摘要：压滤煤泥经过干燥系统进行干燥后，水分降低，发热量提高，可掺入商品煤一同销售，增加了洗煤厂的经济效益，由于其投资和运行成本低，加工效果好，设备稳定性和安全性高，最能适应当前的国情和市场需求。但其运行需要稳定的供热，传统的供热方式大多采用“燃煤工业热风炉”。大气污染在我国主要就是煤燃烧过程中产生的，有各种污染物，通过对首、中、末段的控制，采取多种技术措施，有效解决环境保护问题，确保排放符合环境保护标准，同时保证供热稳定。
关键词：煤泥干燥系统；燃煤；环保；脱硫；脱硝
随着我国经济的发展环境污染越来越严重，目前危害人类生存的四大杀手是烟尘、酸雨、温室效应和臭氧层破坏，其主要根源是燃煤产生的SO2、NOX等有害物质，因此开展烟气脱硫脱硝项目是必不可少的。目前，国内煤泥干燥行业的脱硫脱硝技术仍处于研究阶段，我公司基于多年研究，现有以下环保措施。
1 首段控制
在我国，原煤中的灰分和硫含量普遍较高，其燃烧产生的污染最严重，属于不清洁能源，我们可将煤替换为其他清洁能源来降低环境污染。
1.1 燃气热源系统
天然气基本成分为甲烷，另有少量氮、硫化氢等，是一种清洁能源，燃烧后SO2和粉尘的排放量减少近100%， NOX排放量可减少50%，是减少温室效应和节能减排必不可少的一种气体燃料，目前为止，我公司已经在许多干燥系统中采用了“燃气热源系统”，包括：天然气、瓦斯气等。
1.2 生物质热源系统
以农林废弃物（稻壳、秸秆、木屑等）为原料，通过专用设备加工成型的生物质燃料，是一种新型清洁能源，而且可再生。其燃烧后SO2排放量是煤的1/28，是天然气的1/8，是目前国家政策允许并鼓励使用的能源之一。
1.3 电厂烟气余热
从电厂省煤器后空气预热器之前取烟气做热源，烟气温度一般在400℃左右，干燥后返回电厂烟气处理系统，此方案投资低、运行费用低，只消耗电厂部分余热，具体经济核算与电厂工况结合，根据具体引风管道长度确定，在有电厂烟气余热情况下，此为最为经济可靠的方式。
2 中段控制
2.1 脱硫技术
在我国，煤的燃烧过程脱硫技术主要有两种，一是型煤，加入固硫剂使烟尘排放量可减少54%～80%，SO2排放量可减少40%～75%。二是燃烧中加脱硫剂，即石灰石与煤在炉中同时燃烧、分解、反应，得到硫酸盐，以达到脱硫效果。
2.2 脱硝技术
炉内脱硝技术可分为两种类型，一是减少热力型NOX，二是减少燃料型NOX。在应用上，往往是二者的综合，在降低燃烧温度的同时又降低着火区域的氧气浓度，称为低NOX燃烧技术。我公司应用的是采用低温空气分级燃烧技术的煤粉燃烧器，炉内温度分布均匀，无局部高温，实现低NOX排放，比传统燃煤锅炉降低约1/3。
3 末段控制
3.1脱硫技术
目前商业化应用最多的就是燃煤后烟气脱硫（FGD），即利用各种碱性的脱硫剂来捕集烟气中的SO2，反应生成稳定的化合物，以达到脱硫的目的。FGD按其过程是否加水和脱硫产物的干湿形态又可分为干法、半干法和湿法三大类，其中湿法最为成熟，应用最为广泛，效率最高。在湿法中，占主导地位的是石灰/石灰石法，占比90%以上。
石灰/石灰石法脱硫系统主要由制浆系统、吸收塔、运输系统、电气系统等组成。吸收塔底部装有由制浆系统输送过来的石灰或石灰石浆液，浆液被送至吸收塔顶部喷淋层喷嘴内，以极细小的雾滴形式喷下，与含SO2烟气逆流接触，进行吸收反应，反应生成物在吸收塔底部沉积并定期排出，而脱硫后的洁净烟气由上部引出。其工艺流程如下：
