曾慶瑞

（吉林大學(xué)環(huán)境資源學(xué)院環(huán)境工程系，吉林長春130021）

摘要：除塵工藝的選擇關(guān)系生物質(zhì)燃料鍋爐是否穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。本文通過比較生物質(zhì)燃料鍋爐的麻石水膜除塵、濕式旋流除塵工藝、布袋除塵以及一些組合除塵工藝的不同特點(diǎn)和除塵效果，最后認(rèn)為生物質(zhì)成型燃料鍋爐+二級(jí)布袋除塵技術(shù)是生物質(zhì)燃料鍋爐除塵技術(shù)的發(fā)展方向。

隨著《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的深入實(shí)施，生物質(zhì)能得到廣泛的開發(fā)利用。廣西林地豐富，木材產(chǎn)量大，眾多的中小企業(yè)以生物質(zhì)作為鍋爐燃料，僅欽州市板材加工企業(yè)就有30家。傳統(tǒng)的除塵處理工藝為麻石水膜除塵?！跺仩t大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13271-2014）的實(shí)施，對(duì)生物質(zhì)燃料鍋爐的除塵技術(shù)提出了很高的要求。本文通過比較生物質(zhì)燃料鍋爐的麻石水膜除塵、濕式旋流除塵工藝、布袋除塵以及一些組合除塵工藝的不同特點(diǎn)和除塵效果，論證生物質(zhì)燃料鍋爐除塵技術(shù)的發(fā)展方向。

01常見的鍋爐除塵工藝

1.1麻石水膜除塵工藝。麻石水膜除塵屬于濕式除塵。濕式除塵器是使含塵氣體與液體（一般為水）密切接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞以及其他作用捕集顆?；蚴沽皆龃蟮难b置[1]。傳統(tǒng)的生物質(zhì)燃料鍋爐的處理工藝大多為麻石水膜除塵，用天然的花崗巖砌筑而成。但由于生物質(zhì)燃料鍋爐產(chǎn)生的顆粒物較燃煤鍋爐要細(xì)而輕，沒有親水性，所以麻石水膜除塵工藝不理想。以欽州市木業(yè)一公司為例，該企業(yè)于2015年建設(shè)，鍋爐為4.5噸，采用麻石水膜除塵器除塵工藝，除塵設(shè)備投資為6萬元左右。煙塵監(jiān)測結(jié)果為158mg/m?，超過《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13271-2014）2.16倍。

1.2濕式旋流除塵工藝

濕式旋流除塵器的結(jié)構(gòu)是一個(gè)類似旋風(fēng)分離器的外筒體，內(nèi)部裝有一組或兩組旋流葉片。在氣流的作用下，可將凈化裝置內(nèi)的水在旋流葉片上產(chǎn)生自激式的旋流水層，氣流通過旋流葉片時(shí)，使粉塵與水充分地混合洗滌[2]。目前市場價(jià)格約為12萬元。

1.3布袋除塵

布袋除塵器結(jié)構(gòu)主要由上部箱體、中部箱體、下部箱體（灰斗）、清灰系統(tǒng)和排灰機(jī)構(gòu)等部分組成。布袋除塵器除塵功率很高，通常都能夠到達(dá)99%，可捕集粒徑大于0.3微米的細(xì)小粉塵顆粒，能滿足嚴(yán)格的環(huán)保需求。不過，布袋除塵器接受溫度有一定極限。棉織和毛織濾料耐溫在80-95度。在凈化溫度更高的煙氣時(shí)，有必要采取辦法下降煙氣的溫度。目前市場價(jià)格約為10萬元。

02幾種除塵工藝組合的比較

2.1兩級(jí)麻石水膜除塵工藝

兩個(gè)麻石水膜除塵器疊加在一起，對(duì)鍋爐煙塵進(jìn)行處理，除塵效果一般。以欽州市木業(yè)二公司為例，該企業(yè)于2015年建設(shè)，鍋爐為4噸，采用兩級(jí)麻石水膜除塵器除塵工藝，除塵設(shè)備投資為12萬元左右。煙塵監(jiān)測結(jié)果為49.2mg/m?，達(dá)到《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13271-2014）要求。但是由于生物質(zhì)燃料有時(shí)濕度大，加上鍋爐操作人員有時(shí)操作不正確，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)超標(biāo)的現(xiàn)象。

2.2麻石水膜除塵+濕式旋流除塵工藝，除塵效果一般

由于超標(biāo)，欽州市木業(yè)一公司對(duì)除塵工藝進(jìn)行了改造，采用麻石水膜除塵+濕式旋流除塵工藝。除塵設(shè)備總投資為18萬元左右。煙塵監(jiān)測結(jié)果為46mg/m?，達(dá)到《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13271-2014）要求。和兩級(jí)麻石水膜除塵工藝類似，由于生物質(zhì)燃料有時(shí)濕度大，加上鍋爐操作人員有時(shí)操作不正確，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)超標(biāo)的現(xiàn)象。今年2月21日監(jiān)測結(jié)果，欽州市木業(yè)一公司鍋爐煙塵監(jiān)測結(jié)果107.1mg/m?，超過《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 13271-2014）1.14倍。

