浅谈锅炉湿法脱硫系统后的烟气脱白技术
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连日来,蓝天白云在民众中成为一个热词,来自不同地方的朋友在微信朋友圈晒出了天空中的蔚蓝。一时间,蓝天白云不是梦,让蓝天说话成为人们的赞誉与期许。老百姓的认可和广泛参与的热情告诉我们,大气污染治理是最基本的民生,也是最大的公共利益。
1 概述
我们所见到的烟气,来源于各行各业,包括:燃煤发电、垃圾发电、生物质发电、供热锅炉等烟气;钢铁行业烧结机、球团、竖炉、转炉、热轧生产线产生的烟气;焦化行业焦炉烟道气、水熄焦烟气;玻璃、水泥、砖瓦、陶瓷窑炉产生的烟气;能源、有色、化工、石化、建材等行业生产过程中产生的烟气。
按照国家环保要求,以上所及的工业烟气必须经过脱硝、除尘、和脱硫等工序,当其中的氮氧化物、二氧化硫、烟尘等有毒有害物质的浓度降低到工业烟气排放标准值以下时,才被允许排放。
我国火电燃煤锅炉烟气100%上了脱硫,其中超过90%采用湿法,工业烟气经湿法脱硫后,烟气含湿量一般高达13-15%,甚至达到20%,烟气温度较低(50-55之间),脱硫后的烟气进入空气,当烟气中的水蒸气处于过饱和状态,部分水蒸气冷凝结雾,形成雾化的细小液滴,就会出现“白烟”现象。尤其是冬季,白烟现象不仅加重,还会造成更大的资源浪费,因为水也是资源。
湿法脱硫后的工业烟气,具有很高的湿度,通过烟囱排放时,主要是以雾滴的形式被释放到大气中。工业烟气中的雾滴,溶解着大量硫酸盐、硝酸盐尘以及脱硫剂和脱硝剂等溶质物质,当这些雾滴在大气中失去水分后,盐碱类物质便析出而形成微小的盐碱类颗粒物。从空气当量学角度看,这些微小的盐碱类颗粒物粒径微小,通常小于PM2.5(空气当量学直径),比表面积大,比重轻,长期漂浮空气中,即通常讲的二次颗粒物。当静稳、空气湿度大的天气出现,二次颗粒物吸水长大并形成富集时,雾霾降临。
湿法脱硫后的工业烟气是雾霾的主要来源之一,已被大多数环保治理业界认同,“烟气脱白”就是很好的印证,但并不否定其它诸多雾霾源的存在。
与此同时,我们不可忽视达标排放的工业烟气中,依然含有残余的氮氧化物、二氧化硫和烟尘,尽管满足了排放标准的要求,但还是会对环境造成一定的污染。因此,对经过前述环保处理后的工业烟气施以末端净化,一方面,进一步提高工业烟气的净化程度,即脱白;另一方面,还必须看到和能够预见到,那就是回收水,水资源的重要毋庸赘述,仅以经济效益论,直接关乎企业生产成本。例如: 工业耗水大户氧化铝行业,一个年产400万吨的氧化铝企业,年用水蒸发量约1200万吨,
2 我国湿排烟带出水分的总量估算
水在自然界中呈现三种状态:固态冰、雪,液态水、雾;气态水蒸汽。水吸热后会蒸发相变为水蒸汽进入大气,大气中的水蒸汽含量达到一定程度会饱和达到含湿量的最大值,饱和后的大气遇冷降温就会再相变为雾、雨、雪、冰雹等,自然界水变蒸汽、蒸汽冷凝成水是一个可逆过程,有其自身规律和平衡,我国最湿月份室外平均大气湿度为12g/kg(~15g/Nm3),西北部大气湿度低属于干燥区域,东南部属于高湿区域。
燃煤锅炉湿法脱硫系统排烟带出的水分,以300MW机组为例,脱硫系统每小时消耗水120m3/h,包括原烟气带水分71.8 m3/h、脱硫增加40m3/h,年耗水量~100万吨。按照燃烧吨煤放散烟气10000Nm3/t、湿烟气所含水分112g/Nm3估算,每燃烧1吨煤湿烟气带走水份1吨,主要包括煤中原始含水、脱硫补充水,2017年全国消耗煤36-37亿吨,燃煤烟气带入大气的水份高达三十多亿吨,如果通过回收水效率为90%,就能回收二十七亿吨水。所以说“烟气脱白”迫在眉睫。
