燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫的運(yùn)行

燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫設(shè)施運(yùn)行與管理2008年3月第一章燃煤及污染物煤炭現(xiàn)主要用于電力、鋼鐵、化工、水泥建材及民用燃料，其中電廠鍋爐及工業(yè)鍋爐耗煤占70%，尤其是火電廠是我國最大的耗煤行業(yè)，其耗煤占全國耗煤量的50%-65%?！董h(huán)境污染治理設(shè)施運(yùn)營資質(zhì)許可管理辦法》對(duì)大氣污染控制資質(zhì)培訓(xùn)主要內(nèi)容是燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫設(shè)施運(yùn)行與管理大氣污染熱電廠——燃煤型污染介紹：我國的大氣污染情況

1997年我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)我國煤炭消耗與部分污染物排放年分煤炭消耗污染物排放（億噸）（萬噸）2000年12.451995二氧化硫2003年162158.7二氧化硫

1048.7煙塵

1500氮氧化合物全國工業(yè)SO2、煙塵、粉塵排放量比較

2003年大氣污染物排放總量又有所上升2003年二氧化硫排放總量2220萬噸，超環(huán)境容量80%萬噸火力發(fā)電火電廠是我國控制酸雨和空氣污染的

關(guān)鍵行業(yè)（2003年數(shù)據(jù)）項(xiàng)目總量火電裝機(jī)容量（億千瓦）3.842.86（74.3％）發(fā)電量（億千瓦時(shí)）1908015800（82.8％）原煤消耗（億噸）169（56.3％）二氧化硫排放（萬噸）2158.7（工業(yè)）1331.9（61.7％）煙塵排放（萬噸）1048.7（工業(yè)）486.6（46.4％）燃煤產(chǎn)生的主要污染物

燃煤產(chǎn)生的主要污染物有煙塵、SO2、NOX和碳氧化物。目前受到排放限制的污染物是煙塵、SO2、NOX。煙塵：是指冶金過程或燃燒過程中所形成的固體微粒。硫氧化物（SOx）主要是SO2和SO3，燃煤和石油產(chǎn)生。1t煤中含硫5—50kg，1t石油中含硫5—30kg。危害：腐蝕性較強(qiáng)；損害植物葉片，影響生長；刺激呼吸系統(tǒng)，引起肺氣腫和支氣管炎，致癌作用;形成酸雨，生成二次污染物硫酸氣溶膠危害更大。2）氮氧化物（Nox）主要是NO和NO2，來自礦物燃料燃燒和化工廠及金屬冶煉廠排放的廢氣。危害：NO和血紅蛋白結(jié)合比CO親合力大數(shù)百倍;NO2則具有腐蝕性和刺激作用，能損害農(nóng)作物；引起呼吸道疾?。恍纬晒饣瘜W(xué)煙霧和酸雨的主要因素。硫酸煙霧硫酸煙霧：大氣中的SO2等硫化物，在有水霧、含有重金屬的飄塵或氮氧化物存大時(shí)，發(fā)生一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成硫酸鹽或硫酸鹽氣溶膠。硫酸煙霧引起的刺激作用和生理反應(yīng)等危害，要比SO2氣體強(qiáng)烈得多。1952.12.5～8，英國倫敦?zé)熿F事件。2.1燃煤工業(yè)鍋爐2.1.1概述1.鍋爐一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，把燃料中的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)換為熱能，加熱給水，從而產(chǎn)生一定溫度和壓力的蒸汽或熱水。鍋爐：鍋—盛裝水和氣并承受壓力的部分；爐—燃料與空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生高溫火焰和煙氣的部分；附屬設(shè)備、附件及儀表—保證鍋爐正常運(yùn)行。2.鍋爐的分類按用途、煙氣的流動(dòng)、燃料、出廠形式、輸出介質(zhì)、水循環(huán)方式、噸位、壓力、燃燒方式、通風(fēng)方式、安裝方式分類。3.鍋爐常用物理量和狀態(tài)指標(biāo)鍋爐在燃燒和傳熱過程中狀況是由各種物理量來表示。（1）溫度熱力學(xué)溫度，符號(hào)是“K”；攝氏溫度，符號(hào)是“℃”；華氏溫度，符號(hào)是“F”。（2）壓力帕斯卡，符號(hào)是“Pa”，鍋爐常以MPa為單位。鍋爐的壓力由于水受熱汽化為蒸汽后體積膨脹所導(dǎo)致。大氣壓力，符號(hào)為“atm”；表壓力是指壓力表上的數(shù)值，是容器內(nèi)壓力高于或低于大氣壓的部分；絕對(duì)壓力指實(shí)際壓力，數(shù)值等于表壓力加大氣壓力。（3）熱量熱量是指物體吸收或放出熱的數(shù)量，用符號(hào)Q。焦耳，用符號(hào)“J”表示、kJ為單位。焦耳是法定計(jì)量單位，卡是非法定計(jì)量單位。（4）蒸發(fā)量(出力)對(duì)于熱水爐來講就是鍋爐生產(chǎn)熱水放出的熱量，單位為kJ／h；采用法定計(jì)量單位制后，熱水鍋爐的出力，改用熱功率表示，單位為MW/h。

2.2、鍋爐分類可以從不同角度出發(fā)對(duì)鍋爐進(jìn)行分類：

1.按結(jié)構(gòu)形式可分為鍋殼鍋爐（火管鍋爐）、水管鍋爐和水火管鍋爐。

2.按用途不同可分為電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、生活鍋爐等。

3.按容量大小可分為大型鍋爐、中型鍋爐和小型鍋爐。習(xí)慣上，蒸發(fā)量大于100t／h的鍋爐為大型鍋爐，蒸發(fā)量20～100t／h的鍋爐為中型鍋爐，蒸發(fā)量小于20t／h的鍋爐為小型鍋爐。4.按蒸汽壓力大小可分為低壓鍋爐（p≤2.5MPa）、中壓鍋爐（2.5MP＜p≤5.9MPa）、高壓鍋爐（p＝9.8MPa）、超高壓鍋爐（p＝13.7MPa）等。

5.按燃料和能源種類不同可分為燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t、廢熱（余熱）鍋爐等。

6.按燃料在鍋爐中的燃燒方式可分為層燃爐、沸騰爐、室燃爐。

7.按工質(zhì)在蒸發(fā)系統(tǒng)的流動(dòng)方式可分為自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐等。2.3鍋爐結(jié)構(gòu)鍋爐的結(jié)構(gòu)，是根據(jù)所給定的蒸發(fā)量或熱功率、工作壓力、蒸汽溫度或額定進(jìn)出口水溫，以及燃料特性和燃燒方式等參數(shù)，并遵循《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》及鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)等有關(guān)規(guī)定確定的。一臺(tái)合格的鍋爐，不論屬于那種形式，都應(yīng)滿足“安全運(yùn)行，高效低耗，消煙除塵，保產(chǎn)保暖”的基本要求。2.4鍋爐型號(hào)一、燃煤、燃油、燃?xì)狻⑸锍皱仩t型號(hào)（一）型號(hào)：按JB/T1626-92《工業(yè)鍋爐產(chǎn)品型號(hào)編制方法》規(guī)定，鍋爐號(hào)由三部分組成，各部分之間用短橫線相連，如下面式樣表示二、電站鍋爐型號(hào)

2.1燃料的分類燃料指燃燒過程中能放出熱量且經(jīng)濟(jì)上可行的物質(zhì)。按來源：天然燃料和加工燃料；按物態(tài)：固體燃料、液體燃料和氣體燃料；按使用多少：常規(guī)燃料和非常規(guī)燃料；2.1.1固體燃料天然固體燃料：礦物燃料(煤)、生物質(zhì)燃料(林木)。煤的主要組成和元素：C、H、O、N、S及一些非可燃性礦物如灰分和水分等。碳是煤發(fā)熱主要來源，32700kJ/kg碳。煤含氫3%～5%，結(jié)合氫和氧結(jié)合成穩(wěn)定化合物不能燃燒，可燃?xì)渑c碳、硫結(jié)合成有機(jī)物?；曳质敲褐械奶妓猁}、黏土及微量稀土元素。煤中的硫分有無機(jī)硫（硫鐵礦和硫酸鹽）和有機(jī)硫（硫醇、硫醚等）兩種形態(tài)。分為低硫煤（<1.5%）、中硫煤（<1.5%～2.4%）、高硫煤（<2.4%～4%）和富硫煤（>4%）。2.1.2液體燃料天然液體燃料主要指石油，人工液體燃料指汽油、煤油、柴油和重油（經(jīng)石油的直餾和裂化作用得到）等。燃料乙醇是替代（部分汽油）能源，又能有效解決玉米等陳化糧的轉(zhuǎn)化問題。乙醇幾乎能夠完全燃燒，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的物質(zhì)，降低汽車尾氣有害物質(zhì)的排放。水煤漿由70%的煤、30%水及少量化學(xué)添加劑制成。漿體燃料，可以像油一樣泵送、霧化、貯存和穩(wěn)定燃燒，具有燃燒效率高、減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。2.1.3氣體燃料氣體燃料屬于清潔燃料，主要包括天然氣、液化石油氣(LPG)、裂化石油氣和焦?fàn)t煤氣。天然氣的主要成分是甲烷，其次為乙烷等飽和烴，還有少量的CO2、N2、O2、H2S和CO等。液化石油氣的主要成分是C2、C3

