1、除雾霾烟气中水蒸气的密度是0.804kg/m3,比空气轻,离开烟囱后很容易上升,与环境低温空气混合降温后,水蒸气饱和冷凝为水滴,水滴的密度是1000kg/m3,颗粒细、密度远比空气大的水滴在大气层中悬浮累积形成雾,浓雾影响飞行、高速公路交通,通过风、雨、雪可以刮走或凝结降落,遇静稳天气,浓雾就像一个大盖子,本身就有溶解性颗粒物析出,还吸收其他污染源颗粒物、阻隔其扩散,在雾层中累积,就形成了雾霾,这就是我国频繁出现雾霾的成因和过程。以除湿为基础的烟气脱白可以去雾霾,减少大雾天气,特别重要的是可以协同、低成本实现粉尘、二氧化硫、氮氧化物、重金属、有机污染成分的达标和超低近零排放,使环保由纯投入转变为益。
2、节水基于以下方法可以估算出,我国每年人为排放到大气中的水分超过160亿吨。
1)煤电、热电行业:每燃烧1吨标煤,湿烟气带走水分1吨、循环水冷却塔排水5吨,煤电、热电行业每年排到大气中的水分超过120亿吨。
2)钢铁行业:每生产1吨钢,放散1.5吨水分,全行业每年排放水分约15亿吨。
3)煤焦化行业:每湿熄1吨焦炭,排放0.5吨水分,焦炉烟道气湿法脱硫、干法脱硫都排放水分,合计煤焦化行业每年向大气排放水分超过2亿吨。
4)废气燃烧:每燃烧1立方米废气,会产生2立方米、1.55千克水蒸气,每年排放超过3亿吨水分。此外,还有水泥、建材、有色金属、石油化工等行业。人为排放到大气160亿吨的水分,与大自然的水循环量相比,确是小数目,但这是在大自然正常循环基础上增加的,特别是我国经济发展不均衡、发达地区排放强度是平均值的10倍以上,不均匀。我国能耗、排放巨量的国情决定,在我国做烟气脱白,充分重视节水。水分上天是雾霾、收回来就是资源,特别对西部缺水企业,回收水分意义。大气水分是我国不可忽视的重要非常规水源。
3、节能采用以除湿为基础的烟气脱白,假设回收70%排汽,每年可以回收相当于100多亿吨水蒸气的热量,用于采暖、加热矿粉、煤粉,具有相当显著的节能效益。
4、处理利用废水烟气脱白不仅不新产生废水,还有助于处理原来的难处理废水。湿法脱硫废水、焦化废水、综合污水处理产生的浓盐水都是难处理、投资处理成本均高的废水,采用膜处理为主的常规处理方法难以做到“零排放”或难以低成本“零排放”,采用烟气脱白后,阻隔了烟气中污染物从水中向大气中的转移,利用烟道气余热和残氧热解热氧化、无害化消解废水中COD有机成分、吸收稀释氨氮,用喷雾蒸发浓缩、干燥去除溶解盐,可以大幅度减少废水处理投资,特别是降低处理成本。综上所述,烟气脱白是实现超低排放、节约能源、除雾霾、节水、处理利用废水的手段。
烟气脱白设备技术介绍同运焦除尘系统存在的问题
一、烟气脱白技术介绍
燃煤电厂烟囱排出的饱和湿烟气与环境冷空气混合,在降温过程中,所含的水蒸气饱和凝结,凝结水雾滴对光线产生折射、散射,使烟羽呈现出白色或者灰色,被称为“湿烟羽”,俗称“大白烟”,烟气脱白设备就是指去除大白烟。大白烟的源头是水分,烟气中饱和水蒸气是吸热产生的,含有大量潜热,因此,烟气脱白设备的关键就是排放烟气的温度、湿度控制。
烟气冷凝技术对脱硫出目的湿饱和烟气进行冷却,使得烟气沿着饱和湿度曲线降温,在降温过程中烟气含湿量大幅下降,冷却至接近环境温度时排放。烟气冷凝技术的核心为合适的冷源,一般的冷源主要为水冷、空冷和其他人工冷源。要将湿烟气直接冷却至接近环境空气状态难度不小,水冷和空冷方式受制于环境气候,冬季和夏季效果差异很大;人工冷源方式能够保证效果,但能耗较高,经济型差,因此烟气直接冷凝技术很少应用于燃煤电厂。
二、烟气脱白节水效果分析
循环冷却水在换热器内吸收脱硫浆液的热量升温,并通过机械通风冷却塔降温,一部分热量通过冷却水的蒸发释放至环境大气中,其水分蒸发量与环境温度密切相关,可以通过循环冷却水估算法估算。排烟温度降低后,烟气的水蒸气携带量减少,其与循环冷却水蒸发量、漂滴损失的差值即为浆液冷却烟气脱白的节水量。
干球温度对烟气脱白节水效果的影响如。烟气脱白随着干球温度的降低,浆液冷却烟气脱白的节水量逐渐增多。在机组排烟初始温度为50℃,干球温度为40℃时,该320MW机组烟气脱白系统的节水量仍高达9.8t.h-1,节水率约为49.0%。
对于拟采用浆液冷却工艺进行烟气脱白的机组,应结合机组历史运行数据,通过试验确定机组夏季的烟温调节能力,以确定佳的设计初始烟温。在炎热的夏季,机组冷却塔的冷却余量有限,而烟气脱白需要的换热量较多,直接使用机组循环水降低烟气温度将影响凝汽器的真空,增加机组的发电煤耗。因此,在进行烟气脱白改造时,建议配套建设专用的机械通风冷却塔。
煤炭中氢元素含量、水分含量、燃烧空气的温湿度对脱硫系统原烟气的含水量影响较大。在进行脱硫系统的水平衡计算时,应参考历年的煤质、气象数据,选择有代表性的煤种及气象天气条件,并考虑连续降雨对设计煤种含水量的影响。
在进行脱硫系统的水平衡设计时,应先考虑工艺水的回用与替代,其次可通过增加脱硫废水的排放量来控制脱硫系统的水平衡。对于拟进行脱硫废水零排放改造的项目,应综合考虑零排放改造对系统水平衡的影响,以便在脱硫系统的水平衡设计时预留一定余量。
浆液冷却烟气脱白的节水效果受干球温度影响较大,干球温度越低,节水效果越显著。对于320MW燃煤机组,即使在干球温度为40℃的极端高温天气条件下,其节水效率仍高达49.0%。
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