董飞宇
国家能源集团神华包头煤化工有限责任公司，内蒙古 包头 014010
摘 要：随着改革开放不断深化发展，我国产业结构得到了较大程度优化调整，尤其是在工业领域得到了较为快速发展，为我国综合国力提升做出了巨大贡献。而煤作为工业生产过程中重要能源燃料被广泛运用于化工生产过程中，在带来较大经济效益同时也产生较为严重的环境污染。尤其是煤在燃烧过程中，会释放大量SO2等硫化物，这些物质与空气水蒸气混合形成酸雨，严重危害着植物自身生长与人类的生命健康。因此，在发展工业产业的同时，加强对燃煤烟尘SO2含量控制也是至关重要。基于此，文章对结合本人实际工作经验对自备电厂蒸汽锅炉生产中SO2污染控制措施，以及烟气脱硫具体应用进行深入分析、探讨，希望能够为蒸汽锅炉生产污染控制提供有效参考。
关键词：烟气脱硫；化工锅炉；应用
我国具备丰富的煤炭资源，同时也是煤炭资源消耗大国，尤其是在工业生产领域，煤炭一直作为主要能源被广泛利用。近些年来，随着我国工业生产规模不断扩大，我国大气污染指数也在逐年上升，而燃煤产生的SO2则是造成大气污染日益严峻的主要原因之一，对人类生活及生态平衡造成了严重威胁。面对这一情况，必须加强对SO2防治力度，其中严格控制化工锅炉SO2排量尤为重要，因此加强烟气脱硫在自备电厂蒸汽锅炉中的应用探究，对于SO2排放控制有着非常重要的现实意义。
一、SO2污染防控措施
（一）加强对低硫燃料应用
虽然我国煤炭资源储量相对较大，但是人均分配额较少，加上煤炭属于不可再生资源，随着工业生产不断应用，其产量也必将日益下降，并且煤炭燃烧过程中会产生大量SO2气体，对环境造成严重污染。在SO2污染防治方面，最为根本的方法就是采用气体燃料、液体燃料等绿色能源代替煤炭作为生产能源，虽然目前我国在这方面的研究取得了一定效果，但是在推广应用方面仍有许多问题亟待解决。因此，最为现实的方法就是对高硫煤进行煤洗脱硫，降低煤炭中的硫含量。在煤炭开采过程中对高硫煤和低硫煤进行分类生产、储存、管理与使用，必要时对高硫煤开采进行限制，或者禁止开采高硫煤，从而达到SO2污染防控目的。
（二）燃料煤脱硫应用
在燃料煤进行沸腾燃烧、循环流化燃烧过程中添加石灰石等脱硫剂，能够实现较好的燃料煤脱硫效果。但是由于我国对于燃料脱硫技术掌握程度还不够高，而且在人力、物力、财力方面的消耗也较大，这些都使得燃料煤脱硫技术在我国工业生产中的广泛应用受到了极大限制。
（三）采用高烟囱扩散稀释方式
高烟囱扩散稀释，是控制SO2污染主要方法之一，较为常用于工业生产周边附近的SO2污染控制，具备较大局限性。烟囱高度越高，SO2污染稀释效果越明显。然而这种方法无法在整体上控制SO2污染程度，只能实现表面治理，无法从根本上对SO2污染进行防治。
（四）采用烟气脱硫方法
烟气脱硫是一种从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物(SO2和SO3)的方法，能够快速实现对SO2的有效控制。烟气脱硫法是目前较为常见与普遍应用的SO2的控制方法。
二、烟气脱硫方法简介