和C4組分，輸送和貯存是液體狀態(tài)，燃燒是氣體狀態(tài)，廣泛用于居民生活和汽車等燃料。裂化石油氣是用水蒸氣、空氣或氧氣等作氣化劑，將石油和重油等油類裂化而得，一般作民用燃料。焦?fàn)t煤氣是煉焦生產(chǎn)的副產(chǎn)物，主要成分是H2、CH4和CO，還有少量的N2、CO2，廣泛用作工業(yè)和民用燃料。2.2燃料的燃燒過程2.2.1燃燒及燃燒產(chǎn)物燃燒是可燃混合物的快速氧化過程，并伴有能量的釋放，同時(shí)使燃料的組成元素轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的氧化物。多數(shù)化石燃料完全燃燒的產(chǎn)物是CO2、水蒸汽；不完全燃燒過程將產(chǎn)生黑煙、CO等。若燃料中含S、N會(huì)生成SO2和NOx。燃燒產(chǎn)生的污染物：硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、煙塵、金屬氧化物、碳?xì)浠衔锛岸喹h(huán)有機(jī)物。2.2.2燃燒產(chǎn)生污染物的機(jī)制2.2.2.1硫氧化物的形成機(jī)制硫氧化物是指SO2和SO3。當(dāng)燃料中的可燃性硫進(jìn)行燃燒時(shí)，就生成了SO2。元素硫燃燒S+O2=SO2

硫化物硫燃燒SO2+1/2O2=SO34FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2SO2+1/2O2=SO3（1%～5%）有機(jī)硫CH3CH2SCH2CH3→H2S+2H2+2C+C2H4H2S+3O2=2SO2+2H2OSO2+1/2O2=SO3一般主要生成SO2，SO3可忽略。2.2.2.2氮氧化物的形成機(jī)制大氣中的NOx90%以上產(chǎn)生于燃燒過程。1.熱力型NOx熱力型NOx是高溫燃燒時(shí)N2和O2反應(yīng)生成的NOx；與燃燒溫度、氧氣的濃度及氣體在高溫區(qū)的停留時(shí)間有關(guān)。燃燒溫度低于1300℃時(shí)，只有少量NO生成，燃燒溫度高于1500℃時(shí)，NO的生成量顯著增加。

N2+O2=2NO2NO+O2=2NO2減少熱力型NOx的生成量措施：降低燃燒溫度，減少過量空氣，縮短氣體在高溫區(qū)停留的時(shí)間。2.燃料型NOx燃料型NOx燃料中有機(jī)氮經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)生成的NOx。燃料型NOx的發(fā)生機(jī)制：一般認(rèn)為，燃料中的氮化合物首先發(fā)生熱分解形成中間產(chǎn)物，然后再經(jīng)氧化生成NO。燃料中的氮經(jīng)過燃燒約有20%～70%轉(zhuǎn)化成燃料型NOx，主要是NO，在一般鍋爐煙道氣中只有不到10%的NO氧化成NO2。旋風(fēng)燃燒爐因爐溫高，使燃料中的氮大部分轉(zhuǎn)化為NOx，熱力型NOx生成量也增加，限制了使用。2.2.2.3顆粒污染物的形成機(jī)制燃燒過程中產(chǎn)生的顆粒污染物主要是燃燒不完全形成的炭黑、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)物、煙塵和飛灰等。1.燃煤粉塵的形成煤在非常理想的燃燒條件下，可以完全燃燒，即揮發(fā)分和固定炭都被氧化成二氧化碳，余下灰分。燃燒條件不夠理想，在高溫時(shí)會(huì)發(fā)生熱解作用，形成多環(huán)化合物而產(chǎn)生黑煙。隨煙氣一起排出的固體顆粒物一般都稱為飛灰，包括未燃盡的煤粒、燃盡后余下的灰粒及燃燒過程中形成的炭黑等。2.氣、液燃料燃燒形成的碳粒子氣態(tài)燃料燃燒的顆粒污染物為積碳，液態(tài)燃料高溫分解形成顆粒污染物為結(jié)焦和煤胞。2.2.3燃料完全燃燒的條件1）空氣條件：按燃燒不同階段供給相適應(yīng)的空氣量。2）溫度條件：只有達(dá)到著火溫度，才能與氧化合而燃燒。著火溫度：在氧存在下可燃質(zhì)開始燃燒必須達(dá)到的最低溫度。各種燃燒的著火溫度見表2-2，P26。3）時(shí)間條件燃料在燃燒室中的停留時(shí)間影響燃燒完全的程度。反應(yīng)速度隨溫度升高而加快，T↑——t↓。4）燃燒與空氣的混合條件燃料與空氣中氧的充分混合是有效燃燒的基本條件。在大氣污染物排放量最低條件下實(shí)現(xiàn)有效燃燒的四個(gè)因素：空氣與燃料之比、溫度(temperature)、時(shí)間(time)和湍流(torrent)，后三者通常稱為燃燒過程的“三T”。2.2.3發(fā)熱量與熱損失

1.發(fā)熱量單位質(zhì)量燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱量，在燃燒前后狀態(tài)相同情況下(通常指298K和101325Pa)的熱量變化值，稱為燃料的發(fā)熱量，單位是kJ／kg，或KJ／m3。2.熱損失(1)排煙熱損失排煙帶走部分熱量，一般鍋爐排煙熱損失為6%～12%。減少措施：設(shè)置省煤器和空氣預(yù)熱器。一般工業(yè)鍋爐排煙溫度取433～473K，大中型鍋爐取383～453K。(2)不完全燃燒熱損失化學(xué)不完全燃燒熱損失：煙氣中殘留的CO及少量的H2、CH4等可燃?xì)怏w。機(jī)械不完全燃燒熱損失：灰渣未燃盡的碳、漏煤和飛灰?guī)ё叩奶籍a(chǎn)生的熱損失。2.3.1鍋爐用的燃料與燃燒過程1.煤的分類褐煤、煙煤、無煙煤，還有貧煤、石煤和煤矸石等。

2.煤的燃燒煤從進(jìn)入鍋爐起至燃燒完畢分幾個(gè)階段：①預(yù)熱干燥。105℃左右時(shí)，水分蒸發(fā)。②干餾。300℃左右時(shí)，揮發(fā)物不斷析出并與空氣混合，開始燃燒。③固定碳的燃燒。揮發(fā)物燃燒后，爐膛溫度不斷升高，固定碳逐漸點(diǎn)燃。④煤中的固定碳燃燼后，剩下的便是灰渣。煤燃燒后主要產(chǎn)物：煙氣、煙塵和灰渣。

2.3燃燒設(shè)備簡介根據(jù)燃料在爐內(nèi)的燃燒方式不同分四種：火床燃燒、火室燃燒、沸騰燃燒和旋風(fēng)燃燒。鏈條爐示意圖

振動(dòng)爐排爐示意圖

旋風(fēng)燃燒爐示意圖2.4潔凈燃燒技術(shù)燃煤脫硫技術(shù)可劃分為：1.燃燒前脫硫原煤在投入使用前，用物理、物理化學(xué)、化學(xué)及微生物等方法，將煤中的硫份脫除掉。爐前脫硫能除去灰分，減輕運(yùn)輸量，減輕鍋爐的粘污和磨損，減少灰渣處理量，還可回收部分硫。煤的洗選技術(shù)、煤的轉(zhuǎn)化。2.燃燒中脫硫在燃燒過程中，在爐內(nèi)加入固硫劑，使煤中硫分轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，隨爐渣排除。型煤固硫及流化床燃燒脫硫。3.燃燒后脫硫煙氣脫硫。2.4.1燃燒前脫硫1.洗煤技術(shù)■洗煤又稱選煤，是通過物理或物理化學(xué)方法將煤中的含硫礦物和矸石等雜質(zhì)去除，來提高煤的質(zhì)量。是燃前除去煤中礦物質(zhì)，降低硫含量的主要手段?！雒禾拷?jīng)洗選后，可使原煤中的含硫量降低40％一90％，含灰分降低50％一80％。■目前廣泛采用的選煤工藝仍是重力洗選法。

重力洗選：利用煤與雜質(zhì)密度不同進(jìn)行機(jī)械分離。硫的凈化效率取決于煤中黃鐵礦的顆粒大小及無機(jī)硫含量。有機(jī)硫含量大，或煤中黃鐵礦嵌布很細(xì)時(shí)，僅用重力脫硫法，精煤硫分很難達(dá)到要求。淘汰分選原理圖跳汰式洗煤機(jī)入洗粒度≤30mm；篩板槽框?qū)?8mm；跳汰面積：3.6m2；水壓：0.8-1公斤/平方厘米；用水量150噸/小時(shí)

