-10℃，易液化。在SO2中，S的化合价为+4，是硫的中间化合价，所以SO2既有氧化性又具有还原性，尤以还原性为显著。SO2只有在强还原剂的作用下才表现出氧化性，例如SO2能被H2S所还原生成单质硫，在500℃时，SO2在铝钒土的催化作用下可以被CO还原成单质硫和二氧化碳。
NO、NO2中的N也是中间价态。NO在水中的溶解度很小，而且不与水发生反应，常温下NO很容易被氧化生成NO2
— 2 — NO2是红棕色气体，具有特殊臭味，有毒。在21.2℃凝聚为红棕色液体。在冷却过程中颜色逐渐变浅，最后变为无色，在-11.2℃时变为无色晶体，这是由于冷却时聚合成无色的N2O4的缘故。NO2与水反应生成硝酸和NO。
SO2、NO2都是中等强度的酸性氧化物，易与碱反应：
NO和NO2具有较强的氧化性，能被C，NH3等还原剂所还原：
烟气净化就是基于以上污染物的物理、化学性质的特点来进行的。利用烟气中飞灰颗粒与烟气密度及电性质的差异，可以用水膜、袋式和电除尘器等来净化除去飞灰。
根据烟气中SO2性质的差异及脱除工艺的特点，可将烟气技术分为湿法和干法两大类。湿法一般是用石灰水淋洗烟气，SO2变成亚硫酸钙或硫酸钙的桨状物而除去。干法主要有喷雾干燥法、喷干石灰粉法以及活性炭吸附法等。
浅谈洁净煤技术
1.洁净煤技术的背景
1.1煤炭利用过程的危害
煤炭是世界重要能源，我国更是世界最大的煤炭生产国和消费国，而发电用煤占原煤的很大比列。我国煤炭消费的一个主要特点是大量原煤直接燃烧，大约占原煤总量的62%。由于大量煤炭直接燃烧，燃煤质量差，且燃烧效率低，对环境也造成了破坏。煤炭燃烧后会产生二氧化硫、一氧化碳、烟尘、放射性飘尘、氮氧化物、二氧化碳等。这些产物会造成很大的危害：二氧化硫、二氧化氮会形成酸雨，严重影响地球生态环境和人类社会；燃烧后排放的二氧化碳会造成全球气候变暖和温室效应，威胁着全球生态系统及人类生存；烟尘会以颗粒物形式漂浮在大气中，危害生物健康及气候；人类长期吸入氮氧化物会影响呼吸系统造成疾病，同时氮氧化物达到一定浓度后也会和其他物质反应形成光化学烟雾，损害生态系统。
1.2针对煤炭利用造成污染的一些措施
有关专家提出开发清洁和可再生能源，改善电力工业结构，降低煤炭消费量。清洁和可再生能源主要包括核能、水能、风能、天然气等。目前我国清洁能源发电的比例也在逐年提高，生态环境得到了改善。虽然其他能源消费比例有所提高，但煤炭仍是我国主要的消费能源，针对这一情况，提高煤炭使用效率提高使用技术就变得尤为重要。近些年，我国正逐步进行工业锅炉大型化，减小煤耗提高效率，以热电联产、集中供热取代分散小锅炉。再有就是实施城市煤气化以提高煤炭整体利用效率。
1.3洁净煤技术的提出及意义
洁净煤技术一词源于美国。洁净煤技术贯穿于开发即利用整个过程，是减少污染提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等高新技术的总称。洁净煤技术主要分为煤炭燃烧前处理、燃烧中处理、燃烧后处理和转化技术。而且各个部分越往后越难，成本及投资也越来越多。各国在分阶段进行各环节净化技术同时，也分阶段进行技术经济优化。我国煤炭大部分用于直接燃烧，造成各种问题，可再生能源发展缓慢。我国可再生能源利用量明显低于发达国家平均水平，可再生能源与新能源发展滞后。受经济发展水平制约，国内可再生能源技术研发及产业化投放不足，没有形成完备的可再生能源技术研发和装备制造体系，部分关键技术和设备长期依赖进口。因此，发展洁净煤技术将是我国能源发展的战略选择。
近年来，我国越来越重视环境污染问题，相关环保政策和大气污染物排放标准的相继出台，对烟气排放的要求越发严格。在超低排放的背景下，降低燃煤烟气中的硫含量排放势在必行。目前，我国燃煤烟气脱硫工艺迅速发展，也引进了许多国外先进的脱硫技术并实现了本土化。常见的脱硫技术以燃烧阶段为基础可以分为三大类，即燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫。目前，燃烧后脱硫技术以其成熟的技术优势在世界范围内广泛应用，尤其是在发达国家内更是占有最高的市场比例，取得的效果显著。
1 燃烧前脱硫
在煤炭燃烧前将硫分从煤炭中脱离出来，以减少最终排放烟气中二氧化硫含量的技术称为燃烧前脱硫。这种技术不仅能够提高煤炭自身的燃烧效率，使煤炭充分燃烧，还可以将硫元素对后续存在的工艺设备造成的伤害和影响降至最低。根据脱硫基本原理燃烧前脱硫可分为物理法脱硫、化学法脱硫和微生物法脱硫。
1.1 物理法脱硫
物理法脱硫利用煤中硫分和煤基体的密度、导电性、悬浮性等物理性质之间的差异而在洗选煤过程中脱除存在于煤中的无机硫，是我国目前较为常用的燃烧前脱硫方法。该法的优点是工艺简单，投资少；缺点是只能脱除煤中的无机硫，对于煤中的有机硫没有脱除效果，并且脱硫效率也不高。目前常用的工艺有：重选法、浮选法、磁选法、电选法。
重选法常用的脱硫设备有水力旋流机、摇床等。该方法的优点是成本低、处理量大、污染小，但局限性也比较大，几乎不能脱除有机硫，对颗粒较细的煤炭脱除效果也不好。 浮选法利用矿物的疏水性，通过较多气泡黏附在其表面而上浮在浮选液之上，形成一种矿化泡沫层，刮除该层泡沫层从而实现煤炭与矿物杂质的分离。
磁选法首先将煤与含硫矿物经过强磁场，然后进入磁选，利用它们磁性的差异来分离煤中的含硫矿物。但该方法只能脱除部分无机硫，对有机硫无脱除作用。
1.2 化学法脱硫
化学法脱硫是在高温、高压、氧化剂等作用下，将煤中的硫氧化或者置换，最终实现脱硫目的。该法的优点是能够脱除无机硫和大部分有机硫，但所用设备复杂，能耗大，成本较高，并且脱硫试剂对设备具有一定的腐蚀性，会破坏煤炭结构，难以工业化利用。目前已有的化学法脱硫工艺主要有：氧化法、碱处理法、热解法、溶剂萃取法等。
