对烟气脱白的认识,有两层含义:先是比较去除烟气中有害成分,包括减少氮氧化物、硫化物、各种烟尘颗粒物、气溶胶、结晶盐颗粒物的排放;其次才是减少白烟的视觉观感。白烟没了、但烟气中的有害成分总量没有根本控制,很明显是自欺欺人、掩耳盗铃的做法”。在比较去除烟气中有害成分方面,你有哪些考虑?““微旋流除尘除雾装置”过程中,我们就建立了一个基本概念:要除尘、先除雾,把视角聚焦在捕捉5um以下烟尘颗粒、液滴这个点上。在采用“微旋流除尘除雾装置”进行超低排放的改造项目中,绝大部分项目排放的白烟显著,观感烟量减少40-50%、而且烟的颜色白。为什么白烟会减少?我们结合流场试验、对克拉伯龙方程温度与压力关系的研究,得出了结论:微旋流除尘除雾装置在捕捉粒径5μm以下的“液态水”的同时,将饱和烟气中的“气态水”部分转变成“液态水”,烟气由饱和状态、转变成“欠饱和状态”。我们把烟气脱白作为一个单独业务板块,并对核心产品、做了适应性调整。我们对核心产品做了去白的适应性调整,确定了我们在烟气脱白方面的量化衡量指标:同等环境条件下,排烟状况显著,观感烟量减少60-70%;环境温度5度以上时,无烟龙、烟羽、烟气分叉现象;吸收塔出口烟气雾滴含量低于30毫克;烟尘颗粒物、二氧化硫排放指标明显。
目前,围绕锅炉烟气“脱白”的主流方案有:脱硫后直接加温法,如烟气再热器技术系统(白烟换热器GGH)、蒸气换热器技术(SGH)等,具有投资省、运行成本低等特点;先降温再升温法,如热媒循环烟气再热器技术(MGGH),具有投资大、占用空间大、运行成本低等特点,适用于已建环保投施的改造;冷凝降温+MGGH法,具率高、运行成本低等特点,适用于新建环保设施的改造项目。脱硫后烟气“脱白”虽然部门现时尚未硬性要求推进,但作为热电企业应做到未雨绸缪、先行先试,为其它行业做表率。会议要求各企业在酝酿后根据自身企业的实际,结合现场工艺布置,选用合适的脱硫后烟气“脱白”工艺,从技术上和经济上比较各种方案,确保系统简单易行,并且运行成本低,确保环保节能两不误。
湿烟气脱白的新技术途径以及白烟形成的机理
[一]、湿烟气脱白的新技术途径
湿气体的饱和含湿量与湿烟气压力和饱和温度有关,压力、饱和温度越高含湿量就越高。湿法脱硫后的烟气表压为几百帕的微正压,可以近似视为恒定大气压。在恒定大气压力下,湿烟气的饱和含湿量只与饱和烟气温度相关,这在许多相关技术手册中都可以查到,也可以计算。为方便讨论,以1Nm3的干烟气为基数,将其饱和含湿量与饱和温度的关系。
目前湿法脱硫后放散湿烟气的状态点:平均温度、50℃、含湿量为111.8g/Nm3。在湿烟气饱和含湿量不变的条件下,通过间接换热方式将烟气温度升高到80℃,则烟气的相对湿度就从100%降低到16%,成为干烟气排放,属于升温。采用GGH,MGGH升温,尽管分别存在换热器堵塞、腐蚀、串烟、造价高、安装空间紧张、增加阻损导致系统能力不足或电耗增加,但只要企业和有关标准管控部门认同湿烟气脱白对产生雾霾污染的重要相关性,推广升温脱白从技术和操作管理层面是没有问题的,需要增加投资和运行成本也是事实,存在环境治理与经济效益之间的矛盾。
随着相关技术的进步,通过尝试新的烟气脱白设备技术来解决这一矛盾已经具备条件,在我国有必要相反方向的湿烟气脱白技术途径,就是冷凝为主的混合技术,将脱硫后50℃湿烟气冷凝冷却到25℃以下,也就是大气平均温度,如能进一步冷却到15℃,然后再升温到25℃效果好。采用湿烟气混合冷凝脱白有技术有以下特点:
