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摘要：随着我国经济的快速发展，社会对于能源的需求越来越旺盛，由此也就带来了火力发电厂的大量修建。为此，寻找合理有效且费用较低的脱硫除尘及节能技术成为众多中小型燃煤锅炉函需解决的问题。本文结合实例简要说明中小型锅炉及工业炉窑可以通过湿式烟气除尘脱硫一体化技术达到燃煤锅炉脱硫除尘及节能的目的，以期能为所需者提供借鉴。
关键词：中小型燃煤锅炉；烟气脱硫除尘；节能
中图分类号：TK22 文献标识码：A
对于我国绝大多数的燃煤电厂而言，其使用湿法或干法烟气脱硫技术，但是，对于工业锅炉及相应的窑炉，暂时还没有特别成熟的脱硫技术。国家在《燃煤二氧化硫污染防治技术政策》中规定:中小型燃煤工业锅炉和炉窑提倡使用低硫煤和洗选后动力煤，对配备湿法除尘的，可优先采用湿式除尘脱硫一体化工艺。《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》（HJ462-2009）要求脱硫装置设计脱硫效率不宜小于90%，对于65t/h以下工业锅炉脱硫装置在满足排放标准和总量控制要求的前提下，设计脱硫效率可适当降低，但不宜小于80%。
现在工业企业或供热企业已有的小型锅炉或炉窑，大都没有安装脱硫装置，严重污染了大气环境，因此寻找较适合的烟气脱硫技术，以较少的投入和较低的费用运行。
一、烟气脱硫技术
燃烧后烟气脱硫技术主要分为湿法、半干法和干法三类工艺。湿法脱硫技术是目前国内外大规模应用的脱硫方式，湿法烟气脱硫工艺为石灰石一石膏法。石灰石一石膏法以石灰石或石灰浆液与烟气中SO2反应，脱硫产物为石膏。该种工艺在脱硫的工程中，同时还可进行除尘，即是产业政策中提到的除尘脱硫一体化技术。对于已建的小型锅炉（65t/h以下）或炉窑，由于受场地和资金的限制，可使用简易石灰石（石灰）一石膏法烟气脱硫技术。脱硫除尘一体化技术是一种高效除尘、兼顾脱硫的技术，是比较适合我国国情的小型锅炉或炉窑湿法烟气脱硫改造技术。该技术在20世纪七八十年代已应用于北美和欧洲的已建机组除尘脱硫改造和油改煤机组的除尘器改造，脱硫除尘一体化技术是在传统湿法脱硫技术的基础之上，将其部分辅助系统及设备进行简化，从而达到降低系统造价，减少设备占地，又不影响整体脱硫效率的目的，能满足现有机组脱硫改造的要求，脱硫效率可达到80%以上。它的初投资和运行费用都很低，经过多年的运行实践证明是一种应用较为广泛的成熟技术。脱硫除尘一体化技术可满足《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》的要求。
二、脱硫除尘一体化工艺特点
脱硫除尘一体化技术具有以下几个主要特点:集除尘脱硫于一体，经济成本低、灰水循环使用，节约了大量工业用水、系统阻力损失小，对于改造项目，不用更换原有引风机、设备自动化程度高，DCS系统控制。
三、脱硫除尘一体化工作原理
脱硫除尘一体化技术的除尘系统是采用两级除尘技术对烟气中的飞灰进行除尘。一级除尘是利用在除尘脱硫塔中喷嘴形成由上而下的水膜与向上流动的含尘烟气进行充分碰撞、拦截和凝集等进行除尘的一种技术，一级除尘技术的除尘效率可达98.3%，二级除尘技术的除尘效率可达1.3%，整个除尘系统的除尘效率约为99.6%。除尘洗涤循环是一个内循环水系统，由一级沉降池、二级沉降池、循环泵及除尘脱硫塔等组成，一级沉降池位于除尘脱硫塔下方，其上部与除尘脱硫塔相互连通，底部与排灰沟相连。当从除尘脱硫塔内喷嘴喷出的循环水对烟气除尘洗涤后，一部分高浓度灰浆从底部排出，灰浆中固体颗粒经过充分沉降后沉淀，而上部低浓度灰水经循环水泵输送到位于除尘脱硫塔中部不同高度的喷嘴中再次进行除尘循环。脱硫除尘一体化技术工程中的脱硫工艺，是一种简单实用的方法，在除尘喷淋的同时，当液滴与烟气接触的同时，发生下列反应，将烟气中的SO2除去，其脱硫效率可大于80%。
