怎样去除锅炉里的(精炼工艺：实用工业锅炉烟尘处理技术全集)

Posted 2023-05-26

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怎样去除锅炉里的(精炼工艺：实用工业锅炉烟尘处理技术全集)

一、工业锅炉烟尘治理概况分析

工业锅炉是我国重要的热能动力设备，并作为通用工序广泛应用于化工、造纸、制药、纺织和有色金属冶炼等行业的工艺生产过程以及民用、商用取暖领域。我国工业锅炉总体上呈现出量大面广、布局分散、平均容量小等特点。近年来随着《大气污染防治行动计划》等政策的出台，工业锅炉“上大压小”、“清洁能源替代”、“提标改造”、燃煤锅炉“超低排放改造”、燃气锅炉“低氮燃烧改造”等工作的不断进行，工业锅炉的燃料消耗总量、区域空间分布、炉型占比、单台平均容量及污染控制技术水平等都发生显著改变。

锅炉排污单位热力生产过程产生的大气污染物主要为颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物等。其中颗粒物、二氧化硫、汞及其化合物产生量主要取决于燃料中灰分、硫分和汞含量。氮氧化物主要来源于高温燃烧时空气中氮氧化产生的热力型NOX，此外还包括燃料中挥发分氮生成的氮氧化物。

锅炉排污单位产生固体废物主要包括飞灰、炉渣、脱硫副产物、废弃滤袋和污水处理产生的污泥等一般固体废物，及废催化剂、失效的水处理用离子交换树脂等危险废物。锅炉排污单位产生噪声主要为燃料加工、工艺辅料、污染治理以及物料运输等过程中所使用的设备产生。如磨煤机等燃料加工设备，破碎机等工艺辅料制备设备，以及污染治理过程中所使用的风机、物料输送泵等。

二、工业锅炉烟尘污染预防技术

工业锅炉的污染预防主要包括清洁燃料替代、低氮燃烧技术和炉内脱硫技术。根据不同地方的清洁燃料供应情况，锅炉排污单位按照宜电则电、宜气则气、宜煤则煤、宜热则热、宜生物质则生物质的原则，有序推进清洁能源使用。低氮燃烧技术投资费用低、运行简单、维护方便、无二次污染等特点，但是需注意一氧化碳的排放问题。工业锅炉低氮燃烧技术主要包括低氮燃烧器（扩散式燃烧器和预混式燃烧器）、炉膛整体空气分级燃烧、烟气再循环等技术；预混式燃烧器根据降氮原理的不同可分为贫燃预混与水冷预混燃烧器。

其中，扩散式低氮燃烧器技术在燃煤、燃油和燃气室燃炉应用较多；预混式燃烧器技术在燃气室燃炉应用较多；膛整体空气分级燃烧技术在燃煤室燃炉、燃煤和燃生物质成型层燃炉较多；预混式燃烧器技术主要应用于燃天然气锅炉；烟气再循环技术适用于层燃炉和燃气室燃炉，通常与其他低氮燃烧技术结合使用。炉内脱硫技术多用于流化床锅炉，与炉外湿法或烟气循环流化床法脱硫系统相结合。随着锅炉尾端烟气脱硫技术的发展和广泛应用，该技术应用逐渐减少。

三、工业锅炉烟气污染治理技术

工业锅炉烟气污染治理技术因燃料类型、锅炉种类、排放限值以及地域的不同差异较大。

目前应用于工业锅炉烟气污染物中颗粒物治理技术主要有袋式除尘、电袋复合除尘、电除尘（干式静电除尘和湿式静电除尘）和机械式除尘及其组合技术。目前袋式除尘技术应用较为广泛，层燃炉和生物质成型燃料锅炉采用袋式除尘技术宜设置机械式除尘器等措施降低滤袋烧毁风险。干式电除尘目前主要应用在燃煤锅炉颗粒物脱除，对高铝、高硅等高比电阻粉尘以及细颗粒物脱除较差。湿式电除尘技术适用于湿法脱硫后烟气深度净化，可有效去除微细颗粒物及经湿法脱硫后烟气中夹带的液滴，并能协同脱除SO3、汞及其化合物等。电袋复合除尘技术具有袋式除尘和干式电除尘优点，能够节省空间，对难荷电颗粒物、细颗粒物及高比电阻粉尘脱除效果佳，适用于燃煤锅炉烟气颗粒物的脱除。