.湿烟气的饱和含湿量从111.8降低到26g/Nm3以下,与大气含湿量接近,实践证明可以实现脱白,从而有助于解决我国的大气雾霾污染。
.回收湿烟气中的冷凝水,吨煤燃烧排烟水分减少0.8吨以上。前述300MW机组小时可回收冷凝水80吨,年回收80万吨以上。我国脱硫预计年回收超过四十亿吨水,超过我国海水淡化的总量,脱硫不仅不耗水,还能回收煤中的大部分水份,经过适当的处理后为脱硫或锅炉提供补充水,应该被视为一个新的非常规水源。
.湿烟气中含有一定的余热,每立方米干烟气的余热量228kJ,大致相当于燃煤低发热量的10%,回收用于民用采暖、热水、制冷或低温发电,预期可抵顶成本。
.冷凝还有一个重要作用,就是可以将残留的细颗粒粉尘、二氧化硫、酸、重金属等大部分污染成分大部分冷凝进入排水中,是实现燃煤锅炉放散烟气低成本达标、甚至超低近零排放的可选择技术之一。
[二]、白烟形成的机理
工业上的“有色烟羽”包括白色烟羽、黄色烟羽、灰色烟羽、蓝色烟羽等。这些年随着国家环保标准要求的不断提高,黄色、灰色、蓝色已基本消除,而白色烟羽依然存在。虽然企业的烟气排放已经符合国家环保标准,但仍然有长长的白色雾带飘扬在工厂上空。
2017年上海、浙江已将消除“有色烟羽”写入地方环保标准。上海市环境保护局和上海市质量技术监督局联合发布的《燃煤电厂大气污染物排放标准》明确要求:燃煤发电锅炉应采取烟温控制及其他措施消除石膏雨、有色烟羽等现象。浙江省环保厅发布的浙江省强制性地方环境保护标准《燃煤电厂大气污染物排放标准》明确要求:位于城市主城区及环境空气敏感区的燃煤发电锅炉应采取烟温控制及其他措施消除石膏雨、有色烟羽等现象。2018年,部分省、市对钢铁、焦化和燃煤电厂等行业提出超低排放、减排的实施方案,其中明确提出对湿烟气消白除尘设备治理的要求。
企业要生存发展,一方面要适应不断提高的环保标准,另一方面也要承担相应的社会责任,提高品牌信誉和社会公信力。因此,除雾脱白将成为环保发展的一个新方向,也是社会发展的趋势。
当温度较高、湿度较大的烟气从烟囱排出去后,遇到较低的环境温度,在降温过程中达到结露温度,从而使烟气中的水蒸气凝结成水雾,形成白烟,亦称之为“白色烟羽”。
泊头市汇金环保设备有限公司(http://www.huijinhuanbao.com)从事锅炉除尘器、塑烧板除尘器、换热器、冷凝器产品广泛应用于冶金、矿山、建材、铸造、化工、烟草、沥青、水泥、机械、粮食、机械加工、锅炉等行业。
目前,围绕锅炉烟气“脱白”的主流方案有:脱硫后直接加温法,如烟气再热器技术系统(白烟换热器GGH)、蒸气换热器技术(SGH)等,具有投资省、运行成本低等特点;先降温再升温法,如热媒循环烟气再热器技术(MGGH),具有投资大、占用空间大、运行成本低等特点,适用于已建环保投施的改造;冷凝降温+MGGH法,具率高、运行成本低等特点,适用于新建环保设施的改造项目。脱硫后烟气“脱白”虽然部门现时尚未硬性要求推进,但作为热电企业应做到未雨绸缪、先行先试,为其它行业做表率。会议要求各企业在酝酿后根据自身企业的实际,结合现场工艺布置,选用合适的脱硫后烟气“脱白”工艺,从技术上和经济上比较各种方案,确保系统简单易行,并且运行成本低,确保环保节能两不误。
湿烟气脱白的新技术途径以及白烟形成的机理
[一]、湿烟气脱白的新技术途径