處理煤泥設(shè)備和壓濾機(jī)配套使用濃縮機(jī)，即可提高洗煤機(jī)產(chǎn)量、又解決了環(huán)保問題。

新的脫硫方法————浮選法：用于處理粒徑小于0.5mm的煤粉，利用煤與矸石、含硫礦物的性質(zhì)不同進(jìn)行分離。高梯度磁分離法：利用煤與黃鐵礦的磁性不同(黃鐵礦是順磁性物質(zhì)，煤是反磁性物質(zhì))，將黃鐵礦分離去除，脫硫效率約60％?；瘜W(xué)氧化脫硫法：將煤破碎后與硫酸鐵溶液混合，在反應(yīng)器中加熱至120℃左右，硫酸鐵與黃鐵礦反應(yīng)生成硫酸亞鐵和S，通人O2將硫酸亞鐵氧化為硫酸鐵。微波輻射法：煤中黃鐵礦的硫最容易吸收微波，有機(jī)硫次之，煤基質(zhì)基本不吸收微波。微波吸收后削弱化學(xué)鍵，用浸取液洗滌煤中硫，可以去無機(jī)硫和有機(jī)硫，還沒在工業(yè)上應(yīng)用。2.煤的轉(zhuǎn)化◆煤炭的轉(zhuǎn)化主要是氣化、液化，對(duì)煤進(jìn)行脫硫或加氫改變其原有的碳?xì)浔?、使煤轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵉亩稳剂?。A.煤的氣化煤的氣化是以煤為原料，采用空氣、氧氣、CO2和水蒸氣為氣化劑，在氣化爐內(nèi)進(jìn)行煤的氣化反應(yīng)，可以產(chǎn)出不同組分、不同熱值的煤氣。煤的氣化技術(shù)發(fā)展很快：第一代干式排灰氣化；第二代液態(tài)排渣氣化；第三代實(shí)驗(yàn)階段的煤催化氣化。原理：在氧氣不足時(shí)，C與O2反應(yīng)可以生成CO。若將熾熱的煤與水蒸氣反應(yīng)，就生成中熱值焦?fàn)t煤氣，即所謂的水煤氣。煤氣化系統(tǒng)由煤的預(yù)處理、氣化、清洗和優(yōu)化組成。煤氣主要是H2、CO、CH4等，硫以H2S形式存在。生產(chǎn)出煤氣中H2S含量幾百到幾千mg/m3。大型煤氣廠先用濕法洗滌脫除大部分H2S，再用干法吸附和催化轉(zhuǎn)化去除其余部分。小型煤氣廠一般用氧化鐵法脫除H2S。B.煤的液化煤的液化指在一定條件下使煤轉(zhuǎn)化為有機(jī)液體燃料。直接液化：對(duì)煤進(jìn)行高溫高壓加氫直接得到液體產(chǎn)品。間接液化：煤氣化轉(zhuǎn)化成合成氣（CO+H2），再催化合成液體燃料。煤的液化時(shí)耗水量很大，排水含高濃度COD，要求大規(guī)模水處理設(shè)施。

3.型煤固硫型煤：使用外力將粉煤擠壓制成具有一定強(qiáng)度且塊度均勻的固體型塊。型煤固硫：選用不同煤種、以無粘結(jié)劑法或以瀝青等粘結(jié)劑，用廉價(jià)的鈣系固硫劑，經(jīng)干餾成型或直接壓制成型。美國型煤加石灰固硫率達(dá)87%，煙塵減少60%；日本蒸汽機(jī)車用石灰使型煤固硫率達(dá)70%~80%，脫硫費(fèi)用僅為選煤的8%。民用蜂窩煤和煤球加石灰固硫率可達(dá)50%以上，工業(yè)鍋爐型煤加石灰固硫意義重大。固硫劑一般有石灰粉及堿性工業(yè)廢渣（電石渣）。成型設(shè)備多采用單螺桿擠壓成型機(jī)和對(duì)輥成型機(jī)。壓球機(jī)蜂窩煤機(jī)4.重油脫硫常用方法：在鉬、鈷和鎳等的金屬氧化物催化劑作用下，通過高壓加氫反應(yīng)，加斷碳與硫的化合鍵，以氫置換出碳，同時(shí)氫與硫作用形成H2S，從重油中分離出來。重油脫硫的困難:（1）要徹底加工燃料，破壞了原來的組織。（2）產(chǎn)生新的產(chǎn)物：固、液、氣態(tài)物。2.4.2燃燒中脫硫在我國主要采用的技術(shù)有兩種：爐內(nèi)噴鈣技術(shù)和循環(huán)流化床燃燒脫硫技術(shù)。1.爐內(nèi)噴鈣脫硫爐內(nèi)噴鈣脫硫：煤的燃燒過程中加入鈣基固硫劑而達(dá)到脫除煙氣中二氧化硫目的。特點(diǎn)：投資小、工藝簡單、易操作、占地省。（1）爐內(nèi)噴鈣技術(shù)原理鈣基脫硫劑：主要為石灰石(CaCO3)、熟石灰(Ca(OH)2)、白云石(CaCO3-MgCO3)。煅燒反應(yīng)為：

CaCO3→CaO+CO2↑影響煅燒反應(yīng)和脫硫率的主要因素——微孔結(jié)構(gòu)比表面積、孔容積、空隙率、孔徑分布；比表面積及空隙率：白云石最大，Ca(OH)2次之，CaCO3為最小。煅燒產(chǎn)物CaO與SO2

可發(fā)生如下的反應(yīng)：

CaO+SO2→CaSO3CaSO3+1/2CaO2→CaSO4CaO對(duì)SO2的吸收包括如下幾個(gè)過程：1）SO2

從主氣流向顆粒外表面轉(zhuǎn)移的氣相傳質(zhì)；2）SO2在多孔介質(zhì)內(nèi)的擴(kuò)散；3）SO2在孔壁上的吸附；4）SO2與CaO的化學(xué)反應(yīng)以及產(chǎn)物層的形成；5）SO2通過產(chǎn)物層向未反應(yīng)CaO表面的擴(kuò)散。（2）爐內(nèi)噴鈣脫硫技術(shù)的現(xiàn)狀爐內(nèi)噴鈣脫硫在煤粉爐未廣泛應(yīng)用的原因：爐內(nèi)噴入的脫硫劑容易發(fā)生燒結(jié)，表面積快速減少，反應(yīng)活性和反應(yīng)速率降低；當(dāng)溫度超過1300℃時(shí)，所產(chǎn)生的產(chǎn)物CaSO4

易于分解成CaO和SO2；脫硫率較低((10~30)%)新的研究進(jìn)展提高吸收劑的活性，改善SO2的擴(kuò)散過程；以有機(jī)鈣鹽代替石灰石；以有機(jī)固體廢棄物和石灰制備有機(jī)鈣混合物。優(yōu)點(diǎn)：有機(jī)鈣具有一定的熱值，能降低鍋爐的煤耗；改變吸收劑噴入位置，避免吸收劑的燒結(jié)失活。2.流化床燃燒脫硫當(dāng)氣流速度達(dá)到使升力和煤粒的重力相當(dāng)?shù)呐R界速度時(shí)，煤粒將開始浮動(dòng)。流化床燃燒脫硫具有爐內(nèi)脫硝脫硫的優(yōu)點(diǎn)，故普遍受到重視。原理：流化床燃燒是一低溫燃燒過程。爐內(nèi)存在局部還原氣氛，熱型Nox基本上不產(chǎn)生，因而NOx生成量減少。流化床燃燒脫硫常用的脫硫劑是石灰石或白云石。石灰石粉碎至與煤同樣的粒度（2mm左右）與煤同時(shí)加入爐內(nèi)。在1073—1173K下燃燒，CaO為多孔，達(dá)固硫目的。流化鍋爐分為鼓泡流化床鍋爐（FBC）和循環(huán)流化床鍋爐（CFB）。鼓泡流化床鍋爐：在分布板區(qū)有較大的空隙率和細(xì)小氣泡，氣泡上升過程中反復(fù)發(fā)生聚并和分裂，泡徑隨之增大，直到床面破裂。循環(huán)流化床鍋爐：無明顯的氣泡，斷面空隙率大，高溫除塵器使飛出的物料又返回爐膛內(nèi)循環(huán)利用。鼓泡流化床鍋爐燃燒鼓泡流化床鍋爐（FBC）爐膛鼓泡流化床鍋爐系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐的爐膛（CFB）典型的流化床鍋爐示意圖1.原煤倉；2.石灰石倉；3.二次風(fēng)；4.一次風(fēng);5.燃燒室;6.旋風(fēng)分離器;7.外置流化床熱交換器;8.控制閥;9.對(duì)流豎井;10.除塵器;11引風(fēng)機(jī).;12.汽輪發(fā)電機(jī);13.煙囪最新循環(huán)流化床回轉(zhuǎn)式空預(yù)器流化床燃燒特點(diǎn)：強(qiáng)化氣固兩相的熱量和質(zhì)量交換，有利于燃料燃燒。不僅適用于煤燃燒，還可以適用于熱值小的燃料，如煤矸石、城市垃圾；延長燃料的停留時(shí)間；料層蓄熱量大，新煤易著火燃燒。循環(huán)流化床爐內(nèi)燃燒溫度保持在900℃左右，有利于燃燒過程脫硫。石灰石在該溫度下分解形成氧化鈣，與二氧化硫和氧反應(yīng)形成硫酸鈣，而硫酸鈣在這個(gè)溫度下不容易再次分解，比一般的其他鍋爐1200℃有優(yōu)勢(shì)。從工業(yè)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)來看，爐內(nèi)鈣/硫摩爾比在1.8-2.5時(shí)，脫硫效率可以達(dá)到90%以上。8.1.3鍋爐的消煙除塵脫硫技術(shù)1.燃煤添加劑助燃消煙技術(shù)

