卢艺刚

（广州市环境监测中心站，广州 510030）

统计结果显示，我国每年有将近10亿t的煤炭作为燃料直接用于燃烧，主要用于燃煤电厂的燃烧、工业锅炉的燃烧、生活供暖三个方向，其中工业锅炉的耗煤量是最大的，约为3.7亿t/a，占我国直接燃煤量的37%，而工业锅炉的煤炭利用效率较低，废气向大气中直接排放造成的环境污染问题也十分突出。

根据大气污染物的检测结果，笔者发现，大气中大部分的污染物为二氧化硫和烟尘，而根据二氧化硫和烟尘等污染物含量出现超标的原因分析，大部分来源于工业锅炉废气的排放[1]。在使用锅炉时，锅炉中的烟煤经过燃烧所产生的烟尘和二氧化硫直接排向大气，造成大气污染，这对人们的生活与工作带来严重的影响[2]。因此，为了解决工业锅炉废气污染问题，人们需要加强工业锅炉废气治理，以降低工业锅炉废气的排放量，降低环境危害，共建美丽中国。

1 工业锅炉的使用现状

1.1 工业锅炉除尘器

工业锅炉一般配备两种除尘器，一种是旋风式除尘器，另一种是多管式除尘器。其中，旋风式除尘器壳体磨损以后，容易发生锁气装置失灵问题，从而大大降低除尘效率，造成严重的烟尘污染，目前已被淘汰。多管式除尘器具有较好的除尘效果，但也存在脱硫方面的缺陷。

1.2 锅炉燃料

据不完全统计，我国大部分煤炭用作燃料，其在燃煤电厂中应用较多，特别适用于电厂生活供暖和工业锅炉的燃烧，工业锅炉的耗煤量占我国直接燃煤量的37%左右，而工业锅炉煤炭使用率较低，工业锅炉废气排放所引起的环境污染问题较为突出。工业锅炉废气主要分为二氧化硫和烟尘两种，这两种污染物的年平均排放量分别为630万t和380万t，仅次于电站锅炉的排放量，这会严重造成大气环境污染，与我国可持续发展战略相违背。

2 工业锅炉废气的危害及治理的必要性

工业锅炉废气污染物主要包括烟尘、二氧化硫以及一氧化碳等。这几种污染物来源于锅炉燃煤，其被排放到大气中，会对人体造成严重的危害。如果烟尘长时间在空气中悬浮，人通过鼻粘膜、呼吸道将其吸入肺部，使得鼻子和呼吸道受到严重污染，会引起鼻腔疾病或者呼吸道疾病。另外，二氧化硫悬浮在大气层下部，很容易生成酸性烟雾，对人的呼吸系统产生刺激。如果空气中混杂二氧化硫，人通过鼻粘膜将其吸入肺部，会引起人体机制出现混乱，甚至导致人不能正常呼吸。除此之外，如果空气中出现大量二氧化硫，容易形成酸雨，酸雨一旦降落，将会导致庄稼死亡，降低建筑寿命。如果一氧化碳含量超标，很容易使人出现消化不良、贫血等现象，甚至使人智力降低，引起视觉、听觉下降。因此，人们要采取科学的措施，及时对工业锅炉废气污染进行治理，以构建一个安全、稳定、和谐的社会[3]。

3 工业锅炉脱硫除尘工艺

3.1 工业锅炉脱硫除尘设备的选择

3.1.1 设备选择

在选择工业锅炉脱硫除尘设备时，人们应根据锅炉在额定功率运行时所测得的烟气指标进行确定。同时，人们可以通过这种方式对工业锅炉脱硫除尘设备的性能进行确定，以提升此设备的脱硫除尘效果，将工业锅炉所产生的污染物（如烟尘和二氧化硫）的排放量控制在规定的范围内，以达到相关标准规定的限值。

3.1.2 设备体积选择

在确保工业锅炉房结构一致的条件下，应合理地选择工业锅炉脱硫除尘设备体积。考虑设备体积受到锅炉房面积的制约，锅炉房面积是固定的，若增大锅炉脱硫除尘设备的体积，对充分发挥辅助车间功能造成一定的影响，同时也会影响不同辅助设备的稳定运行，给风道布置增加不少难度，给风道烟气流动增加阻力。因此，人们要合理选择工业锅炉脱硫除尘设备体积，确保除尘设备体积不能过大或过小。

3.1.3 设备型式选择

工业锅炉废气除尘工艺和工业锅炉废气脱硫工艺截然不同，其工艺流程也存在较大的差异。因此，要想使工业锅炉废气得到最大净化，降低工业锅炉废气对环境和人体的伤害，人们需要将除尘设备和脱硫设备分开进行设置。同时，人们应选择除尘效果最佳的除尘设备。目前，除尘设备分为两种，一种是过滤式除尘设备，另一种是离心式旋风除尘设备，这两种除尘设备各具有自身的特点及优势。其中，过滤式除尘设备具有较高的除尘效率及过滤功能，其除尘效率高达99%，这种除尘设备安装简单，操作方便，但存在设备体积较大、占地面积等不足，同时不能对水、油及黏连性较强的烟尘颗粒进行过滤。相对于过滤式除尘设备，离心式旋风除尘设备具有较低的除尘效率，其一般在80%左右，但离心式旋风除尘设备主要采用水膜除尘器，从而大大提升了除尘效果，但存在占地面积较大、设备耗水量较大、操作烦锁、运行维护不便等不足，另外还存在设备材料易掉落、耐磨性差等问题。在工业锅炉废气脱硫工艺中，需要采用水浴式脱硫装置，此装置脱硫效果最佳，具备除尘和脱硫两种功能，适用于锅炉厂房面积较小的工厂。

