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新型煙氣脫白技術(shù),實現(xiàn)能源循環(huán)利用
發(fā)布時間:
2018-09-28 01:08
來源:
中國節(jié)能網(wǎng)
訪問量:
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2018-09-28 01:08
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中國節(jié)能網(wǎng)
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燃煤電廠煙囪排出的濕煙氣與溫度較低的環(huán)境空氣發(fā)生接觸,煙氣降溫,在此過程中煙氣中所含水蒸汽過飽和凝結(jié),凝結(jié)水滴對光線產(chǎn)生折射、散射,從而使煙羽呈現(xiàn)出白色或者灰色的"濕煙羽"(俗稱"大白煙"、"白霧"等)。濕煙氣排放時,"煙羽"的抬升高度會有所降低,擴散效果相對較差,污染物在煙囪附近的落地濃度會增加,加重灰霾現(xiàn)象,影響能見度。在環(huán)境溫度低、除霧效果較差時,則有可能發(fā)生"煙囪雨"現(xiàn)象,同時不利于煙氣抬升擴散,甚至會加劇局部酸雨,腐蝕工程設(shè)施及建筑物等。濕煙羽現(xiàn)象嚴重影響了電廠周邊居民的生產(chǎn)生活,削弱了公眾對環(huán)境保護工作的滿意度,相當一部分燃煤電廠附近的居民對濕煙羽的治理提出了相關(guān)訴求,地方有關(guān)政府部門也對濕煙羽的控制提出了要求。
隨著國家對污染物排放要求的提高,當前燃煤電廠煙氣排放污染物對環(huán)境的污染已經(jīng)大幅下降。煙氣經(jīng)除塵、脫硫、脫硝、脫汞等措施后有效控制了顆粒物、硫氧化物、氮氧化物和汞等污染物的排放。"煙羽現(xiàn)象"的解決技術(shù)和節(jié)能消"煙"措施也越來越完善。
主要消除技術(shù)
消除煙羽是一個綜合治理的過程,應從以下幾方面著手:(1)降低煙氣的絕對含濕量;(2)降低煙氣的相對含濕量;(3)控制煙氣中SO3的生成及排放,控制NOx的排放并合理噴氨;(4)去除亞微米顆粒和酸霧,減少酸性氣溶膠的產(chǎn)生。對此根據(jù)"煙羽現(xiàn)象"的基本成因原理,結(jié)合實際生產(chǎn),治理手段大致可分為三大類:煙氣加熱技術(shù)、煙氣冷凝技術(shù)和煙氣冷凝再熱技術(shù)。
1煙氣加熱技術(shù)
煙氣加熱技術(shù)是對進入煙囪前的濕飽和煙氣進行加熱,將濕煙氣的溫度升高,保持濕煙氣的絕對含濕量不變,相對含濕量減小,使得煙氣相對濕度小于升溫后的飽和濕度,從而達到消除煙羽的技術(shù)要求。
目前煙氣加熱技術(shù)按換熱方式可以分為間接換熱和直接換熱兩類[9]。間接加熱技術(shù)主要有回轉(zhuǎn)式GGH,管式GGH,熱管式GGH,MGGH和蒸汽加熱器等;直接加熱技術(shù)主要有熱二次風混合加熱,燃氣直接加熱,熱空氣混合加熱等3種。
2煙氣冷凝技術(shù)
煙氣冷凝技術(shù)是對煙囪入口前的濕飽和煙氣進行冷卻,將濕煙氣的溫度降低,在降溫過程中含濕量大幅下降,減小濕煙氣的絕對含濕量。該技術(shù)可以回收大量煙氣凝結(jié)水、降低煙氣中煙塵、Hg、SO3等多種污染物的濃度。
煙氣冷凝技術(shù)主要有鑲邊凝聚器、冷凝析水器、脫硫零補水系統(tǒng)和煙氣余熱回收與減排一體化系統(tǒng)等。按換熱方式分有為間接換熱(如管式換熱器)和直接換熱(如噴淋塔)兩類。按冷源的不同又可分為水冷源、空氣冷源和其他人工冷源等三種。
3煙氣冷凝再熱技術(shù)
煙氣冷凝再熱技術(shù)是上述兩種方式的組合使用。它的濕煙羽消除機理是通過降溫減少濕煙氣中的絕對含濕量,使煙氣中飽和水汽析出成凝結(jié)水,再將煙氣再熱降低濕煙氣的相對含濕量,從而消除煙羽。
4其它消除措施
根據(jù)燃煤電廠"煙羽現(xiàn)象"產(chǎn)生的原因,還可以采取一些可行的措施,如混煤燃燒,采用混煤燃燒的方式降低煙氣中的含硫量,從源頭減少SO3的產(chǎn)生;也可在燃燒中或燃燒后噴堿性吸收劑,從爐膛頂部或選擇在催化還原裝置后向爐膛或煙道內(nèi)噴灑堿性吸收漿液,其與SO3發(fā)生反應生成硫酸鹽,隨飛灰通過除塵裝置脫除。美國的Gavin電廠爐膛噴鎂脫硫效果顯著,當Mg/SO3摩爾比為7時,SO3的脫除效率可達到90%。除此之外,開發(fā)新型SCR催化劑,如BiOIO3、CuO/TiO2等,降低SCR中SO3的轉(zhuǎn)化。
新型消"煙"技術(shù)
根據(jù)"煙羽現(xiàn)象"的形成機理以及消除技術(shù),可考慮采用熱管GGH+煙氣冷凝器技術(shù),在脫硫塔下游布置一級煙氣冷凝裝置用于對濕煙氣降溫,將其中的水蒸氣凝結(jié)出來收集,再通過熱管換熱器太高煙氣溫度,達到消除"煙羽現(xiàn)象"。
通過煙氣冷凝,將熱量從煙氣轉(zhuǎn)移到冷卻介質(zhì),冷卻介質(zhì)可取自凝汽器的循環(huán)冷卻水,其溫度為30℃左右,使該換熱器具有低溫省煤器的作用,預先加熱鍋爐給水。也可取自外部水源,給水進口溫度:冬季5~15℃,夏季15~25℃,換熱后可達到35~40℃。
另外,可將煙氣冷凝裝置單獨改造成一個供暖系統(tǒng),提供低品位熱水,供給地暖熱用戶采暖。常規(guī)暖氣散熱片對熱水溫度要求較高,要求供水溫度達到70℃左右,而地暖采暖所要求的供水溫度只需要50℃以下,回水溫度約25℃左右,通過利用地暖的優(yōu)勢,可實現(xiàn)對冷源的循環(huán)再利用。
對采用濕法脫硫工藝的燃煤電廠普遍存在的"煙羽現(xiàn)象",其主要原因是脫硫塔脫硫后的煙氣中含有固體顆粒物的液態(tài)水和汽態(tài)水,根本原因為進入煙囪的煙氣為飽和濕煙氣。通過對現(xiàn)有煙羽治理相關(guān)技術(shù)的闡述,結(jié)合當前電廠節(jié)能減排的技術(shù)要求,提出了一種可有效凝結(jié)析出飽和煙氣中水蒸氣的辦法,緩解了煙羽的發(fā)生,同時冷源也得到了良好的利用,對的煙羽治理有一定的借鑒意義。
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