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燃煤电厂湿烟羽治理手艺研究

宣布时间：

2022-06-08 19:36

泉源：

摘要:我国大都燃煤电厂湿法烟气脱硫工艺饱和湿烟气直接排放,形成可视湿烟羽。当下已有许多环保节能手艺对湿烟羽治理有显着效果,但手艺指标尚未团结湿烟羽治理来制订。湿烟羽治理手艺可归纳为三大类:加热类、冷凝类、冷凝再热类。对种种手艺的特点及其在湿烟羽治理中的顺应性举行了研究,并团结湿烟羽形成和消逝机理探索了三类手艺在差别情形温度、情形湿度条件下的适用规模。

0小序

现在我国燃煤电厂脱硫设施90%以上机组均接纳石灰石一石膏湿法脱硫工艺，随着天下燃煤烟气超低排放扩围提速，为知足超低排放限值要求，其中大部分脱硫装置未设置GGH。饱和湿烟气从烟囱倾轧与温度较低的情形空气混淆降温，其中水蒸汽过饱和凝聚，对光线爆发折射、散射，使烟羽泛起出白色或者灰色的“湿烟羽”(俗称“明确烟”)。湿烟羽征象削弱了公众对情形�；な虑榈�“获得感”，一些燃煤电厂周围群众对湿烟羽的治理提出了相关诉求，也有某些地方政府部分对燃煤电厂湿烟羽控制提出了要求。

1湿烟羽形成机理

现在海内绝大大都燃煤电厂的烟气在排放前都举行了湿法脱硫，温度降至45~C一55~C，此时的烟气通常是饱和湿烟气，烟气中含有大宗水蒸汽。若是烟气由烟囱直接倾轧，进入温度较低的情形空气，由于情形空气的饱和比湿较低，在烟气温度降低历程中，烟气中的水蒸汽会凝聚形成湿烟羽。湿烟羽的形成机理如图1所示。图1中的曲线为湿空气的饱和曲线，假设湿烟气在烟囱出口处的状态位于A点，而情形空气的状态位于F点，烟气在脱离烟囱时处于未饱和状态。湿烟气与情形空气}昆合历程最先沿AB线转变，抵达B点后烟气变为饱和湿烟气，以后湿空气与情形空气的混淆沿着曲线BDE转变，而多余的水蒸汽将凝聚成液态小水滴，形成湿烟羽。

2湿烟羽主要治理手艺

凭证湿烟羽形成及消逝的机理，可将现有的对湿烟羽有治理效果的手艺归纳为烟气加热手艺、烟气冷凝手艺、烟气冷凝再热手艺。现在电力行业内已有投运的烟气冷凝和烟气冷凝再热手艺，大大都并非针对湿烟羽的治理，主要目的是减排、收水、节水。其手艺指标尚未团结湿烟羽的消除来制订，但在客观上照旧起到了湿烟羽治理的效果。

一些燃煤电厂所接纳湿式电除尘器、烟道除雾器、声波除雾、烟囱收水环和除雾器等手艺虽可去除烟气的凝聚水，但由于烟气凝聚水在烟气中水汽的占比十分有限(不到1‰)，因此去除烟气的凝聚水只能减轻“湿烟羽”，不可有用消除湿烟羽，本文不做深入研究。别的，尚有接纳冷却塔排放的方法可以实现湿烟羽治理，但更适用于新建机组，不适合现役机组刷新，本文亦差池此深究。

以下按手艺原理分类对烟气加热手艺、烟气冷凝手艺、烟气冷凝再热手艺举行叙述。

3烟气加热手艺

烟气加热手艺是对脱硫出口的湿饱和烟气举行加热，使得烟气相对湿度远离饱和湿度曲线。湿烟羽消除机理如图2所示，湿烟气初始状态位于A点，经由加热后按AB升温，再沿BC掺混、冷却至情形状态点C，整个ABC转变历程均与饱和湿度曲线不相交，因此不爆发湿烟羽。

现在在役的加热手艺按换热方法分为两大类:即间接换热与直接换热。间接换热的主要代表手艺有:回转式GGH、管式GGH、热管式GGH、MGGH、蒸汽加热器等¨¨。直接换热的主要代表手艺有:热二次风混淆加热、燃气直接加热、热空气混淆加热等。各加热手艺若按实现湿烟羽治理的一律手艺指标，其主要手艺经济比照情形如表1所示。

直接加热的手艺虽一次投资较低，但因其热源并非使用烟气余热，运行用度太高，作为湿烟羽治理的手段价钱过大，在现实应用当中案例也少少。间接加热手艺中，回转式GGH与管式GGH均有差别水平漏风¨，在中国燃煤电厂超低排放的大情形条件下，作为湿烟羽治理手段，其应用也受到限制。热管式GGH大型化后，将使吹灰器安排有一定难度，且加大了占地面积引，在大机组上暂无应用。蒸汽加热的方法同样因热源问题能耗过高。因此，结适时下烟气超低排放及节能的要求，MGGH若作为湿烟羽治理的手段之一，具有最辽阔的应用远景。