湿气体的饱和含湿量与湿烟气压力和饱和温度有关,压力、饱和温度越高含湿量就越高。湿法脱硫后的烟气表压为几百帕的微正压,可以近似视为恒定大气压。在恒定大气压力下,湿烟气的饱和含湿量只与饱和烟气温度相关,这在许多相关技术手册中都可以查到,也可以计算。为方便讨论,以1Nm3的干烟气为基数,将其饱和含湿量与饱和温度的关系。
目前湿法脱硫后放散湿烟气的状态点:平均温度、50℃、含湿量为111.8g/Nm3。在湿烟气饱和含湿量不变的条件下,通过间接换热方式将烟气温度升高到80℃,则烟气的相对湿度就从100%降低到16%,成为干烟气排放,属于升温。采用GGH,MGGH升温,尽管分别存在换热器堵塞、腐蚀、串烟、造价高、安装空间紧张、增加阻损导致系统能力不足或电耗增加,但只要企业和有关标准管控部门认同湿烟气脱白对产生雾霾污染的重要相关性,推广升温脱白从技术和操作管理层面是没有问题的,需要增加投资和运行成本也是事实,存在环境治理与经济效益之间的矛盾。
随着相关技术的进步,通过尝试新的烟气脱白设备技术来解决这一矛盾已经具备条件,在我国有必要相反方向的湿烟气脱白技术途径,就是冷凝为主的混合技术,将脱硫后50℃湿烟气冷凝冷却到25℃以下,也就是大气平均温度,如能进一步冷却到15℃,然后再升温到25℃效果好。采用湿烟气混合冷凝脱白有技术有以下特点:
.湿烟气的饱和含湿量从111.8降低到26g/Nm3以下,与大气含湿量接近,实践证明可以实现脱白,从而有助于解决我国的大气雾霾污染。
.回收湿烟气中的冷凝水,吨煤燃烧排烟水分减少0.8吨以上。前述300MW机组小时可回收冷凝水80吨,年回收80万吨以上。我国脱硫预计年回收超过四十亿吨水,超过我国海水淡化的总量,脱硫不仅不耗水,还能回收煤中的大部分水份,经过适当的处理后为脱硫或锅炉提供补充水,应该被视为一个新的非常规水源。
.湿烟气中含有一定的余热,每立方米干烟气的余热量228kJ,大致相当于燃煤低发热量的10%,回收用于民用采暖、热水、制冷或低温发电,预期可抵顶成本。
.冷凝还有一个重要作用,就是可以将残留的细颗粒粉尘、二氧化硫、酸、重金属等大部分污染成分大部分冷凝进入排水中,是实现燃煤锅炉放散烟气低成本达标、甚至超低近零排放的可选择技术之一。
[二]、白烟形成的机理
工业上的“有色烟羽”包括白色烟羽、黄色烟羽、灰色烟羽、蓝色烟羽等。这些年随着国家环保标准要求的不断提高,黄色、灰色、蓝色已基本消除,而白色烟羽依然存在。虽然企业的烟气排放已经符合国家环保标准,但仍然有长长的白色雾带飘扬在工厂上空。
2017年上海、浙江已将消除“有色烟羽”写入地方环保标准。上海市环境保护局和上海市质量技术监督局联合发布的《燃煤电厂大气污染物排放标准》明确要求:燃煤发电锅炉应采取烟温控制及其他措施消除石膏雨、有色烟羽等现象。浙江省环保厅发布的浙江省强制性地方环境保护标准《燃煤电厂大气污染物排放标准》明确要求:位于城市主城区及环境空气敏感区的燃煤发电锅炉应采取烟温控制及其他措施消除石膏雨、有色烟羽等现象。2018年,部分省、市对钢铁、焦化和燃煤电厂等行业提出超低排放、减排的实施方案,其中明确提出对湿烟气消白除尘设备治理的要求。
企业要生存发展,一方面要适应不断提高的环保标准,另一方面也要承担相应的社会责任,提高品牌信誉和社会公信力。因此,除雾脱白将成为环保发展的一个新方向,也是社会发展的趋势。
当温度较高、湿度较大的烟气从烟囱排出去后,遇到较低的环境温度,在降温过程中达到结露温度,从而使烟气中的水蒸气凝结成水雾,形成白烟,亦称之为“白色烟羽”。
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