供热锅炉烟气污染分析及节能环保方案

供热锅炉烟气污染分析及节能环保方案
  摘要:供热锅炉集体供暖已经成为当前我国最为常用的供热采暖方式,但不可否认的是这种供热方式对于资源的消耗与环境的污染是非常大的,受锅炉供热技术、煤炭质量以及采暖系统等因素影响,我国每年冬天有将近三成的煤炭被供热锅炉所消耗,且在供热过程中会产生大量的含硫氧化物、氮氧化物等污染物,严重影响城市生态环境,与新时代建设现代生态文明城市的理念相背离。因此,全面探究供热锅炉烟气污染情况,开展节能环保措施意义重大。
  关键词:供热锅炉;烟气;污染;节能环保;措施
 
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  引言暖气炉
  中国北方地区冬季较寒冷,大多地方都需用锅炉进行集体供热,而锅炉在运行过程中会产生大量烟气,这些烟气中会含有大量有毒有害气体,一方面会危害人体健康,另一方面还会造成严重的环境污染问题,特别是近年来,随着供热锅炉的不断增多,其造成的污染问题也越来越严重。与此同时随着“美丽中国”建设的逐步推进,人们对生活环境的要求也越来越高,
毛刷制作而供热锅炉造成的严重环境污染问题也越来越受到人们的重视,对此,研究供热锅炉的节能环保运行也显得越来越重要。弱碱水设备
  1锅炉烟气排放污染物与危害
  依照存在状态,大气污染物通常情况下可以划分为粉尘等气溶胶态污染物以及二氧化硫等气态污染物,当前的城市生态环境保护与大气污染管理工作主要是针对硫氧化物、碳氧化物以及氮氧化物等,而供热锅炉是造成大气污染的主要源头之一。
  首先,供热锅炉在燃烧中会产生大量的烟尘,这些烟尘主要是由于化学物质燃烧不充分而形成的黑微小颗粒物质,烟尘能长期漂浮在空气中并不断聚集,造成严重的环境污染;烟尘一旦结合金属元素,则会侵入人体血液、器官等,产生严重的感染与毒副作用,严重危害人类身心健康。其次,是二氧化硫污染,虽然近年来我国已经出台了关于二氧化硫排放的相关法律条款,但二氧化硫仍旧是当前影响我国空气质量范围最广、污染程度最严重的气态污染物,供热锅炉使用的煤等原材料中有大量的含硫成分,极易使人体产生呼吸系统疾病、全身性血液疾病,并且其产生的酸雨也会严重危害生态平衡与社会经济。再次,是氮氧化物污染,人体在吸入大量的氮氧化物后极易出现高铁血红蛋白血症,如果对肺组织等造成一定程度伤害,则极有可能形成肺水肿等疾病;如果氮氧化物与空气中的水分结
合会产生酸雨,给土壤以及水环境造成严重污染;氮氧化物在特定条件下与其余污染物进行有有机融合,则会产生光化学烟雾污染。最后,是二氧化氮污染,大量的二氧化碳排放形成的最直接危害就是“温室效应”,相关研究数据表明,如果全球温室效应持续加剧,则极有可能导致部分岛屿与沿海城市被海水所覆灭,严重危害人类社会长久稳定发展。
  2锅炉节能环保具体措施
  2.1对流余热锅炉与余热回收系统一同改造
  方案描述:本方案在重整炉旁设置一台空气预热器。通过抽出对流室扩面管的方案,减少对流余锅部分蒸汽产量,来提高烟气出对流室温度,为余热回收系统提供更多热量。本方案是在原有对流室改动量很小的情况下,平衡热量,合理优化烟气热能分配,在加热炉和余锅两端利用量化转移,在保证原有工艺流程可控范围内,合理分配热量,使各个设备达到最佳工作状态,效益最大化。工艺汽包热平衡说明:减少对流室的炉管对汽包热平衡的影响微乎其微,可以忽略不计。方案特点:首先,降低了对流室的热负荷,提高烟气的温度,使热量分配偏向余热回收系统,重新调整了辐射/对流/余热的热量分配,减少了蒸汽的产量;其次,炉子本体增加了部分抽炉管工作量;余热回收系统热负荷较高,设备投资较高,节省燃料量也相应提高,成本差体现明显。
  2.2采用废气再循环系统,降低燃气锅炉氮氧化物生成
  (1)低氮燃烧的原理
  因为氮氧化物产生的途径有二,一是由于燃烧材料中含有氮元素,例如燃煤、木材、燃油等燃烧较容易产生氮氧化物;二是在燃烧条件为富氧高温时,空气中的氮气及其容易和氧气发生反应,从而产生氮氧化物。在燃气锅炉降低氮氧化物产生就要从这两处下手,天然气中氮元素几乎不存在。因此降低炉膛内部的温度、氧气浓度成为重中之重,所以可以采用EGR系统,从烟囱排放气中手收集一部分的废气。废气中含有绝大部分的水蒸气、二氧化碳。氮气。还有极少部分的一氧化碳、氧气、氮氧化物,这几种气体比热容较高,能够吸收一部分的热量,从而降低了炉膛温度。再者这部分气体占用了一部分的氧气体积,降低了炉膛氧气浓度,从而整体的降低了氮氧化物的产生。
