現(xiàn)有煙氣脫白技術(shù)探索

1、現(xiàn)有煙氣脫白技術(shù)探索在我國(guó)火電、鋼鐵、建材、有色、水泥、玻璃、石化、焦化等行 業(yè)，煙氣脫硫大多采用濕法脫硫工藝，尤其以石灰石- -石膏法、氨法脫硫等工藝為主。煙氣經(jīng)脫硫系統(tǒng)凈化后，一般會(huì)形成45-5545-55 C 的低溫飽和濕煙氣。這些濕煙氣經(jīng)煙囪直接排入大氣環(huán)境中，由于溫度降低，部分氣態(tài)水很快會(huì)和煙氣中的污染物 （粉塵、S03S03 氣溶膠、NH3NH3 氣溶膠、石膏漿液等）凝結(jié)成液滴，在煙囪周?chē)纬伸F狀水汽。在陽(yáng) 光照射下發(fā)生散射，形成人們常說(shuō)的“有色煙羽”，在不同視角下， 一般呈現(xiàn)為白色、灰白色、藍(lán)色或者黃色，嚴(yán)重時(shí)會(huì)在附近形成石膏 雨或者氨逃逸。目前，各地火電領(lǐng)域、非電領(lǐng)域在推進(jìn)超低

2、排放的同 時(shí)，已經(jīng)將治理“有色煙羽”列入地方環(huán)保政策。1.1. 煙氣脫白的必要性1.1.1.1.有色煙羽的視覺(jué)影響有色煙羽會(huì)對(duì)周?chē)用裆钤斐衫_， 環(huán)保局也經(jīng)常會(huì)受到類似 的投訴。因此許多配備濕法煙氣脫硫裝置的企業(yè)、 把消除“白色煙羽” 作為超低排放改造的重要內(nèi)容之一。國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院調(diào)研了全國(guó) 火電廠 9595 座，涉及 235235 臺(tái)機(jī)組，在所有調(diào)研的 122122 根煙囪中，有 107107 根出現(xiàn)濕煙羽，占 88%88%，未出現(xiàn)濕煙羽的電廠多采用半干法脫硫、 煙氣加熱技術(shù)或“煙塔合一”技術(shù)。1.2.1.2.有色煙羽的污染問(wèn)題通常來(lái)講，煙氣經(jīng)過(guò)脫硫脫硝除塵處理后，都已經(jīng)達(dá)到了國(guó)家要

3、 求的排放標(biāo)準(zhǔn)，但有色煙羽的霧滴仍然夾帶著氮氧化物、硫化物、各 種煙塵顆粒物、S03S03 氣溶膠、NH3NH3 氣溶膠、超細(xì)結(jié)晶鹽顆粒物等污 染物，對(duì)煙氣進(jìn)行脫白處理，在脫除大部分霧滴同時(shí)，還可以脫除大 量污染物，有利于減輕霧霾。1.3.1.3.煙氣脫白有利于節(jié)能節(jié)水對(duì)于濕法脫硫工藝，煙氣排放的同時(shí)，由于高溫原煙氣經(jīng)多層噴 淋降溫，會(huì)帶走大量氣態(tài)水和液態(tài)霧滴。據(jù)估算，按照全國(guó)的燃煤量， 全國(guó)每年因燃煤煙氣帶入大氣的水分高達(dá)幾十億噸。因此進(jìn)行煙氣脫 白，可以回收大量寶貴的水資源。2.2. 煙氣脫白工藝探索根據(jù)“有色煙羽”的成因，目前的煙氣脫白工藝主要有 2 2 個(gè)方向: 1 1、減少煙氣中水分

4、；2 2、提高煙氣的排放溫度；3 3、減小煙氣流速， 減少二次夾帶；4 4、采用煙塔合一技術(shù)；5 5、引入熱風(fēng)混合排放。減少煙氣中水分，目前可以通過(guò)以下幾個(gè)措施實(shí)現(xiàn)：（1 1）通過(guò)煙氣換熱器降低原煙氣進(jìn)入 FGDFGD 系統(tǒng)的溫度；（2 2）脫硫后的凈煙氣增設(shè)管束除霧器，脫出大部分液滴；（3 3）脫硫后的凈煙氣增設(shè)濕式電除塵器， 脫除大部分細(xì)粒液滴；（4 4）脫硫后凈煙氣通過(guò)換熱器冷凝，降低煙氣溫度，冷凝回收煙氣中的水分；提高煙氣的最后排放溫度，可以通過(guò) GGHGGH，使凈煙氣排放溫度 達(dá)到8080 C 左右，升溫后的煙氣處于不飽和狀態(tài)，通過(guò)煙囪排出后， 就不會(huì)形成“白煙”。2.1.2.1.煙

