煙氣脫白技術

甘肅煙氣脫白技術

產品概述
煙氣脫白技術在于凈煙氣的除霧、冷凝回收及煙氣再熱,煙氣換熱器技術、管束除霧器、濕式電除塵器、煙氣冷凝器、熱風混合排放技術、煙塔合一技術等均存在各自的優缺點和適用范圍。

煙氣脫白技術

在我國火電、鋼鐵、建材、有色、水泥、玻璃、石化、焦化等行業,煙氣脫硫大多采用濕法脫硫工藝,尤其以石灰石-石膏法、氨法脫硫等工藝為主。煙氣經脫硫系統凈化后,一般會形成45-55℃的低溫飽和濕煙氣。這些濕煙氣經煙囪直接排入大氣環境中,由于溫度降低,部分氣態水很快會和煙氣中的污染物(粉塵、SO3氣溶膠、NH3氣溶膠、石膏漿液等)凝結成液滴,在煙囪周圍形成霧狀水汽。在陽光照射下發生散射,形成人們常說的“有色煙羽”,在不同視角下,一般呈現為白色、灰白色、藍色或者黃色,嚴重時會在附近形成石膏雨或者氨逃逸。

煙氣脫白的需求性:

1.有色煙羽的視覺影響

有色煙羽會對周圍居民生活造成困擾,環保局也經常會受到類似的投訴。因此許多配備濕法煙氣脫硫裝置的企業、把“白色煙羽”作為超低排放改造的重要內容之一。

2.有色煙羽的污染問題

通常來講,煙氣經過脫硫脫硝除塵處理后,都已經達到了相關的排放標準,但有色煙羽的霧滴仍然夾帶著氮氧化物、硫化物、各種煙塵顆粒物、SO3氣溶膠、NH3氣溶膠、結晶鹽顆粒物等污染物,對煙氣進行脫白處理,在脫除大部分霧滴同時,還可以脫除大量污染物,有利于減輕霧霾。

3.煙氣脫白有利于節能節水

對于濕法脫硫工藝,煙氣排放的同時,由于高溫原煙氣經多層噴淋降溫,會帶走大量氣態水和液態霧滴。

一、煙氣換熱器在煙氣脫白中的應用

在濕法脫硫工藝中,目前常用的煙氣換熱器有4中:回轉式煙氣換熱器、熱管式煙氣換熱器(GGH)、管式熱媒水強制循環式換熱器(MGGH)、管式蒸汽熱交換式換熱器。

回轉式煙氣換熱器和熱管式煙氣換熱器安裝在引風機后脫硫塔入口前的位置,能使脫硫塔入口煙氣降至90-100℃,這樣煙氣溫度降低后煙氣體積變小,原脫硫塔內的上升流速自然變小,與脫硫液接觸反應時間延長,則脫硫效率相應提高,同時,由于入口煙氣溫度的降低,則在煙氣入塔時與脫硫液接觸時產生的水蒸氣量也會降低,則會減少煙氣中水蒸氣占有的體積,煙氣總體積量減少,此外由于入口煙氣溫度的降低,在脫硫塔內總的運行溫度都會降低,排出煙氣中所含的飽和濕度含水量減少。此外,凈煙氣通過GGH溫度可以提升至80℃,此排放溫度下,凈煙氣屬于不飽和狀態,因此不會產生“白煙”。

在*初引進國內時,由于在運行過程中存在堵塞、漏煙和腐蝕等問題,在目前的電廠中多已取消,新建的FGD系統多數也沒有預留位置,因此改造起來有難度。目前相對而言,MGGH克服了以上問題,而且由于冷卻器和再熱器可以分開布置,方便煙道的布置。

MGGH采用間接換熱,利用水作為媒介,通過水循環方式從高溫煙氣吸熱,到尾部煙道放熱,提升凈煙氣的溫度,提高煙氣排放的抬升高度,降低污染物的落地濃度,從而白煙現象。

MGGH系統工作原理MGGH系統綜合應用煙氣余熱利用技術:

①通過熱回收器回收出口煙氣余熱,使除塵器入口溫度由120、150℃降低至90、100℃煙溫的降低促使粉塵比電阻相應降低,進而大幅提效率,并脫除煙氣中絕大部分的S03,滿足低排放要求,節省濕法脫硫工藝耗水量,減少煙囪水汽的排放。

②熱回收器回收的熱量由熱媒體運輸至煙氣再加熱器,將脫硫出口煙氣溫度由約50℃升高到80℃左右,從而避免煙囪降落液滴,減輕煙囪腐蝕,提高煙氣排放抬升高度,“煙羽”視覺污染。

二、管束除霧器在凈煙氣脫白中的應用

在燃煤鍋爐末端脫硫過程中,控制吸收塔后煙囪顆粒物排放含量的設施主要為折流板除霧器。折流板除霧器在其工作流速下,對粒徑20μm以上顆粒的去除效率顯著,但是對粒徑20μm以下小顆粒的去除效率不佳;隨著環保力度的加大,在超低排放政策下,如何對細小顆粒進行去除,同時運行成本的可持續性,是亟待解決的難題。

