燃煤電廠濕煙羽治理技術(shù)研究

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:摘要：我國多數(shù)燃煤電廠濕法煙氣脫硫工藝飽和濕煙氣直接排放,形成可視濕煙羽。當下已有許多環(huán)保節(jié)能技術(shù)對濕煙羽治理有明顯效果,但技術(shù)指標尚未結(jié)合濕煙羽治理來制訂。濕煙羽治理技術(shù)可歸納為三大類:加熱類、冷凝類、冷凝再熱類。對各類技術(shù)的特點及其在濕煙羽治理中的適應(yīng)性進行了研究,并結(jié)合濕煙羽形成和消散機理探索了三類技術(shù)在不同環(huán)境溫度、環(huán)境濕度條件下的適用范圍。

0引言

目前我國燃煤電廠脫硫設(shè)施90％以上機組均采用石灰石一石膏濕法脫硫工藝，隨著全國燃煤煙氣超低排放擴圍提速，為滿足超低排放限值要求，其中大部分脫硫裝置未設(shè)置GGH。飽和濕煙氣從煙囪排出與溫度較低的環(huán)境空氣混合降溫，其中水蒸汽過飽和凝結(jié)，對光線產(chǎn)生折射、散射，使煙羽呈現(xiàn)出白色或者灰色的“濕煙羽”(俗稱“大白煙”)。濕煙羽現(xiàn)象削弱了公眾對環(huán)境保護工作的“獲得感”，一些燃煤電廠附近群眾對濕煙羽的治理提出了相關(guān)訴求，也有某些地方政府部門對燃煤電廠濕煙羽控制提出了要求。

1濕煙羽形成機理

目前國內(nèi)絕大多數(shù)燃煤電廠的煙氣在排放前都進行了濕法脫硫，溫度降至45~C一55~C，此時的煙氣通常是飽和濕煙氣，煙氣中含有大量水蒸汽。如果煙氣由煙囪直接排出，進入溫度較低的環(huán)境空氣，由于環(huán)境空氣的飽和比濕較低，在煙氣溫度降低過程中，煙氣中的水蒸汽會凝結(jié)形成濕煙羽。濕煙羽的形成機理如圖1所示。圖1中的曲線為濕空氣的飽和曲線，假設(shè)濕煙氣在煙囪出口處的狀態(tài)位于A點，而環(huán)境空氣的狀態(tài)位于F點，煙氣在離開煙囪時處于未飽和狀態(tài)。濕煙氣與環(huán)境空氣}昆合過程開始沿AB線變化，達到B點后煙氣變?yōu)轱柡蜐駸煔猓撕鬂窨諝馀c環(huán)境空氣的混合沿著曲線BDE變化，而多余的水蒸汽將凝結(jié)成液態(tài)小水滴，形成濕煙羽。

2濕煙羽主要治理技術(shù)

根據(jù)濕煙羽形成及消散的機理，可將現(xiàn)有的對濕煙羽有治理效果的技術(shù)歸納為煙氣加熱技術(shù)、煙氣冷凝技術(shù)、煙氣冷凝再熱技術(shù)。目前電力行業(yè)內(nèi)已有投運的煙氣冷凝和煙氣冷凝再熱技術(shù)，大多數(shù)并非針對濕煙羽的治理，主要目的是減排、收水、節(jié)水。其技術(shù)指標尚未結(jié)合濕煙羽的消除來制定，但在客觀上還是起到了濕煙羽治理的效果。

一些燃煤電廠所采用濕式電除塵器、煙道除霧器、聲波除霧、煙囪收水環(huán)和除霧器等技術(shù)雖可去除煙氣的凝結(jié)水，但由于煙氣凝結(jié)水在煙氣中水汽的占比十分有限(不到1‰)，因此去除煙氣的凝結(jié)水只能減輕“濕煙羽”，不能有效消除濕煙羽，本文不做深入研究。此外，還有采用冷卻塔排放的方式可以實現(xiàn)濕煙羽治理，但更適用于新建機組，不適合現(xiàn)役機組改造，本文亦不對此深究。

以下按技術(shù)原理分類對煙氣加熱技術(shù)、煙氣冷凝技術(shù)、煙氣冷凝再熱技術(shù)進行闡述。

3煙氣加熱技術(shù)

煙氣加熱技術(shù)是對脫硫出口的濕飽和煙氣進行加熱，使得煙氣相對濕度遠離飽和濕度曲線。濕煙羽消除機理如圖2所示，濕煙氣初始狀態(tài)位于A點，經(jīng)過加熱后按AB升溫，再沿BC摻混、冷卻至環(huán)境狀態(tài)點C，整個ABC變化過程均與飽和濕度曲線不相交，因此不產(chǎn)生濕煙羽。

目前在役的加熱技術(shù)按換熱方式分為兩大類：即間接換熱與直接換熱。間接換熱的主要代表技術(shù)有：回轉(zhuǎn)式GGH、管式GGH、熱管式GGH、MGGH、蒸汽加熱器等¨¨。直接換熱的主要代表技術(shù)有：熱二次風(fēng)混合加熱、燃氣直接加熱、熱空氣混合加熱等。各加熱技術(shù)若按實現(xiàn)濕煙羽治理的同等技術(shù)指標，其主要技術(shù)經(jīng)濟對比情況如表1所示。

直接加熱的技術(shù)雖一次投資較低，但因其熱源并非利用煙氣余熱，運行費用太高，作為濕煙羽治理的手段代價過大，在實際應(yīng)用當中案例也極少。間接加熱技術(shù)中，回轉(zhuǎn)式GGH與管式GGH均有不同程度漏風(fēng)¨，在中國燃煤電廠超低排放的大環(huán)境條件下，作為濕煙羽治理手段，其應(yīng)用也受到限制。熱管式GGH大型化后，將使吹灰器布置有一定難度，且加大了占地面積引，在大機組上暫無應(yīng)用。蒸汽加熱的方式同樣因熱源問題能耗過高。因此，結(jié)合時下煙氣超低排放及節(jié)能的要求，MGGH若作為濕煙羽治理的手段之一，具有最廣闊的應(yīng)用前景。

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