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湿式烟气脱硫中的产生机理及TSD脱白系统的特点

2020-10-21 17:20:21
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【一】、湿式烟气脱硫中的产生机理

湿式烟气脱硫中烟囱排出的饱和湿烟气与温度较低的环境空气接触时,在烟气降温过程中,烟气中所含水蒸气过饱和凝结,凝结水滴对光线产生折射、散射,从而使烟羽呈现出白色或者灰色,其被称为'湿烟羽'。

目前,我国大量的锅炉机组烟气脱硫采用湿法脱硫工艺。主要为氨法脱硫工艺。此工艺采用氨水或液氨作为脱硫剂,去除烟气中,原烟气通过脱硫塔吸收后净烟气温度降低到50一60℃,烟气从高温十烟气变为低温饱和湿烟气,经烟囱或塔顶直排烟囱进人大气环境,遇冷凝结成微小液滴,产生'白色烟羽'。白色烟羽不仅造成视觉污染,同时腐蚀周边设备和环境,对周围居民生活造成困扰。

湿法脱硫之所以产生白烟,是因为在湿式脱硫系统中,脱硫剂溶液和高温烟气直接接触,使烟气被增湿冷却,而脱硫剂溶液中的水分则吸热汽化,导致烟气中的水蒸汽总量大大增加。而随着脱硫过程的进行,烟气温度逐渐降低,烟气温度的降低使烟气携带蒸汽的能力降低,70℃的烟气达到饱和的情况下所能携带的水蒸汽量为0.1967kb/m3,50℃时的烟气达到饱和的情况下所能携带的水蒸汽量为0.0827kb/m3(烟气),单位体积烟气的水蒸汽携带能力降低了近140%。若环境温度为25℃时,此时烟气达到饱和的情况下所能携带的水蒸汽量为0.023kg/m',烟气排放温度为50℃,排出大气后烟气会有5-15℃的温度下降,超出了烟气的携带水蒸汽的能力,就会有大量的水蒸汽凝结为小水滴,加上粉尘的作用,湿烟气直接排放形成白烟。

反应结束后需将分子筛反应釜的物料冷却。装置设计了油冷却器,油冷却器可以将分子筛反应釜内温度在较短的时间里降至80℃左右。

现有的烟气脱白技术目前国内烟气脱白技术主要有烟气加热技术、烟气再热器技术(GGH)、直接混风技术等。

1)烟气加热技术。烟气加热技术是对脱硫出目的湿饱和烟气进行加热,使烟气相对湿度远离饱和湿度曲线。

2)GGH技术。GGH技术是我国引进的石灰石一石膏湿法脱硫成套技术中的配套技术,通过湿烟气与干烟气间接换热,将烟气温度升至80℃以上进行排放。GGH技术需设置1台换热器,应用中容易出现了堵塞、腐蚀、串烟等导致排放超标的问题。

3)直接混风技术。国外也有用户采用辅助燃烧产生的高温干烟气与脱硫后湿烟气混风+升温,进行脱白。加热技术和直接混风技术脱白的共同问题是烟气中的水分未降低,烟气中的溶解盐未能去除,且都需要另外增加能耗,运行成本较高。

【二】、TSD脱白系统的特点

(1)TSD烟气消白除尘设备系统与现有脱硫塔采用一体化结构设计,可减少设备占地面积,提高钢结构利用率。

(2)烟气冷凝系统采用逆向喷淋结构,进行管网式复合喷淋结构设计,布置于现脱硫塔二级平板式除雾器上方,以提高冷凝水的比表面积,实现冷凝水与烟气的大接触,从而地去除烟气中的可溶性污染物,同时回收水分和余热;采用外循环冷却和内循环喷淋相结合的工作方式,在满足系统水平衡的前提下减少系统水耗量,同时可适应烟气负荷的变化。冷凝水收集系统采用交错式管渠结构设计,可收集喷淋冷凝水和烟气中的凝结水,避免影响原脱硫系统的水平衡。外循环冷却水与电厂内的冷却塔系统连接,减少了系统耗水量。

(3)烟羽回收系统采用分级回收方式,粗处理利用现有的二级平板式除雾器,二级处理采用集管式分离器布置于烟气冷凝系统上方,同时采用集束式分区结构设计,通过内部文丘里管等结构形成烟气旋流,以达到去除烟气中可溶性污染物的目的,同时可适应烟气负荷的变化,在利用现有设备和结构的同时可大限度地实现烟羽回收。

(4)烟气换热系统配置有管式换热器和换热风机,管式换热器布置于脱硫塔的原烟气烟道与净烟气烟道之间,采用换热风机将冷空气与脱硫塔前端的热烟气进行换热,升温后的热空气与脱白后的低温湿烟气进行混合后进人烟囱排放,在利用现有热源的基础上降低了系统能耗;将热空气与低温湿烟气进行混热处理,可提升烟气换热效率,通过提升净烟气的结露温度以减少湿烟羽的携带量,同时抬升烟气排放高度,有利于烟气的高空扩散;烟气换热系统与现有的烟气烟道采用并联方式,以实现设备的在线切换和检修。