烟气脱白设备

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烟气脱白设备

烟气脱白的概念:

烟囱排出的白烟与环境冷空气混合,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,烟气脱白的关键就是对排放烟气的温度、湿度进行控制。

烟气脱白的作用

烟气脱白可实现排烟一年四季无白眼观“无白色烟雨”的最起码要求,可解决视觉污染,减少排放烟气对大气及环境污染;烟气脱白具有以下四个作用:

1.1、减少雾霾

烟气中水蒸气的密度是0.804kg/m3,比空气(1.29)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,颗粒极细、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。以除湿降低要求含湿量为基础的烟气脱白可以减少雾霾,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。

1.2、节水

据统计,我国每年人为排放到大气中的水分超过160亿吨。其中:

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)天然气燃烧:每燃烧1立方米天然气,会产生2立方米、1.55千克水蒸气,全国每年排放超过3亿吨水分。

此外,还有水泥、建材、有色金属、石油化工等行业。

烟气中带出的水分上天可能形成雾霾、经过烟气脱白冷凝回收水分收回来就是资源,每年可回收约50亿吨水分。

1.3、节能

烟气脱白采用以除湿降低烟气中含水量为基础的烟气脱白,假如回收45%烟气排放水量,全国每年可以回收相当于70多亿吨水蒸气的热量,具有相当显著的节能效益。

2、白色烟羽的成因:

湿法脱硫是目前工业窑炉和锅炉烟气脱硫的常用工艺技术,湿法脱硫过程中在脱硫塔内喷淋碱性循环浆液,反应吸收烟气中的二氧化硫。

湿法脱硫的脱硫效率高,但处理后排放湿烟气的白色烟羽拖尾的情况较普遍。随着环保要求逐渐严格,开始要求治理白色烟羽,俗称“消白烟”。湿法脱硫后的低温湿烟气中的水汽雾滴、残留的粉尘颗粒(PM2.5)、雾滴中二次携带的脱硫产物溶解盐、三氧化硫气溶胶等,在烟气降温过程中,烟气中所含水蒸气过饱和凝结,凝结水滴对光线产生折射、散射,从而使烟羽呈现出白色或者灰色,是形成常见白色烟羽的主要原因。

2.1 水汽雾滴携带

脱硫塔内低温的喷淋碱液(温度约 50℃)在脱硫塔内逆向接触烟气,在液气接触、脱硫的同时,部分水汽蒸发、降低了烟气温度,一般湿法脱硫后的排烟温度约 46~52℃。虽然经过了在脱硫塔内的常规除雾器的处理,但排放烟气的雾滴含量仍然较大,雾滴的粒径一般达到 5-20  微米。所以湿法脱硫塔排出的烟气为含少量水汽雾滴的“过饱和湿烟气”,在后续的烟气流程中,随着烟温在烟道、烟囱流动过程中逐渐降低,烟气中会析出酸性的冷凝雾滴,呈现很强的酸性(PH  值约 4)。

排烟进入大气中,大气温度低于烟温,烟气中的较大粒径的雾滴的蒸发、挥散需要一定的时间和距离。这是导致“白色烟羽”连绵不绝的主要原因。而且在气温较低、空气流动性较差的冬季,白色烟羽更加严重。

2.2 溶解盐

湿法脱硫过程中的循环浆液中会溶解一些金属和非金属的盐类,如氯化钠、硫酸钠,以及微量的重金属离子、硫酸钙、亚硫酸钙等。尤其是氯化钠、硫酸钠等盐类的溶解度较高,在烟气二次携带的雾滴中以溶液的状态富含。通常烟羽的白色水汽遮掩了溶解盐、三氧化硫气溶胶的状态,但是当白色水汽消除后,如在夏季较高气温时,烟羽白色水汽的拖尾变短,但显示出连绵不绝的淡灰色尾巴,主要就是残留的细微粉尘和水份后蒸发后结晶出来的盐类颗粒的表象。

3、白烟治理工艺技术路线

白色湿烟羽治理措施通常有三种方法:

(1)烟气加热;

(2)烟气冷凝;

(3)烟气冷凝再加热;

还有余热回收技术、利用热泵余热回收技术等。