S02+Ca（OH）2=CaSO3+H2O
S03+Ca（OH）2=CaSO4+H2O
四、工程应用实例
1、系统和设备组成
除尘脱硫系统主要由烟气系统、S02吸收系统、脱硫剂制备系统、水系统、电气及控制系统、除雾器和防结露系统、副产物的处置和事故排空系统等组成，见附图1。
图1除尘脱硫一体化工艺流程图
2、设计参数
以45t/h锅炉为对象，选取参数见表1。
表1设计技术数据
项目 参数 备注
锅炉蒸发量/（t/h） 45
校核燃煤参数 低位发热量/（kcal/kg） 4500
应用基含灰率/% 25%
计算燃煤量/（t/h·台） 75
锅炉工况烟气量/（m3/h） 114500 工况气量
锅炉标况烟气量/（m3/h） 73034
飞灰系数% 0.9
脱硫塔入口 S02进口浓度/（mg/m3） 1745.8
粉尘进口浓度/（mg/m3） 280.7
烟气温度/℃ 162
主要设备及参数
除尘脱硫系统主要设备参数见表2。
表2主要设备及参数
序号 项目 备注 序号 项目 备注
一 脱硫剂制备系统 三 烟道系统设备
1 石灰粉仓 配压力释放阀 1 原烟气烟道
2 布袋除塵器 2 净烟气烟道
3 变频螺旋输送机 3 旁路烟道
4 脱硫剂消化槽 配搅拌机 4 双挡板风门
5 脱硫剂储备槽 配搅拌机 5 膨胀节
6 渣浆泵 6 密封风机
7 脱硫剂浆液输送泵 四 除雾器和防结露系统
二 脱硫系统 1 除雾器 配冲洗装置
1 脱硫塔 配搅拌机 2 冲洗水泵
2 喷嘴 五 事故排空系统
3 循环泵 1 事故浆池 配搅拌机
4 罗茨鼓风机 2 渣浆泵
5 渣浆泵 六 其他设备
6 水泵 1 电动葫芦及手动单轨小车
7 水箱
4、目标参数
脱硫效率大于80，系统阻力小于1200Pa，钙硫比小于1.1，液气比3.9L/m3。脱硫剂采用石灰，石灰粒度100%<200μm，90%<90μm,装置可用率>95%。烟尘、S02排放浓度满足《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）的要求（烟尘浓度≦2OOmg/m3，S02≦900mg/m3）。
5、经济技术指标比较
对于45t/h锅炉的技术经济指标比较见表3。应用烟气除尘脱硫一体化技术，烟尘、S02排放浓度满足《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）的要求。
表3技术经济比较表
六、结论
除尘脱硫一体化有着较高的除尘率，除尘指标基本与现行电除尘器相同，对电除尘器无法脱除的10μm级粉尘颗粒具有很好的除尘效果。该技术与投资大、系统复杂的湿法烟气脱硫相比，效率稍低，但对燃用中低硫煤种的锅炉或炉窑完全能够满足环保的要求，具有非常好的技术经济性。烟气系统的总压力损失较小，低于1200Pa，而湿法烟气脱硫系统阻力1800Pa左右，不必像湿法烟气脱硫增设增压风机，可直接对现有引风机进行局部改造。单位投资少，具有非常好的投资效益。除尘脱硫一体化技术具有高效除尘、兼顾脱硫的特点，特别适合老机组的湿式除尘器改造。
参考文献:
[1] 叶晓江,连之伟,刘红敏,周湘江.高大空间粉尘污染的节能治理[J].节能技术.2012(04)
[2] 张德见,魏先勋,曾光明,李彩亭,李方文.新型炉窑烟气湿式脱硫除尘技术[J].环境科学与技术.2013(01)