5、氣換熱器在煙氣脫白中的應(yīng)用在濕法脫硫工藝中，目前常用的煙氣換熱器有 4 4 中：回轉(zhuǎn)式煙氣 換熱器、 熱管式煙氣換熱器 （GGHGGH ） 、 管式熱媒水強(qiáng)制循環(huán)式換熱 器 （MGGHMGGH ） 、管式蒸汽熱交換式換熱器。回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器和熱管式煙氣換熱器安裝在引風(fēng)機(jī)后脫硫塔 入口前的位置，能使脫硫塔入口煙氣降至 90-10090-100 C,這樣煙氣溫度 降低后煙氣體積變小，原脫硫塔內(nèi)的上升流速自然變小，與脫硫液接 觸反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，則脫硫效率相應(yīng)提高，同時(shí)，由于入口煙氣溫度的 降低，則在煙氣入塔時(shí)與脫硫液接觸時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣量也會(huì)大大降 低，則會(huì)減少煙氣中水蒸氣占有的體積，煙氣總體積量減少，

6、此外由 于入口煙氣溫度的降低，在脫硫塔內(nèi)總的運(yùn)行溫度都會(huì)降低， 排出煙 氣中所含的飽和濕度（絕對(duì)濕度）含水量大大減少。此外，凈煙氣通 過(guò) GGHGGH 溫度可以提升至 8080C,此排放溫度下，凈煙氣屬于不飽和狀 態(tài)，因此不會(huì)產(chǎn)生“白煙”。在最初引進(jìn)國(guó)內(nèi)時(shí)，由于在運(yùn)行過(guò)程中存在堵塞、漏煙和腐蝕等 問(wèn)題，在目前的電廠中多已取消，新建的 FGDFGD 系統(tǒng)多數(shù)也沒(méi)有預(yù)留 位置，因此改造起來(lái)有難度。目前相對(duì)而言， MGGHMGGH 克服了以上問(wèn) 題，而且由于冷卻器和再熱器可以分開(kāi)布置，更方便煙道的布置。MGGHMGGH 采用間接換熱，利用水作為媒介，通過(guò)水循環(huán)方式從高 溫?zé)煔馕鼰幔轿膊繜煹婪艧?，?/p>

7、升凈煙氣的溫度，提高煙氣排放的 抬升高度，降低污染物的落地濃度，從而消除白煙現(xiàn)象。MGGHMGGH 系統(tǒng)工作原理 MGGHMGGH 系統(tǒng)綜合應(yīng)用煙氣余熱利用技術(shù)： 通過(guò)熱回收器回收出口煙氣余熱，使除塵器入口溫度由 120120、150150 C降低至 9090、100100 C煙溫的降低促使粉塵比電阻相應(yīng)降低， 進(jìn)而大幅提 高除塵效率，并有效脫除煙氣中絕大部分的 S03S03，滿足低排放要求， 節(jié)省濕法脫硫工藝耗水量，減少煙囪水汽的排放。熱回收器回收的 熱量由熱媒體運(yùn)輸至煙氣再加熱器，將脫硫出口煙氣溫度由約5050 C升高到 8080C 左右，從而避免煙囪降落液滴，減輕煙囪腐蝕，提高煙 氣排放

8、抬升高度，消除“煙羽”視覺(jué)污染。2222 管束除霧器在凈煙氣脫白中的應(yīng)用在燃煤鍋爐末端脫硫過(guò)程中，控制吸收塔后煙囪顆粒物排放含量 的設(shè)施主要為折流板除霧器。折流板除霧器在其工作流速下，對(duì)粒徑 2020 卩m m 以上顆粒的去除效率顯著，但是對(duì)粒徑 2020 卩 m m 以下小顆粒的 去除效率不佳；隨著環(huán)保力度的加大，在超低排放政策下，如何對(duì)細(xì) 小顆粒進(jìn)行高效率地去除，同時(shí)保證運(yùn)行成本的可持續(xù)性，是亟待解 決的難題。管束式除霧器是近年來(lái)興起并逐漸得到應(yīng)用的新型高效除霧器，具有對(duì)細(xì)小顆粒去除效率高、阻力小、投資成本低、維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。在吸收塔入口顆粒物含量 w 30mg/Nm330mg/Nm3 的

9、前提下，吸收塔煙囪出口顆 粒物含量 w 5mg/Nm35mg/Nm3，并可在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。管束式除塵除霧器是主要依賴于吸收塔上部低溫飽和凈煙氣中 含有大量細(xì)小霧滴的特點(diǎn)，利用大量細(xì)小霧滴高速運(yùn)動(dòng)條件下增加粉 煤灰顆粒與霧滴碰撞的機(jī)率，霧滴與粉煤灰顆粒凝聚從而實(shí)現(xiàn)對(duì)此部 分極微小粉煤灰塵和霧滴的捕悉脫除。管束式除塵除霧器的工作原理可簡(jiǎn)單表述為通過(guò)粉煤灰顆粒、霧滴的凝聚、捕悉和湮滅的 3 3 種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在煙氣高速旋流、劇烈混合、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，將煙氣中攜帶的霧滴和粉塵顆粒脫除。2323 濕式電除塵器在煙氣脫白中的應(yīng)用濕式靜電除塵器是高效氣液分離濕法設(shè)備， 捕集煙氣中微米和亞 微米級(jí)微粒，

