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摘 要：我国每年工业锅炉要消耗4亿t的煤，向大气排放600万SO2和800万t的烟尘，是我国大气污染的主要来源。在我国实行低碳经济，进行节能减排的今天，这一问题成了党和国家严重关切的重要问题。本文基于中国煤炭工业锅炉大气污染物排放及治理现状，结合国家相关产业政策和国内外技术发展趋势，对我国燃煤工业锅炉及大气污染物控制的方案进行分析与构建，以讨论出一个可行、实际、操作性强的方案，促进我国燃煤工业锅炉大气污染物方面的治理。
关键词：燃煤工业锅炉；大气污染物；控制；方案制定
前言：我国是能源大国，尤其是煤炭资源，无论是已探明储量还是预测资源量，都占到了世界前三的位置。有这样有利的条件，我国对于煤炭资源的利用也是非常广的，然而，造成的危害也同样严重，就工业锅炉这一项，每年要向大气排放上百吨的污染物，对环境造成了极大的破坏。在世界发展迅速的今天，我们不能停止对煤炭资源的使用，但是也不能任由这种情况继续下去。现在应该立即着手对工业锅炉大气污染物的控制研究。
一、我国燃煤工业锅炉大气污染物治理和排放现状
煤在工业锅炉燃烧过程中将产生大量的灰渣、二氧化硫、氮氧化物，不仅对人体和植被有破坏性影响，对于机器、材料和建筑的损害也比较大，包括玷污性损害和化学损害两方面。
我国在20世纪70年代开始对工业锅炉烟尘进行治理，使用最广泛的是机械式除尘，包括惯性吸尘器和旋风吸尘器等。旋风吸尘器因为其造价便宜、结构简单、可以对大流量、高浓度的含颗粒气体进行有效处理，但除尘效率不高，目前只在10t/h及以下或10t/h以上锅炉作为一级除尘设备使用。随着湿式除尘器的运用，现在我国大于10t/h的工业锅炉都采用湿式吸尘器。由于今年我国排放标准更加的严格，新建小型热电联产、集中供热等用途的锅炉都配置了静电除尘器和布袋除尘器。
在二氧化硫方面，燃煤锅炉二氧化硫的治理分为燃煤前、燃烧中和燃烧后脱硫3中。燃烧前洗选煤技术已经得到大规模利用，当前我国的煤炭洗选能力已经达到了15亿t/a；燃烧中脱硫技术包括燃用固硫型煤、炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫、循环流化床等技术，固硫型煤固硫可以减少60%的烟尘排放量，炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫技术可以实现85%的脱硫率[1]。
我国目前大多采用的是燃烧后脱硫，常见有石灰法、氧化镁法。目前由于工业锅炉的吨位较小，我国大部分采用的是氧化镁脱硫法，可以达到95%的脱硫率。
对于氮氧化物的排放标准，现今还没有最后确定，因为我国在《十二五规划》中才提出将氮氧化物纳入主要污染物排放总量限制。当前我国的技术还没有对于氮氧化物进行有效的控制，主要是采用电锅炉的选择性催化还原法烟气脱硝技术。燃煤工业锅炉的氮氧化物的排放已经占到全国前三，是造成雾霾现象的主要原因。
二、燃煤工业锅炉大气污染物控制方案研究
（一）国内外研究现状
在粒径分布方面，工业上所测颗粒物一般集中在0.1-0.2μm和10-20μm的粒径区间，经除尘设备处理后一般小于10μm，湿式烟气脱硫装置出口可达1.0μm左右。国外已经发展了一些数学模型用于预测粉燃煤燃烧排放飞灰的粒径分布。我国学者已经对飞灰颗粒分布进行了颗粒分布研究，何吕刚研究得出电除尘器飞灰分布特性函数的数值及变化规律。
赵钦新针对我国工业锅炉节能减排现状指出，当前节能加派工作缺乏具体方案好目标，形式不容乐观，尤其是在运行状况诊断、自动调节和控制以及工业锅炉运行科学管理方面存在一系列问题。余安明在总结现有节能技术的基础上对工业锅炉设备和技术进行分析，提出了节能集成技术和相应的优化系统[2]。