  2.3采用SCR选择性催化转化系统,降低氮氧化物排放
  方案描述:因为氮氧化物是一氧化氮、二氧化氮、四氧化二氮的总体称呼,但是这三种气体性质不一样,在对锅炉尾气进行处理的同时采用的方法不一样。首先采用措施,利用稀有金属,比如鉑铑钯金属将一氧化氮、四氧化二氮转化为二氧化氮,方便下一步气体处理,其次在系统中利用尿素同二氧化氮反应,将有害的“氮”转化为无害的“氮”。通过这样的
催化转化系统可以将绝大部分的氮氧化物转化为氮气。同时在一氧化氮转化为二氧化氮的转化装置前后加装气体感应探头,以测试一氧化氮的转化情况,防止稀有金属发生“中毒”情况。尿素反应装置也应该及时更换里面的尿素液,防止因为气体反应过于饱和而阻碍尿素溶液的吸收。
经络油  2.4采用固硫措施
  对一些燃气锅炉,在炉膛燃烧的燃煤中,可以添加一部分的碳酸钙、氧化钙等物质,在燃烧中提前同燃煤进行混合,在燃烧时由于燃煤中的硫化物燃烧生成的二氧化硫同氧化钙反应生产硫酸钙,化学反应方程式如下:
  2CaO+2SO4+O2=2CaSO4
  通过钙基固硫可是一部分的硫元素,通过硫酸钙的形式固定下来。为了提高固硫效率可以在炉膛中加入一部分的三氧化二铁,以此来提高固硫效率。
  2.5热辐射强化剂在火管锅炉中的应用
  (1)热辐射强化剂原理
  热辐射强化剂采用表面粉末冶金强化技术,将多尺度超细防护粉体快速渗透到金属表层之内,与表层金属结合并形成微观致密的多尺度复合晶型结构。这种组织结构中,接近金刚
石的硬度及接近金属本体的韧性,使其具有超强的耐磨和抗冲刷能力;极其致密的微观结构,使其具有完美的抗氧化防烧损作用;稳定的复合晶型结构,使其具有良好的耐高温特性;完全惰性的特殊复合表面结构使其具有独特的耐酸碱腐蚀性。t恤转印纸
  (2)热辐射强化剂
  在火管锅炉中的应用强化剂能够在不改变锅炉原有结构和燃烧方式的情况下,通过提高火管壁内层的辐射吸收率,改善火管内烟气侧的辐射传热性能,从而达到提高烟气侧传热效率目的。
  此外,应用热辐射强化剂后,火管的内侧壁温相比没有喷涂强化剂时更加均匀,使得金属管壁的局部热应力减小,金属管出现鼓包变形、泄漏等故障的概率降低;同时金属管壁的耐磨和抗冲刷能力,以及抗腐蚀、抗抗氧化能力也得到了增强,金属管壁的烧损减明显减少,有效延长了炉管的使用寿命。
  2.6冷凝锅炉
  锅炉排放的烟气中,包含大量的潜热,以往采用的回收方法更多的是针对显热,效率不高,造成了潜热的大量损失。冷凝锅炉的应用,能够利用余热回收技术,将烟气中的热能再利用,回收后可用于回水的预热、生活热水的加热等,不但能够有效的提高热效率,而
且还能对烟气中的NOx等物质进行吸收,从而减轻酸性气体的比例,避免对生态环境的污染,起到保护环境的作用。对于常用的燃气供热锅炉来说,排放的烟气中包含较多的水蒸气,该技术较为适用;对于烟气燃油锅炉来说,水蒸气含量居中,该方法也有着很大的潜能,当然还需进行更加深入的研究;对于燃气锅炉来说,其烟气中的水蒸气较少,该方法并不适用。
  结束语
  供热锅炉烟气中含有大量的有毒有害物质,不仅会严重危害人体健康,且易造成严重的环境污染问题,同时供热锅炉在运行过程中,还会耗费大量能源,产生严重的能源浪费。简单分析了供热锅炉烟气污染问题,提出了一些较大众化的节能环保措施,在实际生产中,还需要锅炉运行管理人员从实际情况出发,全面把握锅炉各项要素,深入研究锅炉实际运行情况,探索出适合企业锅炉节能环保的措施,只有这样才能有效降低锅炉能源消耗,让锅炉实现节能环保运行,进而为企业创造更多经济效益。
  参考文献
  [1]李艳红.供热锅炉烟气污染分析及节能环保措施研究[J].能源与节能,2018(06):73-74+82.
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  [3]李峰军.锅炉节能降耗与烟气排放的环保浅谈[J].绿环保建材,2016(10):22-23.

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标签:锅炉   烟气   供热   污染
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