烟气脱硫能够实现对SO2浓度低的、排量较大的烟气进行脱硫处理。根据脱硫剂状态不同，可将烟气脱硫方法划分为干式脱硫与湿式脱硫两种类型；按照形成的最终产品回收性质又可以划分为不回收法与回收法两种类型。其中，干式脱硫工艺流程与操作过程较为简单，并且不会产生二次污染的废水。通常采用粉状、颗粒状吸附剂进行脱硫操作，目前流行的吸附剂、吸收剂、催化剂的成本较大，加上涉及的装置、设备等方面的投入，因此干脱法除硫成本较大，脱硫效率也不高。湿法脱硫则需要使用液体吸收剂对烟气进行洗涤除硫，会产生大量含硫污水，并且会对设备造成较大腐蚀。回收法主要是硫酸、硫磺等含硫产品进行回收利用，投资成本较高，因此在采用之前必须经过技术经济效益分析。不回收法则不需考虑副产品技术成本，直接作废物处理，但未在根本上解决污染问题，只是改变了污染形态。
目前，较为常用的脱硫方法主要包括以下8种：①利用石灰石、石灰石浆液对烟气中的SO2进行净化、洗涤，成本较低且应用范围较广；②借助亚硫酸钠溶液对SO2进行循环吸收，形成Na2SO3，再将其进行热分解形成Na2SO3，使吸收溶液，热分得到较高浓度的SO2气体可用于硫酸与硫磺制作；③通过Na2SO3或NaOH溶液对SO2进行吸收形成亚硫酸钠，其过程包括了SO2吸收、NaHSO4中和，以及无水Na2SO3结晶生成这三个流程，具备较好经济性；④用氧化镁浆液[Mg(OH)2]为吸附剂对SO2进行吸收得到MgSO3和MgSO4，再经过脱水干燥、焦炭煅烧分解，还原形成较高浓度SO2和MgO，用来制作硫酸和硫磺；⑤利用柠檬酸溶液对SO2进行吸收得到Na2SO3溶液，再借助硫化氢还原作用得到硫磺，将硫磺分离后实现对柠檬酸钠溶液循环使用；⑥采用活性炭、活化煤硅胶等吸附剂对SO2进行吸附去除；⑦采用氨一酸、亚硫酸铵、碳酸氢铵等对烟气进行脱硫处理，得到的含氨产品可用于化肥生产；⑧利用海水进行SO2吸收，主要适用于海水取用较为方便地区的工业生产。
根据相关调查统计显示，在自备电厂蒸汽锅炉中加装烟气脱硫装置之后，通常需要额外增加8%～12%的投资成本，包括技术、人力、设备等方面的投入。
烟气脱硫的关键在于对吸附剂的合理选择，包括就地取材便利性，避免二次污染、设备腐蚀，争取较小投资获得较好经济效益和环保效果。
三、脱硫除尘一体化技术的具体应用
（一）基于文丘里水膜除尘器除尘脱硫一体化技术
一般来说，中小型自备电厂蒸汽锅炉容量处理效率在6～75t/h范围内，若是为每台锅炉专门配备一套脱硫装置，则需要投入较大成本，是当前许多中小型企业所难以承受的。目前，文丘里水膜除尘器的应用能够实现95%以上的除尘效率，以及15%左右的脱硫效率，若是能够实现脱硫效率进一步提高，则大部分锅炉SO2排放量能够达到国家标准，有效降低硫污染。新型的除尘脱硫一体化装置中，将文丘里管安装在装置内部，烟气进入喷淋室先是经过喷雾洗涤洗掉大部分粉尘，接着饱和烟气进入文丘里管发生冷凝，剩下的烟气进入扩散管进行净化。这种脱硫除尘器可实现98%以上的除尘效率，40%左右脱硫效率，若是在喷淋液中加入废尿液等碱性物质可进一步提高脱硫效率。应注意做好灰水处理，避免出现二次污染。
（二）大湿法脱硫+湿式电除尘技术