（二）燃煤工业锅炉大气污染物控制方案
工业锅炉按用途可以分为蒸汽、热水锅炉两类。在国家节能减排政策的推动下，我国6t/h及以下的燃煤工业锅炉在未来几年比例将不断减小，20t/h及以上的燃煤工业锅炉比例将不断上升。结合国家政策导向和中国电器工业协会2008年燃煤工业锅炉的统计资料，用燃煤工业锅炉耗煤量的测算公式：
我国2015年和2020年耗煤量将达到8.5亿t和108亿t，比2008年增长33%和69%。在结合我国国情和个容量锅炉特点的情况下，2015和2020的大气污染物控制技术路线如下：首先烟尘治理以单筒（多筒）、多管、湿法、静电或布袋除尘为主，20t/h及以下锅炉不采用湿法除尘；对于二氧化硫的治理主要以低硫煤、脱硫除尘一体化技术和串联工艺为主，20t/h以上锅炉除外；氮氧化物控制以低氮燃烧技术和SCR为主，6t/h及以下的锅炉采用燃料代替的方法，包括天然气、工业型煤和生物质成型煤。根據以上统计和技术的分析，2015和2020大气污染排放量的测算方法如下：
其中W为大气污染物i的年排放量，C为j型锅炉的年耗煤量，P为排污因子n为锅炉类型总数，m为大气污染物治理措施总数。得出以下两表：
根据以上量表可以得出：我国小型锅炉多采用单筒、多管等机械除尘。热电联产和大型锅炉采用静电或布袋除尘。二氧化硫治理只在部分热电联产和大型锅炉上使用。氮氧化物治理技术尚不成熟无法应用；6t/h以下锅炉采用代替燃料，可有效控制排放量；大型燃煤工业锅炉应该因地、因煤因炉制宜，又计划和步骤的进行清洁能源的替代、后脱硫技术应用、进行SCR高效脱硝技术的开发和设备的应用。
结语：目前国际上，在清洁生产领域发达国家已经有着完整规划，在国内采用新能源，把高污染的工业转移到中国，我国在经济发展的压力下，只好进行这一方面的工业发展。实体经济本来就是我国所倡导的，我们现在要做的是进行有关节能减排技术的研究，在危机中进行技术的创新，推动整体发展。
参考文献
[1]王占山.燃煤火电厂和工业锅炉及机动车大气污染物排放标准实施效果的数值模拟研究[D].中国环境科学研究院，2013.
[2]赵国凌，畅哲峰，高德仁，江天福.PM_（2.5）限排与燃煤工业锅炉发展[J].工业锅炉，2013，01：35-41.
关键词：燃煤工业锅炉；大气污染物；控制；方案制定
前言：我国是能源大国，尤其是煤炭资源，无论是已探明储量还是预测资源量，都占到了世界前三的位置。有这样有利的条件，我国对于煤炭资源的利用也是非常广的，然而，造成的危害也同样严重，就工业锅炉这一项，每年要向大气排放上百吨的污染物，对环境造成了极大的破坏。在世界发展迅速的今天，我们不能停止对煤炭资源的使用，但是也不能任由这种情况继续下去。现在应该立即着手对工业锅炉大气污染物的控制研究。
一、我国燃煤工业锅炉大气污染物治理和排放现状
煤在工业锅炉燃烧过程中将产生大量的灰渣、二氧化硫、氮氧化物，不仅对人体和植被有破坏性影响，对于机器、材料和建筑的损害也比较大，包括玷污性损害和化学损害两方面。
我国在20世纪70年代开始对工业锅炉烟尘进行治理，使用最广泛的是机械式除尘，包括惯性吸尘器和旋风吸尘器等。旋风吸尘器因为其造价便宜、结构简单、可以对大流量、高浓度的含颗粒气体进行有效处理，但除尘效率不高，目前只在10t/h及以下或10t/h以上锅炉作为一级除尘设备使用。随着湿式除尘器的运用，现在我国大于10t/h的工业锅炉都采用湿式吸尘器。由于今年我国排放标准更加的严格，新建小型热电联产、集中供热等用途的锅炉都配置了静电除尘器和布袋除尘器。
在二氧化硫方面，燃煤锅炉二氧化硫的治理分为燃煤前、燃烧中和燃烧后脱硫3中。燃烧前洗选煤技术已经得到大规模利用，当前我国的煤炭洗选能力已经达到了15亿t/a；燃烧中脱硫技术包括燃用固硫型煤、炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫、循环流化床等技术，固硫型煤固硫可以减少60%的烟尘排放量，炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫技术可以实现85%的脱硫率[1]。
