燃煤烟气治理技术现状
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[摘要] 燃煤产生的烟尘、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等污染物给自然环境和人体健康带来了很大的危害，燃煤污染已成为我国大气污染的主要原因。燃煤烟气除尘可分为机械除尘、电除尘、湿式除尘和过滤式除尘四大类。烟气脱硫按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态可分为湿法脱硫和干法脱硫两大类，其中湿法脱硫技术在我国应用较为普遍。
[中图分类号] X933.7 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2012）-11-59-1
1概述
中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，也是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一。根据《中华人民共和国2011年国民经济和社会发展统计公报》，我国2011年煤炭消费总量比2010年增长9.7%，随着我国经济的快速发展，煤炭消耗量将不断增加。煤中含有碳、氢、氧、氮、硫等元素，在燃烧过程中产生烟尘、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等污染物，给自然环境和人体健康带来了很大的危害。燃煤污染已成为我国大气污染的主要原因，寻求有效的解决途经，减轻煤燃烧产生的污染，加强环境保护，势在必行。
2燃煤烟气治理技术
煤燃烧产生烟尘、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等多种污染物，下面仅对燃煤烟气中的烟尘和二氧化硫的治理技术论述。
2.1烟尘治理技术
烟尘治理技术即除尘技术，可分为机械除尘、电除尘、湿式除尘和过滤式除尘四大类[1]。
2.1.1机械除尘
机械除尘是通过重力、惯性力和离心力来进行除尘的一种技术，它包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。重力沉降室的主要特点是结构简单、维护容易、阻力低、维护费用低，经久耐用，适合处理中等流量的常温或高温气体；惯性除尘器是利用气流中尘粒惯性力大于气体的惯性力而使尘粒与气体分离的除尘技术，常用的惯性除尘器是百叶式除尘器；旋风除尘器是利用含尘气体旋转时所产生的离心力将尘粒从气流中分离出来的一种装置，具有结构简单、操作维修方便、能耗低、耐高温、处理量大、分离效率高等特点[2]。
2.1.2电除尘
电除尘就是使烟气中灰尘尘粒通过高压静电场，与电极间的正负离子和电子发生碰撞而荷电（或在离子扩散运动中荷电），荷电的尘粒在电场力的作用下向异性电极运动并积附在异性电极上，通过振打等方式使电极上的灰尘落入收集灰斗中，从而烟气得到净化。电除尘的优点是除尘效率高、阻力损失小、处理烟气量大、运行费用低、对不同粒径的烟尘有很好的分类富集作用；缺点是不易适应操作条件的变化，对制造、安装和运行条件要求较高，钢材消耗量大，占地面积大[3]。
2.1.3湿式除尘
湿式除尘是使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其它作用捕集颗粒的装置。湿式除尘可以有效地将直径为0.1～20μm的液态或固态粒子从气流中除去，同时也能脱除部分气态污染物。它具有结构简单、占地面积小、操作维修方便和净化效率高等优点，能够处理高温、高湿的气流，将着火、爆炸的可能性减至最低。但采用湿式除尘时要特别注意设备、管道的腐蚀及污水、污泥的处理等问题。湿式除尘过程也不利于副产品的回收，如果设备安装在室外，还必须考虑设备在冬天可能冻结的问题。
2.1.4过滤式除尘
过滤式除尘是借助于多孔介质将气溶胶粒子从气流中分离出来的一种除尘技术。用纤维层、颗粒层或液滴对气体进行净化都属于同样的过滤机理。过滤式除尘对微细粒子有较高的捕集效率。
2.2二氧化硫治理技术
烟气中二氧化硫的控制途径有三种，即燃烧前脱硫、燃烧中脱硫及燃烧后脱硫（烟气脱硫），但从技术、成本等方面综合考虑，今后相当长的时间内仍会以燃烧后脱硫即烟气脱硫为主。烟气脱硫技术按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态可分为湿法和干法脱硫两大类，其中湿法脱硫技术在我国应用较为普遍。
2.2.1湿法脱硫
世界各国的烟气湿法脱硫工艺流程、形式和机理大同小异，主要是使用石灰石、石灰或碳酸钠等浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的二氧化硫。湿法脱硫技术按使用脱硫剂种类可分为：石灰石-石膏法、双碱法、氧化镁法等。
石灰石-石膏法是通过向吸收塔的浆液中鼓入空气使亚硫酸钙都氧化为硫酸钙（石膏），从而去除烟气中二氧化硫的方法。鼓入空气使浆液均匀，增高脱硫率，并且易于控制结垢与堵塞。由于石灰石价格便宜、易于运输与保存，自80年代以来石灰石已成为主要脱硫剂。石灰石-石膏法具有适用煤种范围广、脱硫率高、吸收剂利用率高、设备运转率高、工作可靠性高等优点，但其缺点也不容忽视，它的初期投资费用高、运行费用高，占地面积大、系统管理操作复杂、磨损腐蚀现象较为严重，并且副产物石膏和废水也较难处理。
双碱法是利用碱金属盐类如纳盐的水溶液来吸收二氧化硫，然后在另一个反应器中用石灰石将吸收了二氧化硫的吸收液再生，再生的吸收液返回吸收塔回用，而二氧化硫则以亚硫酸钙和石膏的形式沉淀出来。由于双碱法的固体产生过程不是发生在吸收塔内，因此避免了结垢问题。
一些金属氧化物如氧化镁、二氧化锰和氧化锌等都有吸收二氧化硫的能力，可利用其浆液或水溶液作为脱硫剂进行烟气脱硫。吸收了二氧化硫的亚硫酸盐和亚硫酸在一定温度下分解产生二氧化硫气体，可以用于制造硫酸，而分解形成的金属氧化物得到了再生，可循环使用。
2.2.2干法脱硫
烟气干法脱硫是指脱硫的最终产物是干态的。主要有喷雾干燥法、炉内喷钙尾部增湿法、烟气循环流化床法、活性炭法、电子射线辐射法等。干法脱硫与湿法脱硫相比具有投资少、占地面积小、运行费用低、设备简单、维修方便、烟气无需再热等优点，但存在着钙硫比高、脱硫效率低、副产物不能商品化等缺点。
3结论
在相当长的时期内我国以煤为主要能源的生产和消费结构不会改变，煤燃烧产生的大量烟尘、二氧化硫等污染物所造成的污染和巨大的经济损失，已成为制约我国社会经济可持续发展的一个主要环境因素，因此我们要不断地推进烟气治理技术的发展，从而缓解燃煤对大气环境造成的污染。
参考文献
[1]胡满银，照毅，刘忠.除尘技术[Ｍ].北京：化学工业出版社，2006.
[2]刘江红，潘洋.除尘技术研究进[J].辽宁化工，2010，35（9）：511-513.
[3]李斌，孙纪念.电除尘的原理及应用[J].河南化工， 2003，12（4）：32-33.