燃煤添加劑消煙節(jié)能效果顯著，還起到脫硫作用。

（1）原理爐膛內(nèi)部有富氧區(qū)和貧氧區(qū)，貧氧區(qū)燃料燃燒不完全。燃料中加入添加劑，在高溫狀態(tài)下添加劑能離解出鐵離子起到催化助燃的作用，使燃料充分燃燒，并消煙節(jié)能。燃料充分燃燒，爐膛溫度升高，煤粉燃燒后變成熔融狀態(tài)，顆粒狀物質(zhì)互相碰撞、粘結(jié)，形成較大的顆粒，沉降到爐膛繼續(xù)燃燒，減少煤粉被氣流帶走而消煙；添加劑中含有鈣鎂等堿性物質(zhì)，煤中硫氧化物生成鈣鎂硫酸鹽固化在灰渣中。

（2）適用范圍燃煤添加劑適用于一切燃煤鍋爐和窯爐。

2．選煤技術(shù)選煤：通過物理或物理化學(xué)方法將煤中的含硫礦物和矸石等雜質(zhì)除去以提高煤質(zhì)量的工藝過程。經(jīng)選煤后，原煤中的含硫量降低40％～90％，含灰分降低50％～80％。目前研究的選煤方法：物理方法、化學(xué)方法和微生物脫硫法。物理方法：重力洗選法、高梯度磁選法和靜電分選法等；化學(xué)方法：氧化脫硫法、選擇性絮凝法及化學(xué)破碎法。3.工業(yè)型煤推廣技術(shù)（1）加工及特點(diǎn)工業(yè)型煤的加工：原煤經(jīng)破碎，再按比例添加適量的粘結(jié)劑(通常加焦油渣)、固硫劑(如石灰等)和一些其它的添加劑，最后經(jīng)冷壓或熱壓加工成型。工業(yè)型煤形狀：橢圓形或管狀棒形，具有消煙除塵、節(jié)能脫硫效果。工業(yè)型煤的特點(diǎn)：①透氣性好：工業(yè)型煤由于其純度高、粒度均勻、透氣性好、氧氣分布均勻，所以能燃燒充分，能消煙除塵、節(jié)約能源。②工業(yè)型煤中加入含有鈣和鎂等堿性物質(zhì)，在高溫下與硫氧化物生成硫酸鹽，留在灰渣中而固硫。（2）適用范圍在燃煤的鍋爐和窯爐均可使用，居民使用，如蜂窩煤。

4.爐體的綜合改造技術(shù)改進(jìn)燃燒方式和配備設(shè)施來降低煙氣黑度減少煙塵濃度。（1）布置前、后拱，強(qiáng)化爐內(nèi)燃燒改造后的拱型，前拱加長1倍，后拱加長4～5倍。優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)大鍋爐對(duì)煤種的適應(yīng)性，減小爐膛含濕量，提高爐溫，強(qiáng)化燃燒，延長了煙氣流程，使可燃揮發(fā)物在爐膛內(nèi)有充分的停留時(shí)間，達(dá)到燃料充分燃燒。（2）增加爐排有效面積，保證鍋爐出力由于爐排有效面積不夠，燃劣質(zhì)煤爐，設(shè)計(jì)出力難達(dá)到。煤種越差，所需爐排面積越大。2.8MW鏈條爐，燃用一類煙煤，爐排有效面積＞6m2；燃用二類煙煤，爐排有效面積＞5.5m2。（3）系統(tǒng)保證風(fēng)量供給煤先后經(jīng)過干燥、干餾著火、燃燒和燃燼等階段，各區(qū)段所需空氣量不同。分段送風(fēng)：干燥區(qū)不送風(fēng)，干餾著火少給風(fēng)，燃燒區(qū)多供風(fēng)，燃燼區(qū)少給風(fēng)，才能使燃料達(dá)到最好程度的燃燒。

5.蒸汽噴射助燃技術(shù)助燃器：采用一些幫助使燃料快速并充分燃燒的設(shè)備。蒸汽噴射助燃器原理①蒸汽噴射助燃器通過特制的狹窄噴嘴向鍋爐爐膛內(nèi)噴射高速的微量飽和蒸汽或過熱蒸汽，在爐膛內(nèi)與熾熱的碳接觸，產(chǎn)生一定的水煤氣，使?fàn)t膛溫度大大提高。②助燃器噴嘴極其狹窄，蒸汽流速可達(dá)30～70m／s，產(chǎn)生一定頻率的聲波，與高溫煤粒相撞，使其破碎為更小的微粒，增加與氧氣的接觸面積。③蒸汽方向與煙氣流向?qū)α骰蛐?，使煙氣、蒸汽和顆粒狀物質(zhì)充分?jǐn)嚢?、混合，增加可燃物在爐膛內(nèi)停留時(shí)間。④由于助燃器從不同方向向爐膛上方噴射蒸汽，形成一層由蒸汽、空氣和煙氣混合的氣體網(wǎng)幕。被風(fēng)力吹起的未完全燃燒的細(xì)小顆粒，受阻擋和蒸汽噴射影響，繼續(xù)燃燒。

6.鍋爐的科學(xué)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理我國工業(yè)鍋爐主要燃料是以煤為主，燃燒方式：層式燃燒、懸浮燃燒和沸騰燃燒。（1）層式燃燒層式燃燒：將塊粒燃料堆積于爐排上面，從爐排下送入的空氣進(jìn)行混合燃燒。普遍的燃燒方式：手燒爐、鏈條爐、拋煤機(jī)爐、往復(fù)爐排爐等。①手燒爐排鍋爐的科學(xué)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理●添煤要“勤、少、快、勻”——加煤次數(shù)要多；每次加煤少，煤層厚度要??；加煤動(dòng)作要快，以免冷風(fēng)進(jìn)入爐膛多降低爐溫，影響燃燒效率；投煤要撒開，煤層平整均勻。

●操作要“一看，二快、三要”。當(dāng)燃燒火焰呈白亮色時(shí)，燃燒熾烈，要準(zhǔn)備投煤。二快：開關(guān)爐門快、投煤快、清除爐渣快。三要：每次投煤要少，煤塊顆粒大小要適當(dāng)，撤煤要薄而勻?！窈侠碚{(diào)整煤層厚度。●合理控制煤中水分。●采用間斷二次風(fēng)。在加煤周期的前1／3時(shí)間內(nèi)，直接向爐膛送入二次風(fēng)，可補(bǔ)充空氣，使燃料充分燃燒，提高鍋爐的熱效率?！窈侠砼涿海６扰浔群线m。

②鏈條鍋爐的科學(xué)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理鏈條爐排鍋爐：通過鏈帶自動(dòng)加煤、燃燒和排出灰渣的機(jī)械化燃燒設(shè)備。●采用合理的爐拱：爐拱是將新燃料引燃，促進(jìn)爐內(nèi)氣流的擾動(dòng)與混合。爐膛內(nèi)布置前拱和后拱，燃用劣質(zhì)煤增設(shè)中拱。●采用分段送風(fēng)●堵漏風(fēng)：鏈條鍋爐注意減少漏風(fēng)。爐墻損壞、看火門、出灰門關(guān)閉不嚴(yán)、煤閘板兩側(cè)空隙過大都會(huì)造成大量冷空氣進(jìn)入爐內(nèi)，沒通過煤層進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，增加過量空氣。●合理使用二次風(fēng)：加強(qiáng)氣流擾動(dòng)和改善混合作用。二次風(fēng)最好是熱風(fēng)，降低氣體和固體不完全燃燒熱損失?！駠?yán)格控制燃料的性質(zhì)：燃煤最好經(jīng)過篩選，0～6mm的粉末不應(yīng)超過50%～55％，塊粒最大的尺寸不應(yīng)超過40mm，以保證燃盡?！裱貭t膛寬度保持煤層平整：根據(jù)煤種、煤質(zhì)和顆粒的不同，燃料層厚度一般在100～150mm左右。