4烟气冷凝手艺

烟气冷凝手艺是对脱硫出口的湿饱和烟气举行冷却，使得烟气沿着饱和湿度曲线降温，在降温历程中含湿量大幅下降。湿烟羽消除机理如图3所示。湿烟气初始状态位于A点，经由降温后按AF冷凝，再沿Fc掺混、冷却至情形状态点C，FC转变历程与饱和湿度曲线不相交，因此不爆发湿烟羽。

燃煤电厂现在已有烟气冷凝的主要代表手艺有:相变凝聚器、冷凝析水器、脱硫零补水系统、烟气余热接纳与减排一体化系统等，其特点如表2所示。从这些手艺命名可以看出其功效主要思量的是减排、收水、节能等，在原理上来说，种种手艺都是对脱硫后净烟气举行降温，切合了图3的机理，这些手艺已在现实应用当中起到了湿烟羽治理的效果。

冷凝手艺按换热方法主要分为两大类:间接换热和直接换热。直接换热主要接纳新建喷淋塔作为换热装备，有一定占地要求，冷媒与净烟气直接接触，换热效率高，但需要对冷媒水系统举行增补加药控制PH值，系统较重大。间接换热多接纳管式换热器作为换热装备，冷媒与净烟气不直接接触，系统较简朴。

凭证冷源的差别冷凝手艺又分为:水冷源、空气冷源和其他人工冷源。其中水冷源所组成的循环水系统最为简朴，仅设置泵和循环管路，通常是开式循环。运行用度最低、占地小。接纳空气冷源的系统通常循环水系统中需设置冷却塔，系统较水冷要重大、占地大，新增的冷却塔会在靠近地面成为新的白烟天生源。其他人工冷源，如热泵，占地面积大，能耗高(以蒸汽溴化锂热泵为例，每交流1MJ热量需要消耗0.7MJ蒸汽)。以情形空气、江河海水作为冷源的系统，其冷源的品质受季节影响较为显着，以华东地区为例，冬季和夏日情形温度相差20-30度，因此统一套系统差别季节的冷凝效果会有较大差别。

烟气冷凝手艺对脱硫后湿烟气冷却，使得烟气中大宗的气态水冷凝为液滴，在此历程中能够捕获微细颗粒物¨、SO等多种污染物。因此，烟气冷凝手艺作为湿烟羽治理的手段，不但能够对白烟消除有优异效果，还可以实现烟气多污染物团结脱除，冷凝水可作为脱硫补水使用。

5烟气冷凝再热手艺

烟气冷凝再热手艺是前述两种方法组合使用。它的湿烟羽消除机理如图4所示，湿烟气初始状态位于A点，经由降温后按AD冷凝，再沿DE加热，然后沿EC掺混、冷却至情形状态点C，EC转变历程与饱和湿度曲线不相交，因此不爆发湿烟羽。湿烟羽的消逝机理显示，情形湿度、情形温度对湿烟羽的形成及规模有较大影响¨。理论上，在给定的情形温湿度条件下，若不计价钱，加热手艺和冷凝手艺都能实现湿烟羽的消除(加热温度足够高，冷凝温度足够低)，但凭证燃煤电厂的现真相形，从经济性出发，纯粹的加热和冷凝方法都有各自的限制，加热受到原烟气烟温条件的限制，冷凝受到情形空气、水温度的限制。在此条件下若接纳冷凝再热手艺，将加热和冷凝团结起来使用，则可扩大系统湿烟羽消除对情形温湿度的顺应规模。

例如，湿法脱硫后的饱和湿烟气温度为50%，综合思量到冷热源选取条件、换热温差等因素，加热法对烟气升温幅度按不凌驾30"12，冷凝法对烟气烟气降温幅度不凌驾25%。上述条件下，这三类手艺湿烟羽治理效果对情形条件的顺应情形，见图5。

适用规模界线以上部分为种种手艺的湿烟羽消除区域，显然，降温再热手艺对情形条件的适用规模远大于纯粹的加热手艺和冷凝手艺的适用规模。当情形相对湿度80%时，加热手艺能在情形温度大于15℃时消除湿烟羽;降温手艺能在情形温度大于9~C时消除湿烟羽;冷凝再热手艺能在情形温度大于一6.5cC时消除湿烟羽。

6结语

(1)对燃煤电厂现有能对湿烟羽治理有用果的相关手艺举行了叙述、归纳及起源的比照，研究了种种手艺对燃煤电厂湿烟羽治理的适用性。

(2)烟气加热手艺是目今应用最为普遍的手艺，结适时下烟气超低排放及节能的要求，MGGH手艺具有最辽阔的应用远景。

(3)烟气冷凝手艺对湿烟羽的治理亦有显着的效果，且能实现多污染物团结脱除。该手艺现在在行业中的大都应用并不完全针关于湿烟羽的治理，主要目的是减排、收水、节水，其手艺指标未团结湿烟羽的消除来制订，但在客观上已起到了湿烟羽治理的作用。

(4)冷凝再热手艺是烟气加热和烟气冷凝手艺的组合使用，综合了加热手艺和冷凝手艺的特点，关于湿烟羽治理有更宽阔的适用规模。

(5)湿式电除尘器、除雾器、声波除雾、烟囱收水环等手艺虽然可以有用去除烟气的凝聚水，但由于烟气凝聚水在烟气中水汽的占比十分有限，因此类似手艺难以作为治理湿烟羽的主流手艺，不可有用消除湿烟羽。

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