煤制天然气酸性气入煤粉锅炉掺烧的研究与实践

煤制天然气酸性气入煤粉锅炉掺烧的研究与实践

李有康，叶佳

（伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊犁，835000）

摘要：煤制天然气酸性气体入煤粉锅炉掺烧有许多危害。为了解决这一问题，我们可以采取环保设备升级、煤制天然气清洁化改造和多元能源替代等防治措施。其中，通过提高煤制天然气质量、引入先进净化设备和优化锅炉脱硫、脱酸系统，可以减少酸性气体的排放。此外，多元能源替代策略如推广清洁能源和使用低碳燃料，也是减少酸性气体污染的有效途径。加强监测管理和节能措施，对实现清洁能源与可持续发展目标具有重要意义。

关键词：煤制天然气；酸性气；煤粉锅炉；掺烧；研究；实践

引言：随着煤制天然气的广泛应用，酸性气体入煤粉锅炉掺烧问题日益凸显。这不仅对环境产生严重污染，还影响能源的有效利用。为了解决这一难题，我们需要采取一系列防治措施。在本文中，将介绍环保设备升级、煤制天然气清洁化改造和多元能源替代策略，以减少酸性气体排放，提高能源利用效率，并为可持续发展奠定坚实基础。通过共同努力，我们可以实现环境保护与能源经济的良性循环。

一、煤制天然气酸性气入煤粉锅炉掺烧的危害

1.1锅炉腐蚀风险增加

煤制天然气是一种通过煤炭气化得到的合成天然气，具有广泛应用的潜力。在某些情况下，煤制天然气可以用作替代燃料，混合燃烧于煤粉锅炉中。然而，将煤制天然气酸性气体掺入煤粉锅炉中会增加锅炉腐蚀的风险，需要引起重视。首先，酸性气体对于锅炉内部金属部件的腐蚀作用是非常严重的。煤制天然气酸性气体中主要含有二氧化硫和其他酸性物质，这些物质在高温环境下容易与金属反应，形成硫酸等腐蚀性化合物。这些化合物会侵蚀锅炉的管壁和烟道，导致管内表面生锈、腐蚀加剧甚至局部破损，从而影响锅炉的正常运行。其次，酸性气体还会影响锅炉的烟气脱硝工艺。在煤粉锅炉中，常采用SCR脱硝技术来降低氮氧化物排放。

1.2环境污染危害加剧

煤制天然气是一种通过煤炭气化得到的合成天然气，尽管具有一定的环境友好性，但将其中的酸性气体掺入煤粉锅炉中进行燃烧仍然带来了环境污染的危害，需要引起关注。一方面，酸性气体的排放会增加大气酸雨的形成风险。煤制天然气酸性气体主要包括二氧化硫等物质，这些物质在燃烧过程中会转化为二氧化硫气体，并与大气中的水蒸气、氧气反应生成硫酸，形成酸性沉降物[1]。当这些酸性物质随着大气降水沉淀下来时，就会导致土壤和水体的酸化，对农作物、森林、湖泊等生态系统造成损害，甚至对人体健康产生危害。另一方面，酸性气体的排放会加剧大气污染物的浓度。煤制天然气酸性气体中的二氧化硫是大气污染的重要来源之一，它会与其他燃烧排放物质反应生成细颗粒物和臭氧等有害物质。

1.3一次能源利用效率下降

煤制天然气是一种通过煤炭气化得到的合成天然气，在一定程度上可以替代传统的天然气和石油燃料。然而，将其中的酸性气体掺入煤粉锅炉中进行燃烧会导致一次能源利用效率的下降，需要引起关注。一方面，酸性气体的存在会影响燃烧过程的稳定性和燃烧效率。煤粉锅炉通常采用煤粉喷射的方式进行燃烧，而酸性气体的掺入会在一定程度上干扰煤粉的燃烧过程，降低燃烧效率。酸性气体中的二氧化硫等物质容易与燃烧产生的氮氧化物反应生成颗粒物，这些颗粒物会粘附在锅炉内部管道和烟道的表面，导致燃烧器和换热器的积碳，影响热传递效率，进而降低能源利用效率。另一方面，酸性气体的存在还会导致锅炉部件的损耗增加，进一步降低能源利用效率。煤制天然气酸性气体中的二氧化硫等物质对金属材料具有腐蚀性能，并且会加速管道和烟道的腐蚀过程。当锅炉部件受到腐蚀和损坏时，会引起漏风、泄漏等问题，导致热量的损失和效率的降低。