③往復(fù)爐排鍋爐的科學(xué)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理往復(fù)爐排是側(cè)飼式機(jī)械化燃燒設(shè)備。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、節(jié)省金屬、可燒次煤，消除黑煙效果較好。分傾斜式和水平式兩種。往復(fù)爐排燃燒情況與鏈條爐相似，分段送風(fēng)，如圖示。

往復(fù)爐排與鏈條爐排的區(qū)別：爐排與煤有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活動(dòng)爐排向后下方推動(dòng)時(shí)，部分新煤被推飼到已經(jīng)燃著的煤的上方，當(dāng)活動(dòng)爐排向前上方返回時(shí)又帶回一部分已經(jīng)燃著的煤返到?jīng)]燃燒的煤底部，對(duì)新煤進(jìn)行加熱?！窈侠砉┟?。不適合燒大塊煤，＜50mm。煤顆粒變化時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整煤閘板，顆粒大、煤層加厚，縮短推煤時(shí)間，或用短行程。當(dāng)燃用煤屑多的煤時(shí)，應(yīng)減薄煤層，水分適當(dāng)防止結(jié)焦；使用強(qiáng)粘結(jié)性煤時(shí)，煤層減薄在120mm?！窈侠硭惋L(fēng)。前部第一風(fēng)室，供風(fēng)量要少，甚至風(fēng)門全關(guān)；主燃區(qū)供風(fēng)量要大、風(fēng)門全開；燃盡區(qū)視燃料燃燒情況，遇有紅火可稍打開后部風(fēng)門供少量的風(fēng)，使殘煤燃盡，盡量降低過量空氣，減少排煙熱損失?！駵p少漏風(fēng)、漏煤

④拋煤機(jī)爐的科學(xué)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理基本屬于層狀——懸浮燃燒，如圖所示。

拋煤機(jī)爐正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)入爐膛的煤粒落在爐排上燃燒，而煤屑由于風(fēng)力的作用在爐膛空間懸浮燃燒。拋煤機(jī)爐可任意調(diào)整煤的射程。一般不裝前后拱，防止氣流攪動(dòng)混合不良，煙氣流程短。●適當(dāng)配比煤粒：＜6mm、6～13mm和13～19mm各占1／3，保持爐排上火床均勻?！駠?yán)格控制煤的水分：水分8％左右。過高易在煤斗中造成閉塞，過少時(shí)容易自流。●合理分配風(fēng)量：一次風(fēng)量占總風(fēng)量80％～90%；二次風(fēng)占總風(fēng)量l0％～15％?！裨鲈O(shè)飛灰回收裝置：利用高速噴出的空氣流將煙道下部集灰斗收集的飛灰送進(jìn)爐膛再次燃燒，能減少飛灰損失，有利于煙氣與空氣混合。

（2）懸浮燃燒煤的懸浮燃燒是預(yù)先將煤磨成粉，或是破碎成較小的顆粒，使其與空氣混合，通過噴燃器送入爐膛空間在懸浮狀態(tài)下燃燒，主要設(shè)備是煤粉爐，如圖所示。

特點(diǎn)：煤粉粒度小，燃燒速度快、爐膛容積大、燃燒效率高、煤種適應(yīng)性強(qiáng)，但負(fù)荷調(diào)節(jié)性差，適合大容量鍋爐。①控制煤粉細(xì)度和送風(fēng)量煤粉細(xì)度要適當(dāng)：粗煤粉不易燒透，使飛灰中的含碳量升高，因而降低熱效率；細(xì)煤粉容易著火和燃燒，但煤粉過細(xì)，會(huì)增加制粉時(shí)的耗電量和對(duì)磨煤機(jī)的磨損。煤粉爐的送風(fēng)：一次風(fēng)和二次風(fēng)。一次風(fēng)作用：將煤粉隨氣流送進(jìn)爐膛；與煤粉混合均勻。一次風(fēng)量占總供風(fēng)量的百分比：無煙煤和貧煙的占20％～25％；煙煤約占25％～45％；褐煤約占40％～45％；煤粉爐二次風(fēng)比例大，直接送入爐膛，使煤粉完全燃燒。煤粉燃燒時(shí)間取決于煤粉細(xì)度和揮發(fā)份含量，l～2s。

②保持較高的爐膛溫度煤粉在爐膛內(nèi)停留時(shí)間較短，有足夠的溫度，工業(yè)鍋爐1200oC左右。③堵漏風(fēng)和防結(jié)焦?fàn)t膛漏風(fēng)嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致火焰中心偏移，如爐膛底部漏風(fēng)嚴(yán)重，火焰中心會(huì)發(fā)生上移，導(dǎo)致燃燒不完全；煙道通風(fēng)也會(huì)使受熱面吸熱量降低。爐膛結(jié)焦能使受熱面熱負(fù)荷不均勻和燃燒不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)事故，使用二次風(fēng)、合理布置噴燃器，可防止結(jié)焦。

（3）合理解決負(fù)荷波動(dòng)如果蒸汽負(fù)荷變化很大，鍋爐運(yùn)行也不會(huì)穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)性也必然變差。①調(diào)整用汽、用熱負(fù)荷，削峰填谷、交叉開合，使負(fù)荷波動(dòng)趨于平坦。②加強(qiáng)供汽用汽之間聯(lián)系，有準(zhǔn)備地適應(yīng)負(fù)荷變化。在高峰負(fù)荷來到之前，適當(dāng)提高鍋爐的燃燒熱強(qiáng)度。③裝設(shè)蓄熱器，適當(dāng)平衡負(fù)荷。④提高自動(dòng)化的程度和水平。⑤提高操作人員的職業(yè)技術(shù)能力水平，更好地適應(yīng)燃燒調(diào)整規(guī)律。

8.2鋼鐵工業(yè)廢氣治理8.2.1鋼鐵工業(yè)的概述1.概況鋼鐵聯(lián)合企業(yè)工藝流程見教材171頁圖8-6所示。每生產(chǎn)1噸鋼需要耗費(fèi)6～7噸原料和燃料，原料和燃料的80%即5噸左右變成廢物。2.鋼鐵工業(yè)廢氣的主要來源①原料、燃料運(yùn)輸、裝卸、加工過程產(chǎn)生大量含塵廢氣；②焦化生產(chǎn)過程產(chǎn)生粉塵、焦油煙氣、蒸汽和有毒氣體；③燒結(jié)生產(chǎn)過程——大氣的主要污染源，排塵量相當(dāng)大，還有二氧化硫；④煉鐵過程產(chǎn)生大量含有氧化鐵粉塵的煙氣，高爐水沖渣生成濃霧狀的蒸汽；⑤煉鋼過程排放主要含有氧化鐵煙塵的棕褐煙氣；⑥鐵合成生產(chǎn)產(chǎn)生電爐煙氣。

3.鋼鐵工業(yè)廢氣的特點(diǎn)（1）廢氣排放量大，污染面廣生產(chǎn)每噸鋼的廢氣排放量約20000m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))。鋼鐵企業(yè)的廢氣污染源集中在煉鐵、煉鋼、燒結(jié)、焦化等冶煉工業(yè)窯爐，設(shè)備集中、規(guī)模龐大。（2）煙塵顆粒細(xì)，吸附力強(qiáng)多為氧化鐵煙塵，＜1μm占多數(shù)。由于塵粒細(xì)，比表面積大，吸附力強(qiáng)，易成為吸附有害氣體的載體。（3）廢氣溫度高，治理難度大冶金窯爐排出的廢氣溫度一般為400～10000℃，最高可達(dá)1400～16000℃。

由于煙氣溫度高，對(duì)管道材質(zhì)、構(gòu)件結(jié)構(gòu)，以及凈化設(shè)備的選擇均有特殊要求；煙氣的冷卻處理技術(shù)難度大，設(shè)備投資高；高溫?zé)煔庵泻?、水、CO，煙氣凈化處理時(shí)必須妥善處理好“露點(diǎn)”及防火、防爆問題。（4）煙氣揮發(fā)性強(qiáng)，無組織排放多煙氣的產(chǎn)生具有陣發(fā)性，散發(fā)煙氣量也不同，波動(dòng)極大，形成了無組織地通過廠房或天窗外逸。（5）廢氣具有回收價(jià)值高溫?zé)煔獾挠酂嵬ㄟ^熱能回收裝置轉(zhuǎn)換為蒸汽或電能；煉焦及煉鐵、煉鋼過程中產(chǎn)生的煤氣，鋼鐵企業(yè)的主要燃料，并可外供使用；各廢氣凈化過程中所收集的塵泥，絕大部分含有氧化鐵成分，可回收利用。4.鋼鐵廢氣的危害（1）鋼鐵廠煙塵多為極細(xì)微粒，很強(qiáng)的吸附力。很多有害氣體沉積于肺泡中或被吸收到血液、淋巴液中，促成急性或慢性病的發(fā)生。采礦、選礦、耐火材料、鐵合金鑄造等車間排出的含游離二氧化硅粉塵，易患“矽肺”。（2）由硫礦石和含硫燃料的冶煉和燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化硫，形成硫酸霧和硫酸鹽，直接危害人體健康和農(nóng)作物生長，并腐蝕金屬器材和建筑物。（3）鋼鐵企業(yè)排放的致癌物質(zhì)，如多環(huán)芳羥，主要來自焦化廠、炭素廠、煉鋼廠的焦油磚車間、疊軋薄板廠等生產(chǎn)過程。（4）氟污染，來自礦石和螢石，骨筋產(chǎn)生不良影響。8.2.2燒結(jié)廠廢氣治理1.燒結(jié)廠工藝燒結(jié)工藝流程見教材173頁圖8-7所示。

