趙成，王文全

（1.水磨溝區(qū)環(huán)境保護局，烏魯木齊 830000；2.新疆農(nóng)業(yè)大學草業(yè)與環(huán)境科學學院，烏魯木齊 830000）

1 引言

隨著人類工業(yè)化水平的逐漸提升，化石能源的廣泛利用在提升社會生產(chǎn)力的同時，也對環(huán)境造成了一定程度的污染，在部分地區(qū)，由于化石能源的濫用，已經(jīng)超出了當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境自然承載力的極限，對環(huán)境造成了永久性不可逆的損害。焦炭在燃燒過程供給能量的同時，也會產(chǎn)生大量的污染物，比如硫氧化物、氮氧化物、煙塵等有害物質(zhì)。其中大量的硫氧化物排放會造成大面積的酸雨危害，酸雨的形成和降落會對動、植物生長、建筑物表面、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)以及人類健康等諸多方面造成嚴重的危害以及影響[1]。為了控制酸雨污染，中國對燃煤鍋爐排放的SO2規(guī)定了最高允許排放濃度，為此對以焦炭為燃料的鼓風爐二氧化硫治理是當前大氣污染治理領域的重要研究課題[2]。目前，在以焦炭為燃料的鼓風爐大氣污染治理方面，主要脫硫工藝使用的脫硫劑為石灰和燒堿，合理對比分析兩種脫硫劑治理硫氧化物的優(yōu)勢與劣勢，對針對性開展污染防治工作與控制大氣污染物排放具有重要意義。

2 燃煤鼓風爐二氧化硫污染綜合防治對策

根據(jù)脫硫工藝在生產(chǎn)中所在位置的不同可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫[3]。燃燒前脫硫主要是指使用清潔能源或?qū)⒚禾拷?jīng)過物理、化學等方法轉(zhuǎn)化成清潔燃料后再進行燃燒，減少燃料中的硫含量；燃燒后脫硫是指通過脫硫設施對鍋爐煙氣進行脫硫的措施；燃燒中脫硫主要是指在煤的燃燒過程中加入脫硫劑，通過其在燃燒過程中與二氧化硫反應生成硫酸鹽隨灰渣一起排出。本文主要是對燃燒中脫硫工藝（湍球塔）[4]進行研究。

湍球塔由塔身、填料球、擋板、除霧旋流板、氣體出口、液體噴頭、液體出口等主要部分構成，含硫廢氣從湍球塔下部入口以較高速度進入塔體向上運動，脫硫液（NaOH溶液/石灰）自噴頭向下噴淋。它將流化床的概念發(fā)展到氣液傳質(zhì)設備中，因而具有特殊的用途。它的特點是氣速高，處理出力大，塔身體積小，重量輕，氣液分布比較均勻，不易被固體及黏性物料堵塞，特別是由于塔內(nèi)強烈湍動，質(zhì)量及能量的傳遞得以強化。

3 技改前后使用不同脫硫劑下鼓風爐的排污情況

本項目在進行技術改造前后，除塵方式均為重力除塵+袋式除塵，脫硫工藝為二級湍球塔，技改前使用石灰作為脫硫劑，技改后換用燒堿作為脫硫劑，為有效對比兩種常用脫硫劑改造方案的優(yōu)缺點，本文結合實際案例對兩種治理方案進行數(shù)據(jù)分析。依據(jù)其對二氧化硫大氣污染排放防治的特點，為燃煤鍋爐脫硫工藝提供一定的技術支撐。技改前后常見大氣污染物的排放情況見表1。

表1 技改前后使用不同脫硫劑下大氣主要污染物的排放情況

4 分析與討論

通過對比脫硫工藝中兩種常用脫硫劑對燃煤鼓風爐二氧化硫的防治改造措施，可以發(fā)現(xiàn)在脫硫效果方面，以石灰為脫硫劑的方案受到多種因素影響，實際的脫硫效果相對有限，并且產(chǎn)生的脫硫渣露天堆放在廠區(qū)，堆存過程也會對環(huán)境造成不利影響。而進行技術改造后使用燒堿為脫硫劑后，二氧化硫濃度較使用石灰為脫硫劑降低15%，相比以石灰為脫硫劑具有更高的脫硫效率。通過對以燒堿為脫硫劑的脫硫工藝分析，可知影響湍流塔脫硫效果的幾個因素如下：

4.1 噴淋量對脫硫效率的影響

相同工況下，噴淋量越大，單位時間內(nèi)進入湍球塔內(nèi)的堿液越多，液氣比越大，氣、液接觸越充分，且隨著噴淋量增大，塔內(nèi)溫度下降，SO2在水中溶解度增加，液相阻力減小，有利于堿液和SO2吸收反應的進行，提高了脫硫效率。

4.2 堿液濃度對脫硫效率的影響

堿液濃度越高，相同噴淋量下，解離出的OH-離子越多，與SO2反應能力越強，脫硫效率越高。

4.3 脫硫液pH對脫硫效率的影響

循環(huán)脫硫液pH值越高，所含Na0H越多，解離出的OH-越多，吸收SO2的能力越強，但隨著反應的進行，循環(huán)液中NaOH的利用率增大，pH值下降，OH-濃度減小，脫硫效率也減小，因此為了維持高脫硫效率，循環(huán)液pH應在7～9之間。

從本次監(jiān)測結果進行觀察，可以發(fā)現(xiàn)在燃煤鼓風爐使用的以石灰為脫硫劑的湍流塔脫硫裝置雖脫硫效果明顯，具有性價比高，安裝簡單方便的優(yōu)勢。但隨著我國社會整體對環(huán)境污染治理愈發(fā)重視，對污染物排放更加嚴格管控的要求下，環(huán)境污染治理已經(jīng)上升到新的高度，以燒堿為脫硫劑的湍流塔脫硫裝置不僅脫硫效果顯著，且避免了因脫硫渣露天堆放在廠區(qū)造成的環(huán)境問題。該工藝較為環(huán)保，對環(huán)境不會造成污染。

5 結論

因此在加快經(jīng)濟發(fā)展的同時，要加大燃煤煙氣脫硫治理。根據(jù)本次研究內(nèi)容可以得出：在技改后使用燒堿作為脫硫劑能夠相對有效地處理燃煤鼓風爐產(chǎn)生的SO2等大氣污染物，使其排放濃度達到《GB13271-2014鍋爐大氣污染物排放標準》。因此在實際設計污染防治措施時，應當針對性地對燃煤鼓風爐的燃料成分進行分析監(jiān)測，在長期的排放控制下通過持續(xù)觀察制訂相應的脫硫方案。望本文研究內(nèi)容得到相關企業(yè)及機構的重視，加強燃煤鼓風爐脫硫應用領域的排放標準制訂工作，對推動燃煤鼓風爐脫硫措施的應用普及和有效降低大氣污染提供必要的理論支持。