我国目前大多采用的是燃烧后脱硫，常见有石灰法、氧化镁法。目前由于工业锅炉的吨位较小，我国大部分采用的是氧化镁脱硫法，可以达到95%的脱硫率。
对于氮氧化物的排放标准，现今还没有最后确定，因为我国在《十二五规划》中才提出将氮氧化物纳入主要污染物排放总量限制。当前我国的技术还没有对于氮氧化物进行有效的控制，主要是采用电锅炉的选择性催化还原法烟气脱硝技术。燃煤工业锅炉的氮氧化物的排放已经占到全国前三，是造成雾霾现象的主要原因。
二、燃煤工业锅炉大气污染物控制方案研究
（一）国内外研究现状
在粒径分布方面，工业上所测颗粒物一般集中在0.1-0.2μm和10-20μm的粒径区间，经除尘设备处理后一般小于10μm，湿式烟气脱硫装置出口可达1.0μm左右。国外已经发展了一些数学模型用于预测粉燃煤燃烧排放飞灰的粒径分布。我国学者已经对飞灰颗粒分布进行了颗粒分布研究，何吕刚研究得出电除尘器飞灰分布特性函数的数值及变化规律。
赵钦新针对我国工业锅炉节能减排现状指出，当前节能加派工作缺乏具体方案好目标，形式不容乐观，尤其是在运行状况诊断、自动调节和控制以及工业锅炉运行科学管理方面存在一系列问题。余安明在总结现有节能技术的基础上对工业锅炉设备和技术进行分析，提出了节能集成技术和相应的优化系统[2]。
（二）燃煤工业锅炉大气污染物控制方案
工业锅炉按用途可以分为蒸汽、热水锅炉两类。在国家节能减排政策的推动下，我国6t/h及以下的燃煤工业锅炉在未来几年比例将不断减小，20t/h及以上的燃煤工业锅炉比例将不断上升。结合国家政策导向和中国电器工业协会2008年燃煤工业锅炉的统计资料，用燃煤工业锅炉耗煤量的测算公式：
我国2015年和2020年耗煤量将达到8.5亿t和108亿t，比2008年增长33%和69%。在结合我国国情和个容量锅炉特点的情况下，2015和2020的大气污染物控制技术路线如下：首先烟尘治理以单筒（多筒）、多管、湿法、静电或布袋除尘为主，20t/h及以下锅炉不采用湿法除尘；对于二氧化硫的治理主要以低硫煤、脱硫除尘一体化技术和串联工艺为主，20t/h以上锅炉除外；氮氧化物控制以低氮燃烧技术和SCR为主，6t/h及以下的锅炉采用燃料代替的方法，包括天然气、工业型煤和生物质成型煤。根據以上统计和技术的分析，2015和2020大气污染排放量的测算方法如下：
其中W为大气污染物i的年排放量，C为j型锅炉的年耗煤量，P为排污因子n为锅炉类型总数，m为大气污染物治理措施总数。得出以下两表：
根据以上量表可以得出：我国小型锅炉多采用单筒、多管等机械除尘。热电联产和大型锅炉采用静电或布袋除尘。二氧化硫治理只在部分热电联产和大型锅炉上使用。氮氧化物治理技术尚不成熟无法应用；6t/h以下锅炉采用代替燃料，可有效控制排放量；大型燃煤工业锅炉应该因地、因煤因炉制宜，又计划和步骤的进行清洁能源的替代、后脱硫技术应用、进行SCR高效脱硝技术的开发和设备的应用。
结语：目前国际上，在清洁生产领域发达国家已经有着完整规划，在国内采用新能源，把高污染的工业转移到中国，我国在经济发展的压力下，只好进行这一方面的工业发展。实体经济本来就是我国所倡导的，我们现在要做的是进行有关节能减排技术的研究，在危机中进行技术的创新，推动整体发展。
参考文献
[1]王占山.燃煤火电厂和工业锅炉及机动车大气污染物排放标准实施效果的数值模拟研究[D].中国环境科学研究院，2013.
[2]赵国凌，畅哲峰，高德仁，江天福.PM_（2.5）限排与燃煤工业锅炉发展[J].工业锅炉，2013，01：35-41.