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烟气冷凝再热技术原理以及湿烟羽的形成去除机理及脱白工艺

2020-09-11 15:43:37
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(一)、烟气冷凝再热技术原理

从目前燃煤电厂的实际情况来看,单纯的烟气加热和冷凝方式都有各自的局限。烟气脱白加热技术在牺牲一部分煤耗之后能达到白烟的效果,而冷凝技术受到冷源,也就是环境空气、冷却水温度的限制,基本不可能将烟气冷却至接近环境温度再进行排放。

结合烟气加热和冷凝技术的特点,采用将烟气先冷凝再加热的方法,则可系统湿烟羽对环境温湿度的适应范围。通过将原烟气冷却降温,降低了烟气中含湿量,再经加热后,使烟气在向大气扩散和降温的过程中不达到饱和湿烟气的状态,不出现水汽的凝结,从而达到消烟羽的效果。

以春秋季(环境温度15℃)工况、净烟气温度50℃为例,MUUH加热法理论加热温度为75.4℃,温升为25.4℃;而冷凝再热法在将烟气温度降低5℃之后只需提升至58.9℃即可达到消烟羽的效果,温升为13.9℃,其对于能量的消耗较少,对热源的要求较低。

(二)、湿烟羽的形成去除机理及脱白工艺

白色烟羽会造成视觉污染,同时部分微细颗粒物和可溶解性盐会随烟羽一起排放,对空气中PM的形成有一定作用。本文提出了一种多工艺组合方案,为国内烟羽烟气消白除尘器治理提供参考。

1湿烟羽的形成及去除机理1.1湿烟羽形成机理

我国锅炉烟气以湿法脱硫为主,经湿法脱硫处理后温度约45-55℃,处于湿饱和状态,排人大气后随温度降低烟气中水蒸气凝结成液滴形成白色烟羽。

1.2湿烟羽的机理

湿烟羽形成的主要原因是烟气中的饱和水蒸气在降温时生成凝结水。消烟羽就需要确保烟气的含湿量在降温过程中始终低于饱和含湿量值确保烟气中水蒸气始终处于气相状态不形成凝结水。

现有湿烟羽的处理技术主要包括:加热升温,将烟气温度加热至临界线,降温冷凝,采用冷却措施降低烟温,降温再热,先将烟气温度降低再升温至临界线温度,热风混合利用高温烟气与净烟气混合提高温度和干度。

2脱白工艺简述2.1加热升温

加热升温是将烟温提高至临界线温度。加热介质可采用烟气、热水或蒸汽等,能够在一定程度消烟羽;但在外环境温度较低或湿度较高时,所消耗的热量也会提高,导致能耗大,经济性差。

2.2降温冷凝降温冷凝包括直接和间接降温两种。直接降温为烟气和冷却介质直接接触降温,间接降温为烟气和间接换热器接触降温。通过降低湿饱和烟气温度以降低含湿量。该技术核心为采取合理的冷却源,但要将烟温降低至环境温度难度较大。水冷、空冷方式在冬季和夏季效果差距较大,人工制冷虽能够保证效果,但能耗高、经济性差,单独的降温冷凝技术应用较少。

2.3降温再热

单独的加热升温和降温冷凝技术都存在一定局限性,将两种技术的特点充分结合起来,可以一定程度上烟羽对外环境的适应范围。先对湿饱和烟气进行降温降低含水量,同时对烟尘、SO3及可溶解盐等污染物也起到一定的协同去除作用。然后对烟气进行再热,可采用烟气余热或蒸汽,使烟气在扩散降温时达不到湿饱和烟气的状态,达到消烟羽的目的”’。

2.4热风混合

传统的烟气再热技术存在投资、运行费用高及易腐蚀、堵塞、漏烟等问题。可采用热风混合技术提升烟气温度,热风温度越高、湿度越低,热风用量越小。将高温烟气引人净烟气中,直接接触后升温至合理温度。

该技术投资及运行费用低、无堵塞和腐蚀问题,可一定程度白色烟羽。

2.5工艺对比

将烟气加热升温、降温冷凝及降温再热等技术进行对比,这三种工艺对湿烟羽的去除效果及环境适应范围。

三种方法适用界线以上范围为对应技术的湿烟羽区域,显然降温再热技术的适用范围远大于其他两种。当环境相对湿度为境温度≥9℃时可消烟羽;降温再热技术在环境温度≥-6.5℃时可a80%时,加热技术在环境温度≥15℃时可消烟羽;降温技术在环境温度≥9℃时可消烟羽;降温再热技术在环境温度≥-6.5℃时可消烟羽。