10、確保煙氣中水霧、粉塵達(dá)標(biāo)排放。工作原理：通過(guò)靜電 控制裝置和直流高壓發(fā)生裝置，將交流電變成直流電送至除霧裝置 中，在電暈線（陰極）和酸霧捕集極板 邙日極）之間形成強(qiáng)大的電場(chǎng)， 使空氣分子被電離，瞬間產(chǎn)生大量的電子和正、負(fù)離子，這些電子和 離子在電場(chǎng)力的作用下作定向運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成捕集煙霧的媒介。同時(shí)使酸霧微粒荷電，這些荷電的酸霧粒子在電場(chǎng)力的作用下， 作定向運(yùn)動(dòng)，抵達(dá)到捕集酸霧的陽(yáng)極管上。之后，荷電粒子在極板上 釋放電子，失去電荷后的酸霧顆粒在重力作用下順沉淀極內(nèi)壁流向電 除霧器底部，這樣就達(dá)到了凈化霧滴的目的。在進(jìn)口煙氣粉塵顆粒濃度不高于 300mg/Nm3300mg/Nm3 情況下，電除霧器 出

11、口細(xì)微粉塵顆粒不高于 30mg/Nm330mg/Nm3 ;脫除效率不低于 90%90%。在進(jìn) 口煙氣霧滴濃度不高于 750mg/m3750mg/m3 情況下，電除霧器出口煙氣中霧 滴不高于 70mg/m370mg/m3。煙囪出口視覺(jué)無(wú)明顯白霧（冬季因溫差原因或 氣壓較低的情況下，可能會(huì)有部分白煙）。脫除效率不低于90%90%2424 凈煙氣冷凝器在煙氣脫白中的應(yīng)用相當(dāng)數(shù)量的濕法脫硫系統(tǒng)存在場(chǎng)地限制， 改造困難的情況，對(duì)于 一些難以增設(shè) GGHGGH 的情況，可以單獨(dú)采用凈煙氣冷凝器回收冷凝液 + +再熱器升溫的方案。冷凝器安裝于脫硫塔出口煙道中。 由于換熱管中通有冷卻水，使 得煙氣水蒸氣冷凝析

12、出，將裹挾煙塵、石膏顆粒凝結(jié)聚集，沿垂直換 熱管表面向下流動(dòng)，起到液膜除塵作用，降低煙氣塵濃度，煙氣含水 量，消除“濕煙羽” “大白煙”。換熱后的熱水供廠區(qū)回用。再熱器安裝于脫硫出口煙氣冷凝器之后、煙囪之前的煙道中。利用原煙氣加熱的熱媒水對(duì)脫硫后煙氣升溫，降溫后的媒介水再經(jīng)過(guò)熱 循環(huán)泵送至脫硫前煙氣冷卻其中。使脫硫后煙氣再熱器的媒介與脫硫 原煙氣冷卻器的媒介形成閉室循環(huán)。2.5.2.5.引入熱風(fēng)混合排放技術(shù)傳統(tǒng)的煙氣再熱技術(shù)（GGHGGH ）存在投資、運(yùn)行費(fèi)用高，易腐蝕、 堵塞、漏煙等問(wèn)題，且不適用于改造。為此為提升凈煙氣溫度，可以 混合式煙氣再熱技術(shù)。將來(lái)自鍋爐空氣預(yù)熱器的一定量的熱風(fēng)引入到 脫硫凈煙氣中，熱風(fēng)與凈煙氣直接混合，從而達(dá)到提升煙氣的合理溫 度范圍。該技術(shù)投資運(yùn)行費(fèi)用低，無(wú)堵塞和腐蝕問(wèn)題，也可以有效消 除有色煙羽，但是對(duì)于排放污染物和水蒸汽的總量沒(méi)有幫助，可以和以上其他技術(shù)組合使用。2.62.6 煙塔合一排放技術(shù)煙塔合一排放技術(shù)在德國(guó)首次使用， 并逐步在國(guó)內(nèi)得到應(yīng)用。煙 塔合一是利用冷卻塔的巨大能量和熱空氣量， 對(duì)脫硫后的凈煙氣進(jìn)行 抬升，從而促進(jìn)煙氣擴(kuò)散，改善凈煙氣中污染物的擴(kuò)散情況，從而避 免石膏雨的產(chǎn)生。此外對(duì)于新建項(xiàng)目，要注意煙氣流速設(shè)計(jì)，不要超過(guò)臨界值，煙 道流速不要超過(guò) 15m/s15m/s，吸收塔流速宜設(shè)