3.2 工业锅炉脱硫除尘设备的运行与维护

在工业锅炉脱硫除尘工艺应用过程中，人们不仅要合理选用脱硫除尘设备，而且要做好工业锅炉脱硫除尘设备的日常维护工作，确保除尘设备的稳定运行，提升设备的使用寿命。目前，水浴式脱硫除尘设备在化工厂应用较多，其工作原理如下：当锅炉产生一定废气时，废气会以一定速度与水面发生冲击，在力的压力作用下，水滴就会向周边散开，废气中的灰分就会沉入水底。当烟气中的二氧化硫气体与水滴结合时，就会发生反应，使亚硫酸在水中溶解，从而达到除尘、脱硫的目的。

在工业锅炉脱硫除尘设备的使用和维护过程中，应注意以下几点：一要在工业锅炉脱硫除尘过程中加入碱性药品和亚硫酸，以降低烟尘和二氧化硫的腐蚀性；二要定时将水底的烟尘清除干净，避免除尘器堵塞；三要保持水位高度适宜，避免水位过高而导致排烟管口被淹没，同时避免水位过低影响设备的正常运行。

4 工业锅炉废气污染物的控制

4.1 锅炉的消烟

由于锅炉烟气中炭黑、可燃气体含量越高，因此锅炉消烟工作需要降低烟气黑度，具体有以下几种方法。

4.1.1 合理选择燃烧炉排

实践表明，锅炉蒸发量小于l t/h时，或者锅炉供热量小于0.7 MW，要提高燃烧效率，消除锅炉的烟气，需要采用双层炉排的燃烧方式。反之，要采用机械化炉排的燃烧方式，如链条炉排方式和往复炉排方式等。

4.1.2 采用分层燃烧和汽化燃烧方式

分层燃烧方式是指根据煤的颗粒尺寸给不同层进行分煤，煤层显得较为疏松，且通风阻力较小，从而提高煤的燃烧效率，达到锅炉消烟的目的。汽化燃烧方式是指采用汽化的方式对炉膛的煤进行燃烧，但要确保锅炉的蒸发量在l t/h以上。

4.1.3 不断提高锅炉运行操作水平

在锅炉运行过程中，如果采用相同的煤和同样的燃烧方式，在不影响锅炉的运行效率的情况下，人们需要掌握正确的操作方法，以减少烟尘排放浓度。由此可见，不断提高锅炉运行操作水平，可以有效控制烟尘的产生量。

4.2 二氧化硫的控制

在锅炉燃烧过程中，为了实现二氧化硫控制，根据脱硫工艺所在位置的不同，人们将脱硫工艺分为燃烧前脱硫工艺、燃烧中脱硫工艺和燃烧后脱硫工艺。

4.2.1 燃烧前脱硫工艺

在锅炉燃烧前，需要对煤进行气化和液化。在煤气化和液化过程中，需要脱去硫分，将煤转化成二次燃料，实现脱硫效果，这种脱硫工艺虽然效果较好，但经济性较差。

4.2.2 燃烧中脱硫工艺

在锅炉燃烧过程中，可以采用流化床燃烧技术，在煤中加入适量的固硫剂，燃烧时它就会与二氧化硫发生反应，从而生成一种固态硫化物，随着灰渣排出。在流化床燃烧过程中，其脱硫率高达90%。

4.2.3 燃烧后脱硫工艺

在锅炉燃烧后期，人们主要采用烟气脱硫方式，这是目前广泛应用的一种方式。烟气脱硫技术众多，主要有气体悬浮吸脱硫技术、旋转喷雾干燥法、海水烟气脱硫工艺、电子束照射加喷氨烟气脱硫工艺等。

4.3 一氧化碳控制

在工业锅炉中，一氧化碳的控制主要采用烟气再循环、分级燃烧、低一氧化碳燃烧等方式。在各种降低一氧化碳排放的技术中，低一氧化碳燃烧技术由于具有操作方便、经济、实用等优势，得到广泛的应用。一般来说，使用此技术可减少30%～70%的一氧化碳。在实际生产中，人们可以采取以下方法，控制锅炉燃烧中产生的一氧化碳。一是不断改进燃烧过程；二是不断提高锅炉运行效率；三是引进脱硫脱硝一体化技术。

5 结语

随着我国经济社会的不断发展，工业化程度不断加深，人们物质生活得到显著改善，但这也给人们生存的生态环境造成严重破坏。近年来，随着大气污染物含量的增多，我国不少城市出现雾霾天气，这严重影响人们的身体健康。而工业锅炉排放的废气是大气的重要污染源，因此，人们要采用有效的措施对工业锅炉废气进行治理，如合理选择工业锅炉脱硫除尘设备和锅炉燃料，尽可能地降低工业锅炉废气对环境和人体的危害，促进社会的可持续发展。

1 马培根“.气煤混烧”技术在工业锅炉上的应用[J].区域供热，2010，（6）：69-70.

2 孟海辛.工业锅炉排烟污染问题浅析及对策研究[J].中国科技信息，2014，（8）：87.

3 王 华.论工业锅炉设计考虑的必然因素[J].科技风，2013，（16）：56-58.