2.廢氣來源①燒結(jié)燃料在裝卸、混合破碎、篩分和配料生產(chǎn)過程中將產(chǎn)生含塵廢氣；②在混合料系統(tǒng)中將產(chǎn)生水汽一粉塵的共生廢氣；③混合料在燒結(jié)時(shí)，將產(chǎn)生含有粉塵、煙氣、S02和NOx的高溫廢氣；④燒結(jié)礦在破碎、篩分、冷卻、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)的過程中也將產(chǎn)生含塵廢氣。燒結(jié)廠產(chǎn)生廢氣的量很大，含塵和含N02的濃度很高，所以對(duì)大氣的污染較嚴(yán)重。帶式燒結(jié)機(jī)示意圖3.治理技術(shù)（1）燒結(jié)過程煙塵控制主要發(fā)生源燒結(jié)機(jī)排放的煙氣中。機(jī)械式除塵器，如旋風(fēng)或多管旋風(fēng)除塵器，再加一級(jí)干式靜電除塵器或布袋除塵器。（2）燒結(jié)機(jī)煙氣中二氧化硫的治理燒結(jié)機(jī)燒結(jié)時(shí)產(chǎn)生的煙氣，SO2頭部和尾部低，中部高。方法：如日本的氨—硫銨法、石灰石膏法、鋼渣石膏法；前蘇聯(lián)的石灰石法和循環(huán)菱鎂礦法以及我國的苛性蘇打亞硫酸鹽法等。以亞硫酸銨溶液作為吸收劑，生成亞硫酸氫銨，它再與焦?fàn)t中排出的氨氣反應(yīng)，生成亞硫酸銨。亞硫酸銨又作為吸收劑，再與S02反應(yīng)。

氨-硫銨法脫硫工藝流程圖

8.2.3煉焦廠廢氣治理1.煉焦廠工藝流程焦化：以煙煤為原料，在隔絕空氣條件下，加熱到960~1000℃，得到焦碳。粗干餾煤氣，經(jīng)過凈化和回收的煤氣，可供化工合成或作燃料用；回收的化工產(chǎn)品有苯、焦油、氨、酚等。焦化生產(chǎn)過程：煤的配備、煉焦、煤氣凈化和回收等步驟，焦化生產(chǎn)工藝可分為硫氨工藝和氨水工藝。硫氨工藝：在煤氣凈化過程中，回收氨并最終生成硫氨，見圖8-11。2．廢氣來源焦?fàn)t（裝煤和出焦）、熄焦塔、焦?fàn)t燃料加熱燃燒產(chǎn)生的廢氣；各工藝過程排放的煙塵和廢氣以及各工藝設(shè)備的逸散物。3．治理技術(shù)（1）裝煤時(shí)的煙塵控制采用無煙裝爐：在裝煤時(shí)，炭化室必須造成負(fù)壓，以免煙氣沖出爐外。（2）推焦時(shí)的煙塵控制推焦操作的排放物中的固體粒子主要由焦炭粉、未焦化的煤和飛灰組成。每噸推焦的排放物約為0.3~0.4kg，還含有一定量的焦油和碳?xì)淅淠?。該控制系統(tǒng)基本上有三個(gè)主要部分：①焦煙罩：收集從導(dǎo)焦車和熄焦車上部排出的煙氣。②煙氣管道：將收集到的煙氣輸送到固定的除塵器。③除塵器：通常采用沉降器和濕式洗滌器，缺點(diǎn)是效率低、投資和操作費(fèi)用都很大?，F(xiàn)采用二級(jí)凈化處理方法，第一級(jí)機(jī)械式除塵，第二級(jí)布袋除塵器或靜電除塵器。（3）熄焦時(shí)的煙塵控制老工藝采用濕熄焦。水淋到熾熱的焦碳上，產(chǎn)生大量蒸汽，蒸汽又帶出若干焦粉。干熄焦原理：通過惰性氣體（氮?dú)猓┰诿荛]系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，帶走炙熱焦碳的顯熱使之冷卻，再由廢熱鍋爐回收惰性氣體的熱量。煉焦?fàn)t出焦時(shí)的煙塵污染8.2.4煉鐵廠廢氣治理1.工藝流程煉鐵：把經(jīng)過處理的鐵礦石（燒結(jié)料）和燃料，按一定比例分批加到高爐中，進(jìn)行熔煉，獲得產(chǎn)品生鐵和副產(chǎn)品爐渣，其工藝流程見圖8-12和圖8-13。煉鐵原料：鐵礦石、熔劑、燃料，冶煉一噸生鐵需要1.5～2.0噸鐵礦石。熔劑：常用溶劑為堿性物質(zhì)，有石灰石（CaCO3）、消石灰[Ca(OH)2]、生石灰（CaO）及白云石（含CaO及MgO）等。熔劑作用：冶煉時(shí)降低脈石和焦碳灰分的熔點(diǎn)，形成易與鐵分離的爐渣，將鐵水和脈石分離，一般每噸生鐵要用0.2～0.4噸熔劑。燃料：焦碳和煤氣。作用：發(fā)熱劑，供給冶煉時(shí)需要的熱量；還原劑，提供CO、碳、氫等還原劑；作料柱的骨架，起支撐和透氣作用。每噸生鐵需要0.4～0.6噸焦炭。此外還用噴吹燃料，常用的有無煙煤粉、渣油、天然氣。2.廢氣來源高爐原料、燃料及輔助原料的運(yùn)輸、篩分、轉(zhuǎn)運(yùn)過程中將產(chǎn)生粉塵；在高爐出鐵時(shí)將產(chǎn)生一些有害廢氣，該廢氣主要包括粉塵、CO、SO2和H2S等污染物；高爐煤氣的放散及鑄鐵機(jī)鐵水澆鑄時(shí)產(chǎn)生含塵廢氣和石墨碳的廢氣。3.治理技術(shù)（1）爐前礦槽的除塵解決高爐燒結(jié)礦、焦炭、雜礦等原料和燃料在運(yùn)輸、轉(zhuǎn)運(yùn)、卸料、給料及上料時(shí)產(chǎn)生的有害粉塵。根本措施：嚴(yán)格控制高爐原料燃料的含粉量，特別是燒結(jié)礦的含粉量。針對(duì)不同產(chǎn)塵點(diǎn)的設(shè)備設(shè)置密封罩和抽風(fēng)除塵系統(tǒng)。輸送帶轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)采取局部密封罩、振動(dòng)篩采用整體密封罩、在上料小車的料坑處采用大容量密封罩，可采用袋式除塵器等。（2）高爐出鐵場(chǎng)除塵高爐在開爐、堵鐵口及出鐵的過程產(chǎn)生大量的煙塵，采取產(chǎn)塵點(diǎn)設(shè)置局部加罩和抽風(fēng)除塵一次除塵系統(tǒng)；在開、堵鐵口時(shí)，出鐵廠必須設(shè)置包括封閉式外圍結(jié)構(gòu)的二次除塵系統(tǒng)；除塵器可采用袋式除塵器等，工藝流程見教材圖8-14。（3）碾泥機(jī)室除塵高爐堵鐵口使用的炮泥由碳化硅、粉焦、粘土等粉料制成。在各種粉料的裝卸、配料、混碾、裝運(yùn)的過程中將產(chǎn)生大量的粉塵。治理這些廢氣可設(shè)置集塵除塵系統(tǒng)，除塵設(shè)備可采用袋式除塵器收集粉塵。8.2.5煉鋼廠廢氣治理鐵含有較多的碳素，及不必要的硅、錳、磷和硫，生產(chǎn)鋼時(shí)這些雜質(zhì)都必須去除。使鋼具有某種特殊性能，外加一些如錫、銅、鎳、鉻、鉬等合金元素。生產(chǎn)鋼工藝：平爐煉鋼，氧氣頂吹爐煉鋼和電弧爐煉鋼。1.廢氣來源廢氣來源及特點(diǎn)：源于冶煉過程，特別是在吹氧冶煉期產(chǎn)生大量的廢氣。廢氣中含塵和CO的濃度很高，其中轉(zhuǎn)爐煙氣中含有50～70%CO，熱值高可回收利用。2.治理技術(shù)（1）煉鋼電爐的煙塵控制煉鋼過程排放棕色煙氣，縮短時(shí)間采用吹氧措施，煙氣量及含塵濃度大增。對(duì)電爐煉鋼采用局部排煙法、直接抽煙法、爐頂排煙法、半密閉罩、大密閉罩都可。排出煙氣的凈化設(shè)備采用袋濾器，教材178頁圖8-15是半密閉罩去除電爐煙氣系統(tǒng)流程圖。半密閉罩去除電爐煙氣工藝流程圖（2）吹氧轉(zhuǎn)爐煙氣的治理吹氧轉(zhuǎn)爐煉鋼不用燃料，將鐵水、廢鋼、鐵礦石和其他輔助原料混合在一起，用工業(yè)純氧（99.5%以上）進(jìn)行吹煉，在短時(shí)間內(nèi)精練成鋼。煙塵主要成分Fe2O3和FeO等，首要考慮綜合利用。吹氧轉(zhuǎn)爐的煙氣凈化一般是在爐口的上方設(shè)置吸煙罩，直接捕集爐內(nèi)排出的煙氣，并用凈化設(shè)備處理。干法處理:利用旋風(fēng)除塵器加高壓靜電除塵器或布袋除塵器來凈化轉(zhuǎn)爐煤氣中的煙塵；濕式處理：OG法先對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行顯熱回收，用冷卻塔將煙氣冷卻到380℃，再用濕法除塵洗滌凈化并冷卻到42℃，然后用文丘里洗滌器進(jìn)行二級(jí)除塵。8.2.6軋鋼廠廢氣治理軋鋼：將煉鋼爐出來的鋼加工成市場(chǎng)需要的各種形狀和尺寸的鋼材。按軋制溫度的不同為熱軋和冷軋。熱扎：鋼錠或鋼坯為原料，用均熱爐或加熱爐加熱到1150～1250℃后，在熱扎機(jī)上扎制成品或半成品。冷軋：指不經(jīng)加熱的扎制，如冷軋板、線的生產(chǎn)。在冷軋前，需進(jìn)行“酸洗”除銹。1.廢氣來源①鋼錠和鋼坯加熱過程，爐內(nèi)燃燒時(shí)產(chǎn)生大量廢氣；②紅熱鋼坯軋制過程中，產(chǎn)生大量氧化鐵皮、鐵屑及水蒸氣；③冷軋時(shí)冷卻、潤滑軋輥和軋件而產(chǎn)生的乳化液廢氣；④鋼材酸洗過程中產(chǎn)生大量的酸霧。2.治理技術(shù)（1）軋機(jī)排煙治理軋機(jī)排煙經(jīng)排氣罩收集后加以處理。由于廢氣混有水蒸氣，都采用濕法凈化裝置，如沖激式除塵器、低速文丘里洗滌器及濕式電除塵器等。（2）火焰清理機(jī)廢氣治理在鋼坯進(jìn)行火焰清理過程中，將產(chǎn)生熔渣及煙塵廢氣。將廢氣加罩收集后進(jìn)行處理，除塵器可采用濕式電除塵器。8.3建材工業(yè)廢氣治理8.3.1概述1.來源：原料及燃料的運(yùn)輸、裝卸、加工過程產(chǎn)生的粉塵；各種生產(chǎn)窯爐產(chǎn)生大量的含塵及SO2廢氣；油氈、磚瓦工業(yè)的含氟及氧化瀝青的污染物廢氣。2.建材廢氣的分類（1）高溫廢氣以原煤為燃料，對(duì)原材料進(jìn)行烘干，對(duì)成品或半成品高溫?zé)Y(jié)或半熔融狀態(tài)產(chǎn)生的煙氣。（2）鍋爐煙氣工業(yè)或民用所需供熱、供氣、供水的各種燃煤鍋爐所產(chǎn)生的煙氣。（3）常溫含塵廢氣各種原材料在加工、轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，以及成品包裝過程中所產(chǎn)生的含塵氣體。