目前应用于工业锅炉烟气污染物中二氧化硫治理技术主要包括湿法脱硫（石灰石/石灰-石膏湿法、氧化镁法、钠碱法）、烟气循环流化床法脱硫等。湿法脱硫适用于各种燃料、炉型和容量的锅炉烟气二氧化硫治理。其中，石灰石/石灰-石膏湿法脱硫技术，对颗粒物、汞及其化合物有协同治理效果，需考虑脱硫废水和脱硫副产物处理问题。氧化镁法脱硫技术，需考虑脱硫废水处理和脱硫副产物的资源化利用；钠碱法脱硫技术，吸收剂反应活性高，存在系统腐蚀问题，需采用高效除雾器解决排放烟气易携带可溶盐的问题。烟气循环流化床法脱硫技术，适用于燃用中、低硫煤的燃煤锅炉或已配套炉内脱硫的燃煤流化床炉，脱硫副产物中亚硫酸钙含量较高，综合利用受到一定限制。

目前应用于工业锅炉烟气污染物中氮氧化物治理技术主要包括SNCR、SCR和SNCR-SCR联合法脱硝技术。SNCR脱硝技术适用于燃煤和燃生物质成型燃料锅炉，占地面积小、初始投资较低、运行维护简单。SCR脱硝技术适用的炉型、燃料和容量范围广，负荷适应性强，占地面积大，投资和运行成本较高。SNCR-SCR联合法脱硝技术适用于燃煤和燃生物质成型燃料锅炉，占地面积大，投资成本和运行成本介于SNCR和SCR之间，喷氨精确度要求高，催化剂磨损较大。

目前应用于工业锅炉烟气污染物中汞及其化合物排放控制一般采用协同治理技术，未见到有专用的设备用于汞及其化合物的脱除。

本文说明重点对燃煤锅炉、燃油锅炉、燃天然气锅炉和燃生物质成型燃料锅炉的大气污染防治可行技术进行梳理，共包含17种可行技术组合。

燃煤锅炉宜采用袋式除尘、电除尘、电袋复合除尘等技术实现颗粒物达标排放。燃油锅炉和燃气锅炉炉膛出口颗粒物浓度不达标时，宜采用袋式除尘技术实现达标排放。燃生物质成型燃料锅炉宜采用机械式除尘+袋式除尘技术实现颗粒物达标排放。当锅炉烟气采用湿法脱硫技术时，可在脱硫塔后配置湿式电除尘器，实现颗粒物排放浓度低至10mg/m3以下。

燃煤锅炉宜采用石灰石/石灰-石膏湿法、氧化镁法、钠碱法和烟气循环流化床法脱硫技术实现二氧化硫达标排放。锅炉排污单位有稳定废碱来源的锅炉宜选择“以废治废”的烟气脱硫方式实现二氧化硫达标排放。燃油锅炉、燃气锅炉和燃生物质成型燃料锅炉二氧化硫排放不达标时，可参考燃煤锅炉选择脱硫技术。

锅炉氮氧化物排放控制宜优先采用低氮燃烧技术，若不能实现达标排放，应结合烟气脱硝技术实现达标排放。其中，低氮燃烧技术主要包括低氮燃烧器（扩散式燃烧器和预混式燃烧器）、炉膛整体空气分级燃烧、烟气再循环等技术。锅炉汞及其化合物排放控制宜采用协同治理技术，若不能实现达标排放，应采用炉内添加卤化物或烟道喷入活性炭吸附剂等技术实现达标排放。

