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湿式烟气脱硫中的产生机理跟TSD脱白系统改造方案

2020-10-30 08:04:03
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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。

现有的烟气脱白除尘器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脱白系统改造方案

1TSD脱白技术原理分析

相对湿度为100%的空气中含湿量随温度的变化趋势曲线,为一定温度下饱和湿烟气的湿度和烩值数据。

因此“白色烟羽”的可通过调整A点的位置,使其趋近于环境空气状态点(如B点),即通过降低脱硫后湿烟气的温度和湿度,以缩短A,B两点间的距离,从而减少烟囱排放湿烟气的白烟产生量和长度。同时通过对湿烟气进行热交换,从而提升低温湿烟气的温度和烩值,形成较高温度的不饱和烟气,即使、点位于饱和湿度线以下,使AB线与饱和湿度线不相交或相交点B1接近B点,以达到“白色烟羽”的目的。

2TSD脱白工艺介绍

TSD烟气脱白系统包括湿烟气冷凝、烟羽回收和烟气换热三个部分,可与湿法脱硫塔采用一体化设计,亦可进行设置。湿烟气冷凝段,设置有工艺水喷淋系统、工艺水收集系统、工艺水循环系统和工艺水冷却系统,通过工艺水的循环利用,降低系统运行的水耗量。烟羽回收段,设置有多相微孔接触器、列管式分离器、折流板式分离器和集管式分离器等设备,可根据湿法脱硫系统的设备配置以及项目运行的实际情况进行选配,回收的烟羽可进人脱硫系统进行循环使用,不产生二次污染。烟气换热段,一般考虑采用两种方式,一种为只设置管式换热器,采用脱硫塔前端的原烟气直接加热后端的净烟气;另一种为设置管式换热器和换热风机,采用脱硫塔前端的原烟气加热冷空气,然后将热空气与脱硫塔后端的低温净烟气进行混合,通过提升后端净烟气的结露减少湿烟羽的携带量,同时由于抬升了烟气排放高度,减少了污染物扩散。

3TSD脱白方案

根据烟气消白设备技术原理,综合考虑项目的地域环境平均温度为21.8℃,因此无需将湿烟气降至较低,且脱硫塔后端的净烟气只需升至较高温度即可实现环保要求。脱硫系统的循环浆液含固量一般控制在15%~20%,而二级平板式除雾器后部的雾滴颗粒浓度值一般≤75mg/Nm3,因此只需将脱硫后的湿烟气降温至40℃并形成饱和烟气,然后再加热至50℃形成不饱和烟气,即可实现脱白要求。综合利用脱硫前的热空气加热小风量的冷空气,进行混热处理是为经济性的选择。

该项目TSD脱白方案将脱硫塔前端的热烟气经过换热处理后进人脱硫塔进行脱硫处理,经二级平板式除雾器先进行初级除雾处理,然后进人TSD脱白系统的湿烟气冷凝段去除烟气中的“烟羽”,再进人烟羽回收段形成低温饱和湿烟气,湿烟气经脱硫塔后端的烟道与热风混合后达到脱白效果,具体工艺流程。