二、煤制天然气酸性气入煤粉锅炉掺烧的防治措施

2.1环保设备升级

为了减少煤制天然气酸性气体入煤粉锅炉掺烧带来的环境污染和能源利用效率下降的危害，可采取环保设备升级的防治措施。首先，可以对现有锅炉进行脱硫设备的改造和升级。传统的煤粉锅炉通常采用湿法脱硫技术，该技术需要大量的水和化学药剂，并且处理后的废水含有高浓度的硫酸盐和重金属等有害物质。而现代的脱硫技术如喷射吸收和石膏淋浴脱硫技术可以更有效地去除二氧化硫，减少废水排放量和对水环境的影响。其次，可以引入SCR技术进行烟气脱硝。SCR技术通过添加氨水或尿素等还原剂，利用催化剂将氮氧化物转化为氮和水，有效降低氮氧化物的排放。此外，还可以结合SNCR技术来实现更高效的烟气脱硝，达到更严格的排放标准[2]。最后，可加强污染物监测和治理管理。通过实施严格的排放标准和监督检查，督促企业履行环境保护责任，确保酸性气体的掺烧不超出规定的限值。定期对环保设备进行检修和维护，保持设备的正常运行，以确保治理效果的持续稳定。

2.2开展煤制天然气清洁化改造

为了解决煤制天然气酸性气体入煤粉锅炉掺烧所带来的环境污染和能源利用效率下降的问题，可以通过开展煤制天然气的清洁化改造来应对。首先，可以采用先进的煤气化技术，通过对煤炭进行高效、洁净的气化处理，降低煤制天然气中酸性气体的含量。通过优化煤气化工艺参数和增加洗涤装置等手段，有效去除煤炭中的硫、氮等有害物质，减少酸性气体的生成，从源头上降低了酸性气体的排放量。次，可以引入高效的气体净化设备进行清洁化处理。在煤制天然气的产生过程中，采用干式、湿式等不同类型的脱硫设备，有效去除二氧化硫等酸性气体，降低对大气的污染。在气体净化过程中，还可结合脱氨、脱硝等技术措施，将酸性气体污染物转化为无害的物质，进一步提升清洁化效果。再次，还可在锅炉部分中引入先进的烟气脱硫、脱酸等净化设施。通过增加煤粉锅炉的脱硫塔和烟道脱酸塔等设备，有效去除烟气中的酸性气体成分，降低对环境的污染。最后，需加强监测和管理。建立有关的监测体系，对煤制天然气清洁化改造后的运行情况进行实时监测，确保排放的酸性气体符合国家和地方环境保护标准。加大对企业的监督检查力度，督促企业严格遵守相关法律法规，履行环境保护责任，加强维护和管理设备，保证治理效果的持续稳定。

2.3多元能源替代策略

为了解决煤制天然气酸性气体入煤粉锅炉掺烧所带来的环境污染和能源利用效率下降的问题，可采取多元能源替代策略来进行防治。首先，可以推广替代能源的利用，减少对煤制天然气的需求。例如，加大清洁能源（如风能、太阳能和水能）的开发和利用，提高其在能源结构中的比重。进一步发展可再生能源和核能等清洁低碳能源，以减少对煤炭的依赖，避免酸性气体排放。其次，可以引入液化天然气（LNG）等低碳替代燃料。将煤制天然气作为过渡能源，逐步引入更清洁的替代燃料，如LNG，以降低燃烧过程中产生的酸性气体排放量，并提高能源利用效率。同时，加强LNG供应链的建设和规范管理，确保其可持续和环境友好性。再次，还可以推进电力化替代。通过电力化技术，在煤粉锅炉中使用电力替代部分燃料，减少煤炭的直接燃烧，降低酸性气体排放。同时，促进可再生能源发电和智能电网建设，利用清洁能源替代传统的煤电产业，提高能源利用效率，减少环境污染。最后，加强节能技术和管理，提高能源利用效率。通过引进先进的锅炉燃烧技术、余热回收系统等节能设备，最大限度地提高能源转化效率，减少能源浪费[3]。

三、结束语

总而言之，煤制天然气酸性气体入煤粉锅炉掺烧对环境和能源利用效率带来危害。为了防治这一问题，我们可以通过环保设备升级、煤制天然气清洁化改造和多元能源替代等措施来减少酸性气体的排放，提高能源转化效率，并促进环境保护与可持续发展的目标。我们应该积极采取行动，加强监测管理，共同努力实现清洁能源的可持续利用，保护我们的环境，为未来创造更美好的生活。

参考文献

[1]斯俊,马艳,赵汉成.煤制天然气酸性气入煤粉锅炉掺烧的研究与实践[J].煤化工, 2020, 48(2):4.

[2]王玉忠,薛蛟.煤制天然气盐泥入气化炉掺烧的试验研究与分析探讨[J].煤化工, 2023, 51(1):7-10.

[3]徐西征,闫大海,刘美佳.煤粉锅炉协同资源化处理煤制天然气行业固体废物的环境风险控制研究[J].煤化工, 2021, 049(004):1-6,56.