图1 脱硫工艺流程图
为防止在运行过程中结垢，则要避免脱硫液长期在碱性环境下运行，采用pH计自动控制系统，根据pH计数值显示，调节脱硫浆液的流量，使pH数值保持基本恒定，当低于要求的pH值时，送浆泵自动启动，增加脱硫浆液，达到设定的pH值最大值时，送浆泵自动停止。另外在脱硫循环池底部增加曝气装置，使循环液中存在的亚硫酸钙在水池中强制氧化生成稳定的硫酸钙并排出，以防止脱硫塔内结晶结垢。
3.2 脱硝技术
近10年内NOX控制措施中最重要的方法就是燃煤后烟气脱硝，其中应用最广泛的是SCR（选择性催化还原法）和SNCR（选择性非催化还原法），区别在于是否使用催化剂将NOX还原成无害的N2。
3.2.1 SCR技术
SCR技术是在催化剂作用下，以NH3作为还原剂，将NOX还原成N2和H2O[4]。NH3不和烟气中的残余的O2反应，因此称这种方法为“选择性”。
但对于干燥工业热风炉，炉膛温度约850-1000℃，出口温度约750℃，烟气进入干燥机与湿煤泥进行热交换后温度降为120℃，由于缺少适合催化反应的温度节点，需对低温尾气重新加热后获取适当的反应温度，从而使得投资和运行成本均巨额增加。目前为止，国内SCR脱硝工艺在干燥工业热风炉领域暂无商务成功应用案例。
图2 SNCR脱硝工艺流程图
3.2.2 SNCR技术
SNCR是在不使用催化剂的前提下把含有氨基的还原剂（尿素或氨水）均匀喷入热风炉温度范围为850～1250℃的区域[4]，选择性的把NOX还原为N2和H2O，以达到减排NOX的目的。所需的合适温度节点正好与炉膛温度相符合，完全可以在干燥工业热风炉中应用。
SNCR系统主要由制备与存储系统，输送、稀释与计量系统，喷射系统等组成，其原则性流程图如图2所示。
根据需要将厂房内储存的袋装尿素制成50%的尿素溶液，经过滤器过滤后输送至存储罐内储存。实现雾场覆盖需要还原剂溶液较多的喷入，故将尿素溶液进行一定的稀释，将来自储罐的浓溶液和厂供的除盐水经静态混合器进行均匀混合，得到一定的浓度的稀溶液，再输送到喷枪的喷头内，经过喷头雾化后直接喷射到设计位置，进行脱硝反应过程。
SNCR因其投资成本低，不用对热风炉结构进行改造，无催化剂使用费用，运行成本低，经济优势明显，且脱硝效率约为50%～70%，目前已在中小型热风炉系统中广泛推广使用。
4 结语
目前，干燥系统最常用的环保措施是将原有燃煤工业热风炉替换为低 NOx燃烧器，燃烧后烟气再进行湿式石灰/石灰石法烟气脱硫以及SNCR法烟气脱硝，能满足SO2排放浓度小于等于300mg/m3，NOX排放浓度小于等于300mg/m3的要求。但因地域条件，资金投入等，也可自由匹配首、中、末三段控制技术，在创造干燥系统经济效益的同时，进行烟气治理，保护环境。
参考文献
[1] 李 江．影响脱硫效率的因素分析[J]．华电技术，2010(10).
[2] 张 静. 湿法烟气脱硫机理与效率分析[J]．能源与环境，2010(1)
[3] 薛 宁．燕子山选煤厂煤泥干燥系统的应用实践[J]．煤炭加工与综合利用，2015(3).
[4] 何根然．燃煤烟气脱硫脱硝技术标准实用手册[M]．2015(7).
论文作者:张立秀
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
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