大湿法脱硫技术主要采用石灰石作为脱硫剂，通过向吸收塔内喷入吸收剂浆液的方式实现脱硫剂与烟气接触、洗涤，使烟气中SO2与浆液中碳酸钙、鼓入强制氧化空气充分反应生产石膏实现烟气脱硫目的。湿式电除尘技术在工作原理上，和干式电除尘器结构基本相同，同样具备放电极和收尘极。在高压电场作用下，放电极会产生电晕效应导致气体发生电离反应，使得荷电电子在电场作用下向相应的极移动、归集。干式除尘与湿式除尘的区别主要是在于前者借助振打与气力输灰装置处理积灰，而后者主要是利用冲洗水系统对收尘极进行冲洗处理。大湿法脱硫技术加湿式电除尘技术的应用关键在于喷淋冲洗系统设计，包括极线、极板腐蚀，以及烟囱防腐等处理。
（三）CFB脱硫技术+烟尘超净排放控制技术
CFB脱硫技术，首先是利用循环流化床反应原理，通过优化吸收塔与附属系统，确保脱硫效果满足超净排放要求。然后通过喷水方式进行降温处理，并使喷水均匀高密度颗粒表面，形成湿法脱硫离子型反应环境，结合实际情况对吸收塔床层压降以及工艺水系统喷水雾化进行合理调整，同时利用布袋除尘器进行脱硫处理，提高脱硫效率。烟尘超净排放控制技术，主要是在CFB脱硫技术基础上对吸收塔雾化喷水效果进行改善，通过增大吸收塔出口粉尘粒径，结合对超滤布袋除尘器技术、大腔沉降技术、低压喷吹和超细纤维超滤技术等技术的应用来提高装置对PM2.5、PM10等亚微米级颗粒的过滤效率。
四、提高烟气脱硫在化工锅炉中应用效率的措施
（一）仔细清理吸收塔喷嘴
吸收塔喷嘴的工作状态会在很大程度上影响到脱硫效率，如若起工作状态欠佳，不但会使得液气比减小，同时还会导致浆液覆盖率变小，情况严重的还会有一些烟气直接排出而无法与浆液接触，使得脱硫效率大幅下降。所以要想确保吸收塔喷嘴运行状态良好，且能够长期稳定的工作，则可以由如下几点内容着手进行处理：第一，在停机时，一旦检修工期允许，则务必要仔细检查与清理吸收塔喷嘴。第二，在投运吸收塔前，务必要开展喷淋试验，将入孔门开启并对每个喷淋层的工作情况进行观察。第三，停止运行后，需要彻底排完浆液，同时全面清洁塔底，避免再次将吸收塔启动后喷嘴被结晶物、杂质以及浆液沉积物堵塞。第四，在运行过程中，需要严格控制吸收塔含固量，不可偏高，否则其在喷淋层中流速会偏低，从而导致喷嘴堵塞。第五，需要将过滤器装置在石膏旋流器的溢流管部位。第六，确保脱硫系统的运行的清洁，确保入磨石灰石的清洁程度达标。
（二）注重石灰石的管理
石灰石的质量将会对石灰石浆液的品质产生直接影响，并关系到了脱硫系统的运行效果，因此，务必要对石灰石的质量进行严格把控。首先，在采购石灰石，需要全面核查供应商的资质以及产品的合格证，同时根据“以质定价”的原则来采购具有良好活性，含碳酸钙较多的石灰石。其次，石灰石料场管理部门需要初步检验石灰石的粒径与清洁程度，如若质量不达到相应标准，那么一律进行退回处理。再者，发电部门管理人员需要细致化验分析入厂、入磨石灰石，对碳酸钙以及酸性不溶物的含量进行重点监测，尤其是化验分析石灰石的活性，如若石灰石中的活性与碳酸钙含量不符合相应标准要求，则予以退回。此外，还应当要将挡风墙建设于石灰石料场的周边，避免石灰石中掺入垃圾与杂质，导致其品质下降。
四、结束语
总而言之，对于自备电厂蒸汽锅炉运行而言，烟气脱硫技术有着至关的重要作用，烟气脱硫技术在我国工业制造企业，尤其是中小型企业中应用尚未成熟，因此，相关企业、部门必须结合我国实际情况及其对新型脱硫技术的应用分析、研究、开发，进而提高蒸汽锅炉烟气脱硫效率。
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