3.建材廢氣的特點(diǎn)（1）廢氣量大（2）廢氣含塵濃度高（3）廢氣成分復(fù)雜水泥、平板玻璃、建筑陶瓷的原料粉塵，還有石棉、石墨、巖棉、玻璃纖維及玻璃鋼粉塵；廢氣中，含有CO2、CO、氮氧化物、硫氧化物、氧氣、硫化氫、氟化物等。（4）廢氣中污染物主要為無機(jī)物建材產(chǎn)品是以無機(jī)硅酸鹽礦物為主體。

8.3.2水泥廠廢氣治理1.水泥的生產(chǎn)工藝石灰石和粘土為主要原料，按適當(dāng)比例混合而成粉狀物質(zhì)并被燒制成燒結(jié)渣，再與石膏等輔料混合后粉碎的物質(zhì)。水泥生產(chǎn)過程的工序都會(huì)產(chǎn)生大量的含塵氣體和粉塵，特點(diǎn)：高溫、多塵、重載，要消耗大量的物料、污染廢物排放量大。2.水泥生產(chǎn)過程煙塵的來源（1）石灰石開采和破碎過程從石灰石礦山開采石灰石，爆破和破碎過程均會(huì)產(chǎn)生粉塵飛揚(yáng)。（2）運(yùn)輸、儲(chǔ)存、包裝過程。（3）烘干過程水泥廠許多物料（如石灰石、粘土、煤、礦渣等）在粉磨前均需進(jìn)行烘干，回轉(zhuǎn)筒式烘干機(jī)應(yīng)用較廣泛。烘干時(shí)通入的空氣過剩系數(shù)比較大，煙塵多。（4）原料粉磨過程在原料粉磨系統(tǒng)中，有磨內(nèi)烘干和磨外烘干兩類。在粉磨過程中產(chǎn)生的煙塵。（5）水泥熟料的煅燒過程水泥熟料的煅燒采用立窯或回轉(zhuǎn)窯，煅燒過程消耗大量燃料(煤、油或天然氣)，排放的廢氣中含有很高濃度的粉塵。（6）熟料冷卻過程采用推動(dòng)模式冷卻機(jī)或振動(dòng)箅式冷卻機(jī)時(shí)，將會(huì)排出帶粉塵的高溫氣體。（7）水泥粉磨過程在熟料進(jìn)行粉磨時(shí)，通常須對(duì)磨內(nèi)通入冷風(fēng)，以帶走粉磨過程產(chǎn)生的熱量，避免物料出現(xiàn)包球，從磨內(nèi)將排出含塵濃度較高的廢氣。（8）其它污染源如儲(chǔ)藏原料、熟料水泥用的儲(chǔ)倉、堆積場(chǎng)、筒倉、料斗、碾碎機(jī)、煤碾碎機(jī)及粉碎機(jī)，原料、輸送水泥用的皮帶輸送機(jī)、升降機(jī)、熟料輸送設(shè)備等。

3.水泥廠煙塵的治理解決水泥粉塵兩種途徑：減少廢氣量的排出；安裝終端除塵過濾裝置。前者通過改進(jìn)工藝，提高熱效率，利用廢熱以減少燃料消耗，減少廢氣量的產(chǎn)出，二者應(yīng)同時(shí)并舉。減少廢氣方法：①改變?nèi)剂辖Y(jié)構(gòu)，使用清潔燃料或以可燃廢料如廢輪胎、渣油、垃圾等代替部分或全部煤炭；②改變?cè)辖Y(jié)構(gòu)以電石渣、煤矸石或其他不含碳酸鹽的原料代替部分或全部石灰石以減少CO2排出量；③采用三風(fēng)道或四風(fēng)道吹煤管并將煤嘴調(diào)到最佳狀態(tài)使火焰核心出現(xiàn)局部還原氣氛以減少過?？諝庀禂?shù)，既減少了廢氣量也抑制了NO的生成量。除塵過濾裝置，我國已開發(fā)出了各種功能的電收塵器、袋式收塵器等。

8.3.3陶瓷廠廢氣治理1.陶瓷生產(chǎn)工藝概述建筑衛(wèi)生陶瓷制品種類：衛(wèi)生陶瓷、墻地磚、耐酸磚、陶管和園林瓷。建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程：坯料制備、釉(色)料制備、成型、燒成四大工序。從礦場(chǎng)來的原料必須經(jīng)過粗碎、細(xì)碎，并根據(jù)產(chǎn)品和不同的成型工藝要求制成粉料(或漿料、泥料)，然后采用壓制(或澆注、可塑)成型，成型后的半成品經(jīng)燒結(jié)成為產(chǎn)品，最后檢選包裝入庫，不同產(chǎn)品生產(chǎn)的典型工藝流程如圖8-18、圖8-19所示。2.陶瓷廠廢氣的來源、分類和特點(diǎn)（1）廢氣來源和分類第一類：含生產(chǎn)性粉塵為主的工藝廢氣，溫度不高，主要來源為坯料、釉料及色料制備過程中的破碎、篩分、造粒、噴霧干燥等。第二類：含二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物，氟化物、煙塵等為主的高溫?zé)煔?，主要來源為各種窯爐燒成設(shè)備。（2）廢氣的特點(diǎn)①排放點(diǎn)多。②排放量大。③廢氣中粉塵分散度高。④粉塵的游離二氧化硅含量高。