（1）燃煤层燃炉和室燃炉

a）SNCR脱硝技术+袋式除尘技术+湿法脱硫技术

对19家采用该可行技术的锅炉排污单位的大气污染排放水平和应用情况进行分析，颗粒物排放浓度10~30mg/m3，二氧化硫排放浓度25~200mg/m3，氮氧化物排放浓度125~400mg/m3。该技术路线适用于层燃炉和室燃炉且原始SO2和NOx浓度宜分别不超过3500mg/m3和500mg/m3；层燃炉宜设置机械式除尘器等措施降低滤袋烧毁风险。

b）SCR脱硝技术+袋式除尘技术+湿法脱硫技术

对14家采用该可行技术的锅炉排污单位的大气污染排放水平和应用情况进行分析，颗粒物排放浓度10~30mg/m3，二氧化硫排放浓度25~200mg/m3，氮氧化物排放浓度40~150mg/m3。适用于层燃炉和室燃炉且原始SO2和NOx浓度宜分别不超过3500mg/m3和500mg/m3；层燃炉宜设置机械式除尘器等措施降低滤袋烧毁风险。

c）SNCR-SCR联合脱硝技术+袋式除尘技术+湿法脱硫技术

对24家采用该可行技术的锅炉排污单位的大气污染排放水平和应用情况进行分析，颗粒物排放浓度10~30mg/m3，二氧化硫排放浓度25~200mg/m3，氮氧化物排放浓度40~150mg/m3。适用于层燃炉和室燃炉且原始SO2和NOx浓度宜分别不超过3500mg/m3和500mg/m3；层燃炉宜设置机械式除尘器等措施降低滤袋烧毁风险。

d）SNCR脱硝技术+干式电除尘+烟气循环流化床法+袋式除尘技术

对3家采用该可行技术的锅炉排污单位的大气污染排放水平和应用情况进行分析，颗粒物排放浓度10~30mg/m3，二氧化硫排放浓度25~200mg/m3，氮氧化物排放浓度100~350 mg/m3。适用于层燃炉且原始SO2和NOx浓度宜分别不超过3500mg/m3和500mg/m3；进入脱硫工程的原烟气颗粒物浓度高于10g/m3且未携带有效吸收剂时，宜设置干式电除尘器。

（2）燃煤流化床炉

a）SNCR脱硝技术+袋式除尘/电袋复合除尘技术+湿法脱硫技术

对19家采用该可行技术的锅炉排污单位的大气污染排放水平和应用情况进行分析，颗粒物排放浓度10~30mg/m3，二氧化硫排放浓度25~200mg/m3，氮氧化物排放浓度50~200 mg/m3。适用于燃煤流化床锅炉且原始SO2和NOx浓度宜分别不超过3500mg/m3和500 mg/m3。

b）SCR脱硝技术+袋式除尘/电袋复合除尘技术+湿法脱硫技术

对3家采用该可行技术的锅炉排污单位的大气污染排放水平和应用情况进行分析，颗粒物排放浓度10~30mg/m3，二氧化硫排放浓度25~200mg/m3，氮氧化物排放浓度40~100mg/m3。适用于燃煤流化床锅炉且原始SO2和NOx浓度宜分别不超过3500mg/m3和400mg/m3。

c）SNCR-SCR联合脱硝技术+袋式除尘/电袋复合除尘技术+湿法脱硫技术

对10家采用该可行技术的锅炉排污单位的大气污染排放水平和应用情况进行分析，颗粒物排放浓度10~30mg/m3，二氧化硫排放浓度25~200mg/m3，氮氧化物排放浓度40~100mg/m3。适用于燃煤流化床锅炉且原始SO2和NOx浓度宜分别不超过3500mg/m3和500mg/m3。

d）SNCR脱硝技术+干式电除尘+烟气循环流化床法+袋式除尘技术

对3家采用该可行技术的锅炉排污单位的大气污染排放水平和应用情况进行分析，颗粒物排放浓度10~30mg/m3，二氧化硫排放浓度35~200mg/m3，氮氧化物排放浓度50~200mg/m3。适用于燃煤流化床锅炉且原始SO2和NOx浓度宜分别不超过3500mg/m3和500mg/m3。进入脱硫工程的原烟气颗粒物浓度高于10g/m3且未携带有效吸收剂时，宜设置干式电除尘器。