2.3麻石水膜除塵工藝+布袋除塵工藝，除塵效果較好

由于克服了煙氣溫度太高容易燒穿布袋的缺點(diǎn)，該工藝得以應(yīng)用。以欽州市制藥一公司為例，該公司鍋爐4噸，采用的是麻石水膜除塵工藝+布袋除塵工藝，煙塵治理設(shè)施投資為16萬左右。今年6月29日煙塵監(jiān)測結(jié)果為35.9mg/m?，達(dá)到《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13271-2014）要求。

2.4生物質(zhì)成型燃料鍋爐+二級(jí)布袋除塵技術(shù)

（1）鍋爐技術(shù)：項(xiàng)目所使用的鍋爐并非傳統(tǒng)的鏈條爐、手燒爐等開放式鍋爐，而是對(duì)燃油（燃?xì)猓╁仩t進(jìn)一步改進(jìn)后的封閉式鍋爐。此類鍋爐可有效控制進(jìn)風(fēng)量，充分利用熱能。現(xiàn)運(yùn)行的生活及工業(yè)鍋爐的結(jié)構(gòu)若不加改造直接使用生物質(zhì)顆粒燃料，鍋爐將出現(xiàn)嚴(yán)重冒黑煙、效率低、有粉塵污染等現(xiàn)象。因此，燃用生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐需要加裝專門的二次送風(fēng)設(shè)備，增強(qiáng)進(jìn)氧，使其能充分燃燒，有效提高爐堂溫度，減少一氧化碳和煙塵的排放及熱量的流失[3]。

（2）燃料和產(chǎn)生的煙氣：鍋爐采用粉碎后壓制成型的燃料，燃料在加工過程中已去除大部分水分和雜質(zhì)，可有效減少廢氣（煙塵、氮氧化物的產(chǎn)生）；原料以木材邊角料、木糠等作為生產(chǎn)原料，粉碎后壓制成型的燃料，成本價(jià)700-800元/噸。燃料經(jīng)封閉式管道運(yùn)送至鍋爐爐膛，燃燒后的廢氣循環(huán)回爐燃燒，提高熱利用率，采取二級(jí)布袋除塵處理。由于爐體的特殊結(jié)構(gòu)和燃燒后的廢氣循環(huán)回爐燃燒，使尾氣排放口的煙氣溫度約在達(dá)到60℃以下。除塵器設(shè)置煙氣溫度在線檢測裝置，當(dāng)煙氣溫度過高或過低，超過預(yù)設(shè)報(bào)警值時(shí)，自動(dòng)打開旁路系統(tǒng)閥門排放煙氣，保護(hù)濾袋[4]。與燃煤鍋爐比較，生物質(zhì)成型燃料鍋爐的PM10排放因子比燃煤鍋爐低30.41%，但PM2.5的排放因子卻比燃煤鍋爐高36.84%，表明PM2.5在煙塵中所占比例更高[5]。

(3)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不同。比如廣東省要求生物質(zhì)成型燃料鍋爐排放濃度限值按照廣東省《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 44/765-2010）的燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。沒有針對(duì)生物質(zhì)成型燃料鍋爐制定相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)的地方，只能根據(jù)《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13271-2014）中“生物質(zhì)成型燃料鍋爐參照燃煤鍋爐排放控制要求執(zhí)行”。

(4)廢氣達(dá)標(biāo)情況：以珠海市柏克萊能源股份有限公司為例，鍋爐為8t，今年5月23日煙塵監(jiān)測結(jié)果為處理設(shè)施前21.8mg/m?，處理設(shè)施后10.4mg/m?，除塵率52.29%，達(dá)到廣東省《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 44/765-2010）的燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)。

03生物質(zhì)燃料鍋爐除塵技術(shù)的發(fā)展方向

綜合對(duì)生物質(zhì)燃料鍋爐的除塵工藝進(jìn)行比較，可以得出以下結(jié)論，麻石水膜除塵工藝難以達(dá)標(biāo)、普通布袋除塵工藝容易燒穿布袋不夠安全；兩級(jí)麻石水膜除塵工藝、麻石水膜除塵+濕式旋流除塵工藝，除塵效果一般，不夠穩(wěn)定；麻石水膜除塵工藝+布袋除塵工藝，除塵效果較好，可以滿足達(dá)標(biāo)要求；生物質(zhì)成型燃料鍋爐二級(jí)布袋除塵技術(shù)效果最好，但目前運(yùn)行成本較高，大部分地方缺乏執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。盡管如此，從減少排放角度出發(fā)，生物質(zhì)成型燃料鍋爐+二級(jí)布袋除塵技術(shù)仍然是生物質(zhì)燃料鍋爐除塵技術(shù)的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]郝吉明,馬廣大.大氣污染控制工程[M].北京:高等教育出版社2002,199.

[2]孟雪松,李紅彪,魯民.濕式旋流除塵器在電廠的應(yīng)用[J].華北電力技術(shù),1997,(11):57

[3]陳廷秀.生物質(zhì)燃料鍋爐改造技術(shù)的應(yīng)用[J].鐵路節(jié)能環(huán)保與安全衛(wèi)生,2013,(3):110.

[4]還傳華,許業(yè)棟,馬玉光,張春英.生物質(zhì)鍋爐袋式除塵技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用[J].中國建材報(bào),2013,11(12):24.

[5]耿春梅等.生物質(zhì)鍋爐與燃煤鍋爐顆粒物排放特征比較[J].環(huán)境科學(xué)研究,2013,(6):670.

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