管束式除霧器是近年來興起并逐漸應用的除霧器,具有對細小顆粒去除、阻力小、投資成本低、維護簡單等特點。在吸收塔入口顆粒物含量≤30mg/Nm3的前提下,吸收塔煙囪出口顆粒物含量≤5mg/Nm3,并可在長時間連續穩定運行。

管束式除塵除霧器是主要依賴于吸收塔上部低溫飽和凈煙氣中含有大量細小霧滴的特點,利用大量細小霧滴高速運動條件下增加粉煤灰顆粒與霧滴碰撞的機率,霧滴與粉煤灰顆粒凝聚從而實現對此部分極微小粉煤灰塵和霧滴的捕悉脫除。

管束式除塵除霧器的工作原理可簡單表述為通過粉煤灰顆粒、霧滴的凝聚、捕悉和湮滅的3種運動狀態,在煙氣高速旋流、劇烈混合、旋轉運動的過程中,將煙氣中攜帶的霧滴和粉塵顆粒脫除。

三、濕式電除塵器在煙氣脫白中的應用

濕式靜電除塵器是氣液分離濕法設備,捕集煙氣中微米和亞微米級微粒,煙氣中水霧、粉塵達標排放。工作原理:通過靜電控制裝置和直流高壓發生裝置,將交流電變成直流電送至除霧裝置中,在電暈線(陰極)和酸霧捕集極板(陽極)之間形成電場,使空氣分子被電離,瞬間產生大量的電子和正、負離子,這些電子和離子在電場力的作用下作定向運動,構成捕集煙霧的媒介。

同時使酸霧微粒荷電,這些荷電的酸霧粒子在電場力的作用下,作定向運動,抵達到捕集酸霧的陽極管上。之后,荷電粒子在極板上釋放電子,失去電荷后的酸霧顆粒在重力作用下順沉淀極內壁流向電除霧器底部,這樣就達到了凈化霧滴的目的。

在入口煙氣粉塵顆粒濃度不高于300mg/Nm3情況下,電除霧器出口細微粉塵顆粒不高于30mg/Nm3;脫除效率不低于90%。在入口煙氣霧滴濃度不高于750mg/m3情況下,電除霧器出口煙氣中霧滴不高于70mg/m3。煙囪出口視覺無明顯白霧(冬季因溫差原因或氣壓較低的情況下,可能會有部分白煙)。脫除效率不低于90%。

四、凈煙氣冷凝器在煙氣脫白中的應用

相當數量的濕法脫硫系統存在場地限制,改造困難的情況,對于一些難以增設GGH的情況,可以單獨采用凈煙氣冷凝器回收冷凝液+再熱器升溫的方案。

冷凝器安裝于脫硫塔出口煙道中。由于換熱管中通有冷卻水,使得煙氣水蒸氣冷凝析出,將裹挾煙塵、石膏顆粒凝結聚集,沿垂直換熱管表面向下流動,起到液膜除塵作用,降低煙氣塵濃度,煙氣含水量,“濕煙羽”“大白煙”。換熱后的熱水供廠區回用。

再熱器安裝于脫硫出口煙氣冷凝器之后、煙囪之前的煙道中。利用原煙氣加熱的熱媒水對脫硫后煙氣升溫,降溫后的媒介水再經過熱循環泵送至脫硫前煙氣冷卻其中。使脫硫后煙氣再熱器的媒介與脫硫原煙氣冷卻器的媒介形成閉室循環。

五、引入熱風混合排放技術

傳統的煙氣再熱技術(GGH)存在投資、運行費用高,易腐蝕、堵塞、漏煙等問題,且不適用于改造。為此為提升凈煙氣溫度,可以混合式煙氣再熱技術。將來自鍋爐空氣預熱器的量的熱風引入到脫硫凈煙氣中,熱風與凈煙氣直接混合,從而達到提升煙氣的合理溫度范圍。該技術投資運行費用低,無堵塞和腐蝕問題,也可以有色煙羽,但是對于排放污染物和水蒸汽的總量沒有幫助,可以和以上其他技術組合使用。

六、煙塔合一排放技術

煙塔合一排放技術在德國使用,并逐步在國內應用。煙塔合一是利用冷卻塔的巨大能量和熱空氣量,對脫硫后的凈煙氣進行抬升,從而煙氣擴散,凈煙氣中污染物的擴散情況,從而避免石膏雨的產生。

此外對于新建項目,要注意煙氣流速設計,不要超過臨界值,煙道流速不要超過15m/s,吸收塔流速宜設計在3.5m/s以下,煙囪宜設計為“直筒型+收縮段型”,這樣可以避免冷凝液的二次夾帶。

煙氣脫白技術在于凈煙氣的除霧、冷凝回收及煙氣再熱,煙氣換熱器技術、管束除霧器、濕式電除塵器、煙氣冷凝器、熱風混合排放技術、煙塔合一技術等均存在各自的優缺點和適用范圍,在實際工程中,可以根據情況組合使用,兼顧經濟效益,這樣在很大程度上,可以解決煙氣脫白問題。




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