e）SNCR-SCR联合脱硝技术+烟气循环流化床法+袋式除尘技术

对5家采用该可行技术的锅炉排污单位的大气污染排放水平和应用情况进行分析，颗粒物排放浓度10~30mg/m3，二氧化硫排放浓度35~200mg/m3，氮氧化物排放浓度40~100mg/m3。适用于燃煤流化床锅炉且原始SO2和NOx浓度宜分别不超过3500mg/m3和500mg/m3。

（3）燃油锅炉

a）低氮燃烧技术

11台燃用含硫量不超过10mg/kg、灰分不超过0.01%的燃油锅炉的烟气污染物调研结果表明，采用该可行技术治理后的锅炉烟气颗粒物排放浓度低于20mg/m3，二氧化硫排放浓度低于35mg/m3，氮氧化物排放浓度低于200mg/m3。

b）低氮燃烧技术+SCR脱硝技术

3台燃用含硫量不超过10mg/kg、灰分不超过0.01%的燃油锅炉的烟气污染物调研结果表明，采用该可行技术治理后的锅炉烟气颗粒物排放浓度低于20mg/m3，二氧化硫排放浓度低于35mg/m3，氮氧化物排放浓度低于50mg/m3。

（4）燃天然气锅炉

采用扩散式低氮燃烧器的燃天然气锅炉，颗粒物、二氧化硫的排放浓度分别低于10mg/m3和35mg/m3，氮氧化物排放浓度60~200mg/m3。该技术适用于所有容量的燃天然气锅炉，实际应用时外焰形状须与炉膛尺寸相匹配。

采用扩散式低氮燃烧器+烟气再循环的燃天然气锅炉，颗粒物、二氧化硫的排放浓度分别低于10mg/m3和35mg/m3，氮氧化物排放浓度15~80mg/m3。适用于容量在1.4MW及以上的燃天然气锅炉上使用。

采用贫燃预混式低氮燃烧器的燃天然气锅炉，颗粒物、二氧化硫的排放浓度分别低于10mg/m3和35mg/m3，氮氧化物排放浓度15~80mg/m3。适用于容量在2.8MW及以下的燃天然气锅炉上使用；应定期清洗空气过滤器，并加强对燃烧系统的维护。

采用水冷预混式低氮燃烧器的燃天然气锅炉，颗粒物、二氧化硫的排放浓度分别低于10mg/m3和35mg/m3，氮氧化物排放浓度15~50mg/m3。适用于容量在2.8MW及以下的新建燃天然气锅炉上使用。

（5）燃生物质成型燃料锅炉

a）机械式除尘技术+袋式除尘技术

对14家采用该可行技术的锅炉排污单位的大气污染排放水平和应用情况进行分析，颗粒物排放浓度10~30mg/m3，二氧化硫排放浓度10~35mg/m3，氮氧化物排放浓度150~300mg/m3。适用于燃生物质成型燃料锅炉，且燃料中灰分不超过8%，硫含量不超过0.1%，氮含量不超过0.5%；层燃炉宜设置机械式除尘器等措施降低滤袋烧毁风险。

b）SNCR+机械式除尘技术+袋式除尘技术

对3家采用该可行技术的锅炉排污单位的大气污染排放水平和应用情况进行分析，颗粒物排放浓度10~30mg/m3，二氧化硫排放浓度10~35mg/m3，氮氧化物排放浓度100~200mg/m3。适用于燃生物质成型燃料锅炉，且燃料中灰分不超过8%，硫含量不超过0.1%，氮含量不超过0.5%；层燃炉宜设置机械式除尘器等措施降低滤袋烧毁风险。

编辑：龚戚谦，资料来源与技术支持：生态环境部，广东骊江环保提供