3．陶瓷廠廢氣治理技術(shù)工藝流程合理，產(chǎn)塵點(diǎn)大大減少，粉塵廢氣采取除塵凈化。廢氣凈化投資約占生產(chǎn)設(shè)施投資的5.6%～8.5%。（1）開展結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)的通風(fēng)技術(shù)研究。對(duì)產(chǎn)塵、產(chǎn)毒設(shè)備所采用的吸塵罩型式、抽風(fēng)量、收塵阻力、含塵濃度等主要技術(shù)參數(shù)，進(jìn)行綜合評(píng)估。（2）完善噴霧干燥塔尾氣治理系統(tǒng)，采用低阻高效除塵器。噴霧干燥塔尾氣處理量大，且揚(yáng)塵含量也較高，現(xiàn)行設(shè)計(jì)采用兩級(jí)除塵系統(tǒng)，第一級(jí)采用旋風(fēng)除塵器，第二級(jí)采用濕式除塵器。（3）對(duì)釉料制備過程產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行研究。釉的配方本身具有毒性，而且在高溫下又易揮發(fā)的化工原料如氧化鉛、氧化銻、氟硅酸鈉等，宜采用吸收法、吸附法治理。

8.3.4油氈廠廢氣治理1.概述我國的建筑防水材料：油氈、高分子防水片材和防水涂料等，仍以油氈為主。用于油氈生產(chǎn)的原材料(主要為瀝青)質(zhì)量差，生產(chǎn)工藝和裝備技術(shù)水平低，油氈生產(chǎn)過程中的廢氣對(duì)作業(yè)環(huán)境和外環(huán)境的污染比較嚴(yán)重。2.生產(chǎn)工藝過程與污染物特性油氈生產(chǎn)工藝：一是原料制備，包括瀝青氧化，浸漬油和涂面油的制備，粉漿制備及粉料輸送等；二是油氈胎基的浸漬，涂蓋，撤布，冷卻，卷氈等。主要技術(shù)裝備：瀝青氧化設(shè)備、原紙儲(chǔ)存設(shè)備、浸油槽、涂油槽、撤布機(jī)(或粉漿機(jī))、停留機(jī)、卷氈機(jī)等。油氈生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的兩種主要污染物：含瀝青煙的廢氣；含滑石粉塵的廢氣。（1）瀝青煙廢氣在瀝青氧化、填充料攪拌、浸油、涂油各工序中都有瀝青煙逸出。瀝青煙的成分：除N2、O2、CO2、H2O外，主要是長鏈的高沸點(diǎn)烴類有機(jī)顆粒物，少量在常溫下為蒸汽的烴類，包括C8—C16的脂肪烴和芳族烴。瀝青氣味——惡臭來自含硫基團(tuán)(硫基，硫氰基)和含氧基團(tuán)（羥基，醛基和羧基等），還有強(qiáng)致癌物苯并（a）芘為代表的多環(huán)芳烴。危害：引起皮炎、結(jié)膜炎、鼻咽炎、頭痛等疾病，危及植物生長。惡臭會(huì)使人產(chǎn)生變態(tài)反應(yīng)，產(chǎn)生惡心、嘔吐、頭痛、流鼻涕、咳嗽、哮喘，食欲不振，精神過敏、腹瀉、發(fā)熱、胸悶等癥。（2）含滑石粉塵廢氣改善油氈成品性能，常用填充料：滑石粉、板巖粉等。防止油氈生產(chǎn)中瀝青與輥筒間的粘結(jié)和防止油氈成卷后的層間粘結(jié)，在油氈表面上需要撒一層撤布料。常用的撤布料有粉狀(如滑石粉)、片狀(云母片)、粒狀(粗細(xì)砂粒)，目前粉狀滑石粉撤布料?；蹓m能使肺部病變，造成滑石肺。3.治理技術(shù)以油氈工業(yè)為例：（1）瀝青氧化尾氣的治理①水洗吸收法氧化釜頂設(shè)冷凝器，尾氣與由上而下噴淋的冷卻水逆流接觸，吸收油的廢水排入污油池，經(jīng)水吸收后的尾氣排入大氣，采用這種方法，惡臭未能消除，并造成大量污水的二次污染。②柴油吸收—焚燒法在氧化釜頂設(shè)冷凝器用柴油噴淋，尾氣中油分被柴油吸收，柴油可供循環(huán)使用，油中含水量少，較易分離，經(jīng)吸收的尾氣引入管式加熱爐燃燒。耗油量大，未能徹底消除惡臭。③飽和器—焚燒法瀝青尾氣進(jìn)入飽和器，同時(shí)向飽和器內(nèi)補(bǔ)充少量的冷卻水使油冷凝，補(bǔ)充的水在汽化后和廢氣一起進(jìn)入焚燒爐。此法污水量較少。（2）浸油、涂油工序?yàn)r青煙治理油煙濃度較低，處理廢氣量大，多采用冷凝法，吸收法。（3）粉塵的治理改變生產(chǎn)工藝著手，以濕漿撒布代替干粉撒布，減少粉塵污染，采用袋式除塵器。8.4電力工業(yè)廢氣治理8.4.1概述發(fā)電廠：將各種動(dòng)力能源轉(zhuǎn)變成電能的生產(chǎn)單位。所用能源不同分類：火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、原子能發(fā)電廠、地?zé)岚l(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、潮汐發(fā)電廠等?；鹆Πl(fā)電在我國占主導(dǎo)地位。燃煤的火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程：經(jīng)過磨制的煤粉送到鍋爐中燃燒放出熱量，加熱鍋爐中的給水，產(chǎn)生一定溫度和壓力的蒸汽，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能，再將具有一定壓力和溫度的的蒸汽送入汽輪機(jī)內(nèi)，沖動(dòng)氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，氣輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)而發(fā)電，把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。工藝流程見圖8-21?；鹆Πl(fā)電廠工藝流程圖見圖1.廢氣的來源和分類電廠鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣、氣力輸出系統(tǒng)中灰?guī)炫艢夂兔簣?chǎng)產(chǎn)生的含塵廢氣，以及煤場(chǎng)、原煤破碎及煤輸送所產(chǎn)生的煤塵。鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣量最大。鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣中的污染物：飛灰、SO2、NOX、CO、CO2、少量的氟化物等。2.燃煤電廠煙氣的特點(diǎn)（1）排放量大（2）污染物主要是無機(jī)物鍋爐燃燒溫度通常在1200℃以上，煙氣中的污染物一類是飛灰，其主要成分是SiO2和A12O3；另一類是氣態(tài)物質(zhì)，如SOX、NOX、CO、CO2等。（3）氣態(tài)污染物濃度較低燃煤含硫量多在0.5％～2.5％范圍，含氮量多在0.5％～2.5％范圍，煙氣量大，故氣態(tài)污染物濃度較低，遠(yuǎn)低于有色金屬冶煉、化工廠煙氣氣態(tài)污染物的濃度。（4）煙氣有一定的溫度和濕度燃煤電廠鍋爐煙氣的溫度與濕度，視煤種、鍋爐與除塵器類型等因素而異。煙氣溫度一般為120～1500℃，高者可達(dá)1900℃。（5）煙氣抬升高、擴(kuò)散遠(yuǎn)采用高煙囪排放。由于煙氣量大，煙溫高，高煙囪排放，擴(kuò)散范圍廣。8.4.2燃煤電廠廢氣治理技術(shù)大力推行潔凈煤技術(shù)是電廠減少廢氣排放的重要途徑之一；積極開發(fā)和應(yīng)用高效的廢氣治理技術(shù)和綜合資源利用技術(shù)，如鍋爐煙氣除塵采用除塵效率高的電除塵器、開發(fā)高效的電廠脫硫脫硝新工藝、采用熱電聯(lián)產(chǎn)等措施。1.電力工業(yè)廢氣處理（1）燃煤電廠鍋爐煙塵治理采用各類除塵器：電除塵器、袋式除塵器、濕式除塵器及旋風(fēng)除塵器等。電除塵器為主，除塵效率高、運(yùn)行費(fèi)用低；文丘里等濕式除塵器效率也較高，且造價(jià)較低。（2）燃煤電廠鍋爐硫氧化物的治理燃煤產(chǎn)生大量SO2，控制技術(shù)：燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫。燃燒時(shí)脫硫方案的實(shí)施辦法可以采用流化床脫硫鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐(CFBC)、多物循環(huán)流化床（MSFBC）。煙氣脫硫技術(shù)按物料的利用來說，可分為回收式和非回收式；從工藝角