[3] 李秉君,赵焕强,顿宏权.硫铵干燥废气的湿式除尘工艺[J].煤炭技术.2012(04)
[4] 杨丽芳,何家宁,徐晓军,高红武.湿式旋流脱硫除尘一体化装置在燃煤锅炉烟气净化上的应用[J].环境工程学报.2011(04)
关键词：中小型燃煤锅炉；烟气脱硫除尘；节能
中图分类号：TK22 文献标识码：A
对于我国绝大多数的燃煤电厂而言，其使用湿法或干法烟气脱硫技术，但是，对于工业锅炉及相应的窑炉，暂时还没有特别成熟的脱硫技术。国家在《燃煤二氧化硫污染防治技术政策》中规定:中小型燃煤工业锅炉和炉窑提倡使用低硫煤和洗选后动力煤，对配备湿法除尘的，可优先采用湿式除尘脱硫一体化工艺。《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》（HJ462-2009）要求脱硫装置设计脱硫效率不宜小于90%，对于65t/h以下工业锅炉脱硫装置在满足排放标准和总量控制要求的前提下，设计脱硫效率可适当降低，但不宜小于80%。
现在工业企业或供热企业已有的小型锅炉或炉窑，大都没有安装脱硫装置，严重污染了大气环境，因此寻找较适合的烟气脱硫技术，以较少的投入和较低的费用运行。
一、烟气脱硫技术
燃烧后烟气脱硫技术主要分为湿法、半干法和干法三类工艺。湿法脱硫技术是目前国内外大规模应用的脱硫方式，湿法烟气脱硫工艺为石灰石一石膏法。石灰石一石膏法以石灰石或石灰浆液与烟气中SO2反应，脱硫产物为石膏。该种工艺在脱硫的工程中，同时还可进行除尘，即是产业政策中提到的除尘脱硫一体化技术。对于已建的小型锅炉（65t/h以下）或炉窑，由于受场地和资金的限制，可使用简易石灰石（石灰）一石膏法烟气脱硫技术。脱硫除尘一体化技术是一种高效除尘、兼顾脱硫的技术，是比较适合我国国情的小型锅炉或炉窑湿法烟气脱硫改造技术。该技术在20世纪七八十年代已应用于北美和欧洲的已建机组除尘脱硫改造和油改煤机组的除尘器改造，脱硫除尘一体化技术是在传统湿法脱硫技术的基础之上，将其部分辅助系统及设备进行简化，从而达到降低系统造价，减少设备占地，又不影响整体脱硫效率的目的，能满足现有机组脱硫改造的要求，脱硫效率可达到80%以上。它的初投资和运行费用都很低，经过多年的运行实践证明是一种应用较为广泛的成熟技术。脱硫除尘一体化技术可满足《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》的要求。
二、脱硫除尘一体化工艺特点
脱硫除尘一体化技术具有以下几个主要特点:集除尘脱硫于一体，经济成本低、灰水循环使用，节约了大量工业用水、系统阻力损失小，对于改造项目，不用更换原有引风机、设备自动化程度高，DCS系统控制。
三、脱硫除尘一体化工作原理
脱硫除尘一体化技术的除尘系统是采用两级除尘技术对烟气中的飞灰进行除尘。一级除尘是利用在除尘脱硫塔中喷嘴形成由上而下的水膜与向上流动的含尘烟气进行充分碰撞、拦截和凝集等进行除尘的一种技术，一级除尘技术的除尘效率可达98.3%，二级除尘技术的除尘效率可达1.3%，整个除尘系统的除尘效率约为99.6%。除尘洗涤循环是一个内循环水系统，由一级沉降池、二级沉降池、循环泵及除尘脱硫塔等组成，一级沉降池位于除尘脱硫塔下方，其上部与除尘脱硫塔相互连通，底部与排灰沟相连。当从除尘脱硫塔内喷嘴喷出的循环水对烟气除尘洗涤后，一部分高浓度灰浆从底部排出，灰浆中固体颗粒经过充分沉降后沉淀，而上部低浓度灰水经循环水泵输送到位于除尘脱硫塔中部不同高度的喷嘴中再次进行除尘循环。脱硫除尘一体化技术工程中的脱硫工艺，是一种简单实用的方法，在除尘喷淋的同时，当液滴与烟气接触的同时，发生下列反应，将烟气中的SO2除去，其脱硫效率可大于80%。