锅炉湿法脱硫系统后的烟气脱白技术
1·烟气冷凝再加热技术
烟气冷凝再加热技术是通过降温减少“白烟”中的绝对含湿量,使烟气中饱和水汽析出成凝结水,再将烟气再加热降低“白烟”的相对含湿量,从而消除烟羽。
2·MGGH技术
MGGH系统简介
传统的GGH装置,多数存在污染物逃逸,从而导致SO2超标排放、换热片腐蚀、积灰结垢、烟气堵塞、阻力大、运行及维护费用高等系列问题,故障严重时甚至影响系统的正常运行,针对上述问题,在环保排放控制综合要求不断提高的推动下,山东保蓝环保工程有限公司
研发了MGGH(全称为Mitsubishi Gas-Gas Heater)技术。间接换热,利用水作为媒介,通过水循环方式从高温烟气吸热,到尾部烟道放热,提升净烟气的温度,提高烟气排放的抬升高度,降低污染物的落地浓度,从而消除“白烟”现象。
MGGH系统工作原理
MGGH系统综合应用烟气余热利用技术:
①通过热回收器回收出口烟气余热,使除尘器入口温度由120~150℃降低至90~100℃。烟温的降低促使粉尘比电阻相应降低,进而大幅提高除尘效率,并有效脱除烟气中绝大部分的SO3,满足低排放要求,节省湿法脱硫工艺耗水量,减少烟囱水汽的排放。
②热回收器回收的热量由热媒体运输至烟气再加热器,将脱硫出口烟气温度由约50℃升高到80℃左右,从而避免烟囱降落液滴,减轻烟囱腐蚀,提高烟气排放抬升高度,消除“烟羽”视觉污染。
MGGH系统组成
MGGH系统包括原烟气冷却器和净烟气再热器两组热交换器两大重要部件,该系统功能为通过水和烟气的换热,利用FGD(Flue gas desulfurization)前高温原烟气的热量加热FGD后的净烟气。
除以上两大重要部件,MGGH系统还配备循环水系统、稳压系统、加药系统、清洗系统等其他部件,来保证系统安全稳定运行。
MGGH系统优势
效率高。热烟气和冷烟气之间无烟气与飞灰的泄漏,MGGH从不影响烟气脱硫系统的SO2和飞灰的去除效率。
占地面积小。保蓝烟气脱白MGGH系统采用降温—脱白一体化装置,结构简单,布局合理,占地面积小。
造价、运行成本低。通过余热回收利用实现超低排放和除湿脱白,可以降低采用湿电的成本,烟囱也不需防腐。
3·电磁脱白技术
电磁脱白装置可实现彻底消除“白烟”、阻力损失小、气体处理量大等特点。保蓝采用的特殊电磁发生器使整个电磁脱白空间充满磁场,当含雾滴的气体通过该磁场时,在磁场力的作用下,所有的雾滴、小液滴、PM2.5等,均会移动到电磁接受极,并形成动态液膜,回流至储
水箱,供降温和脱硫使用,除此之外,仍然有大部分未结露的水分子以气态的形式排放到大气中,几乎所有的小液滴、细微粉尘颗粒物、硫酸雾、硝酸雾、PM2.5和其他有害物质均被电磁脱白装置净化,从而实现了小液滴、细微粉尘颗粒物、硫酸雾、硝酸雾、PM2.5和其
他有害物质达到了接近于零排放的效果(诸多工况已低于仪器测量精度),因此保蓝将其命名为:电磁脱白零排放系统。
电磁脱白系统优势
1·效率高。通过电磁场作用对杂质、“白烟”进行捕捉,效率高、效果好。
2·占地面积小。保蓝电磁脱白系统结构简单,布局合理,占地面积小。
3·适用范围广。保蓝电磁脱白系统适用于火电厂、化工厂等多个领域的烟气脱白。
4·运行成本低。电磁脱白系统去除焦油,粉尘,水雾等杂质,达到物料回收和气体净化双重效,节约成本。
电磁脱白系统适用领域
电磁脱白系统设备广泛应用于火电厂,焦化厂,钢铁厂,染料厂,化肥厂,制药厂,冶金行业,化工厂和垃圾焚烧等多种行业工厂。
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