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“脱白”及有色烟羽治理跟湿式烟气脱硫中的产生机理

2020-06-12 19:04:05
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  {一}、“脱白”及有色烟羽治理

  烟气脱白设备及有色烟羽治理有不同的概念解释及处理工艺,先应该将基本概念和原理弄清。湿法脱硫烟气中的水可分为“水蒸气”和“游离水”,水蒸气根据工艺条件还可分为“饱和水蒸气”与“不饱和水蒸气”,在湿法脱硫条件下,水蒸气一般为饱和的水蒸气,其含水量一般只与温度和压力有关,在烟气温度50℃的条件下,纯水蒸气的密度为0.083kg/m3。

湿法脱硫烟气中的游离水及其含盐量比较容易测定,有人测定游离水中的含盐量达3%。游离水及其含盐量与湿法脱硫装置的设计及运行效果有关,现在一般电厂燃煤锅炉湿法脱硫后都装有除雾器,烟气所夹带的游离水量一般都得到比较好的控制,湿法脱硫烟气中的游离水也比较易于脱除。有些非电行业的湿法脱硫装置设计及运行不够规范,湿法脱硫烟气中游离水的含量比较大,应该进行脱除。

湿法脱硫烟气水气的处理是一个难题。目前,主管部门也认识到湿法脱硫烟气水气含盐排放的问题,正在进行烟气“脱白”以减少水溶性盐的排放,但“脱白”投资大,降低雾霆效果有限,其存在以下缺点:

1)冷凝水气的水质不高,pH=2~3,具有腐蚀性;

2)需要价格较高、换热面积较大的耐腐蚀换热器;

3)水气排放量降低有限,多降低20%仍然有80%的水气排放;

4)电厂冷源缺乏,或增加大量成本。

如果采用换热器冷却,则需要的冷却水量成倍增加,工程上难以进行。因此,建议从投资成本、运行成本和排放指标等多方面对湿法脱硫烟气水气“脱白”方法的效果进行详细客观的评价。

为什么国外也采用湿法脱硫技术而没有发生大范围的雾霆,笔者认为这与我国燃煤量过大有关,若想治理我国的雾霆问题,进行煤炭利用技术的革命或者大幅度降低煤炭使用量。

  {二}、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,去除烟气中的二氧化硫,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。

现有的烟气消白设备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。