S02+Ca（OH）2=CaSO3+H2O
S03+Ca（OH）2=CaSO4+H2O
四、工程应用实例
1、系统和设备组成
除尘脱硫系统主要由烟气系统、S02吸收系统、脱硫剂制备系统、水系统、电气及控制系统、除雾器和防结露系统、副产物的处置和事故排空系统等组成，见附图1。
图1除尘脱硫一体化工艺流程图
2、设计参数
以45t/h锅炉为对象，选取参数见表1。
表1设计技术数据
项目 参数 备注
锅炉蒸发量/（t/h） 45
校核燃煤参数 低位发热量/（kcal/kg） 4500
应用基含灰率/% 25%
计算燃煤量/（t/h·台） 75
锅炉工况烟气量/（m3/h） 114500 工况气量
锅炉标况烟气量/（m3/h） 73034
飞灰系数% 0.9
脱硫塔入口 S02进口浓度/（mg/m3） 1745.8
粉尘进口浓度/（mg/m3） 280.7
烟气温度/℃ 162
主要设备及参数
除尘脱硫系统主要设备参数见表2。
表2主要设备及参数
序号 项目 备注 序号 项目 备注
一 脱硫剂制备系统 三 烟道系统设备
1 石灰粉仓 配压力释放阀 1 原烟气烟道
2 布袋除塵器 2 净烟气烟道
3 变频螺旋输送机 3 旁路烟道
4 脱硫剂消化槽 配搅拌机 4 双挡板风门
5 脱硫剂储备槽 配搅拌机 5 膨胀节
6 渣浆泵 6 密封风机
7 脱硫剂浆液输送泵 四 除雾器和防结露系统
二 脱硫系统 1 除雾器 配冲洗装置
1 脱硫塔 配搅拌机 2 冲洗水泵
2 喷嘴 五 事故排空系统
3 循环泵 1 事故浆池 配搅拌机
4 罗茨鼓风机 2 渣浆泵
5 渣浆泵 六 其他设备
6 水泵 1 电动葫芦及手动单轨小车
7 水箱
4、目标参数
脱硫效率大于80，系统阻力小于1200Pa，钙硫比小于1.1，液气比3.9L/m3。脱硫剂采用石灰，石灰粒度100%<200μm，90%<90μm,装置可用率>95%。烟尘、S02排放浓度满足《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）的要求（烟尘浓度≦2OOmg/m3，S02≦900mg/m3）。
5、经济技术指标比较
对于45t/h锅炉的技术经济指标比较见表3。应用烟气除尘脱硫一体化技术，烟尘、S02排放浓度满足《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）的要求。
表3技术经济比较表
六、结论
除尘脱硫一体化有着较高的除尘率，除尘指标基本与现行电除尘器相同，对电除尘器无法脱除的10μm级粉尘颗粒具有很好的除尘效果。该技术与投资大、系统复杂的湿法烟气脱硫相比，效率稍低，但对燃用中低硫煤种的锅炉或炉窑完全能够满足环保的要求，具有非常好的技术经济性。烟气系统的总压力损失较小，低于1200Pa，而湿法烟气脱硫系统阻力1800Pa左右，不必像湿法烟气脱硫增设增压风机，可直接对现有引风机进行局部改造。单位投资少，具有非常好的投资效益。除尘脱硫一体化技术具有高效除尘、兼顾脱硫的特点，特别适合老机组的湿式除尘器改造。
参考文献:
[1] 叶晓江,连之伟,刘红敏,周湘江.高大空间粉尘污染的节能治理[J].节能技术.2012(04)
[2] 张德见,魏先勋,曾光明,李彩亭,李方文.新型炉窑烟气湿式脱硫除尘技术[J].环境科学与技术.2013(01)
[3] 李秉君,赵焕强,顿宏权.硫铵干燥废气的湿式除尘工艺[J].煤炭技术.2012(04)
[4] 杨丽芳,何家宁,徐晓军,高红武.湿式旋流脱硫除尘一体化装置在燃煤锅炉烟气净化上的应用[J].环境工程学报.2011(04)