燃煤電廠脫硫裝置中無煙氣換熱器的優(yōu)越性分析

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:煙氣脫硫、脫硝是除去或減少電廠燃煤過程中產(chǎn)生的SO2和NOx，如何經(jīng)濟(jì)有效地控制燃煤中SO2和NOx的排放量是我國節(jié)能減排中迫切需要解決的問題。對燃煤電廠鈣法脫硫裝置是否設(shè)置煙氣換熱器（GGH）進(jìn)行對比分析，提出燃煤電廠不設(shè)GGH裝置的可行性。

[關(guān)鍵詞]燃煤電廠；脫硫裝置；GGH

前言近年來，按照國家節(jié)能減排的整體部署和國家環(huán)保政策的要求，火電廠普遍建設(shè)了脫硫設(shè)施，火電廠煙氣在經(jīng)過脫硫設(shè)施處理后，污染物排放水平大幅度降低，促進(jìn)了環(huán)境空氣質(zhì)量改善。目前國內(nèi)脫硫較為普遍采用了濕法噴淋塔工藝，其中比較成熟的是石灰石-石膏法，該工藝是利用了氣態(tài)SO2較容易溶于水的特點(diǎn)，采用液態(tài)的漿液進(jìn)行噴淋和洗滌等，將煙氣中不足1%的SO2等酸性氣體脫除，在漿液池中通過氧化生成硫酸鹽類物質(zhì)。

1.濕法—鈣法脫硫排放濕煙氣的主要特點(diǎn)

1.1濕法—鈣法煙氣脫硫工藝原理

石灰石粉加水制成質(zhì)量濃度約為30%的漿液，泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合，在吸收區(qū)氣態(tài)SO2溶解為液態(tài)SO2并轉(zhuǎn)化為亞硫酸根，漿液中亞硫酸根與漿液中的碳酸鈣生成亞硫酸鈣，在塔下部漿池鼓入的氧化空氣進(jìn)行反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣達(dá)到一定飽和度后，結(jié)晶形成二水石膏。從吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水至石膏庫堆放。脫硫后的煙氣依次經(jīng)過除霧器除去霧滴。

1.2凈煙氣中化學(xué)介質(zhì)及其腐蝕性

經(jīng)脫硫處理的凈煙氣為低溫濕煙氣，煙氣中含有大量的水蒸氣（未設(shè)煙氣換熱器時(shí)水蒸氣體積達(dá)15%左右）及少量的液滴（一般為75-99）。主要腐蝕性介質(zhì)為水蒸氣SO2、SO3等。低溫下水蒸氣會結(jié)露成液滴，與煙氣中的SO2、SO3化合，形成腐蝕性很強(qiáng)的硫酸液膜，將對煙道及煙囪筒體產(chǎn)生強(qiáng)烈腐蝕，因此必須對煙道及煙囪進(jìn)行嚴(yán)格的防腐措施。

測試表明，經(jīng)過FGD（煙氣脫硫）后的煙氣酸露點(diǎn)在90-125℃范圍內(nèi)，而加設(shè)GGH后的溫度約85℃，因此在FGD下游設(shè)備表面上，仍會產(chǎn)生新的酸凝結(jié)液。所以，無論是否安裝GGH裝置，煙氣濕法脫硫工藝的煙囪都必須采取防腐措施。

1.3GGH的作用

設(shè)置GGH有2個(gè)作用：其一是降低進(jìn)入吸收塔的原煙氣溫度，滿足脫硫工藝的要求。為防止高溫?zé)煔鈱ξ账?nèi)部防腐層的破壞，進(jìn)入吸收塔的煙氣溫度一般不會超過165℃，安裝煙氣換熱器后可利用吸收塔出口的低溫凈煙氣冷卻高溫?zé)煔?，使進(jìn)入吸收塔的煙氣溫度控制在100℃以下。其二是利用原煙氣的熱量加熱凈煙氣，提高排煙溫度可以減輕煙道和煙囪遭受低溫濕煙氣的腐蝕，同時(shí)使煙囪出口的煙氣抬升高度增高，從而改善電廠周圍的環(huán)境空氣質(zhì)量。

排放煙氣溫度的高低對煙氣的抬升高度、擴(kuò)散能力影響較大。當(dāng)排煙溫度較低時(shí)，煙氣的抬升高度亦隨之降低，擴(kuò)散條件較差，電廠附近SO2煙塵和NO（的落地濃度將增大，同時(shí)煙氣離開煙囪出口時(shí)會形成冷凝水滴，煙囪冒白煙。

反之當(dāng)排煙溫度較高時(shí)，煙氣的抬升高度亦隨之增加，煙氣擴(kuò)散能力更強(qiáng)，煙囪冒白煙現(xiàn)象減弱或消失。由于FGD后從煙囪排出的煙氣處于飽和狀態(tài)，在環(huán)境溫度較低時(shí)凝結(jié)水汽會形成白色的煙羽。在我國南方城市，這種煙羽一般只會出現(xiàn)在冬季，而在北方環(huán)境溫度較低地區(qū)，出現(xiàn)的幾率較大。一般FGD后冒白煙是很難徹底解決的，如果要完全消除白煙，必須將煙氣加熱到100℃以上。

安裝GGH后排煙溫度約85℃，因此只能使煙囪出口煙氣不產(chǎn)生凝結(jié)，使白煙在出口附近的地方形成。所以無論加GGH與否，在煙囪出口附近都會產(chǎn)生白煙現(xiàn)象，白煙對環(huán)境空氣質(zhì)量沒有影響，只是水汽凝結(jié)后的一種現(xiàn)象，而且與冷卻塔相比，煙囪的白煙要少得多。環(huán)評要求建設(shè)單位在吸收塔頂部加設(shè)進(jìn)口的高效除霧器，減少煙囪白煙現(xiàn)象的出現(xiàn)，以最大限度降低煙囪白煙現(xiàn)象造成的視覺影響。

2.安裝GGH帶來的問題

2.1投資和運(yùn)行費(fèi)用增加

采用GGH不僅初投資較大，而且運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用均高于采用無GGH方案。采用GGH，整個(gè)脫硫系統(tǒng)阻力比不采用GGH時(shí)大約增加1100Pa，大約增加電耗700KW。

2.2降低脫硫效率

GGH的原煙氣側(cè)向凈煙氣側(cè)的泄漏會降低系統(tǒng)的脫硫效率，盡管回轉(zhuǎn)式GGH的原煙氣側(cè)和凈煙氣側(cè)之間的泄漏可以達(dá)到1%以下，但畢竟是一種無謂的損失。

2.3脫硫系統(tǒng)運(yùn)行故障增加

由于脫硫后煙氣在GGH中由45℃左右升高到85℃左右，所以GGH一般在酸露點(diǎn)以下運(yùn)行，因此在GGH的冷端會產(chǎn)生大量的黏稠的濃酸液。這些酸液不但對GGH的換熱元件和殼體有很強(qiáng)的腐蝕作用，而且會粘附大量煙氣中的飛灰。

另外，穿過除霧器的微小漿液液滴在換熱元件的表面上蒸發(fā)之后，也會形成固體的結(jié)垢物。上述這些固體物會堵塞換熱元件的通道，進(jìn)一步增加GGH的壓降。從全國范圍來看，設(shè)置GGH已成為影響脫硫裝置可用率的最重要因素，脫硫裝置的故障大約50%是由GGH帶來的。GGH在運(yùn)行過程中都有不同程度的積灰、結(jié)垢、堵塞和腐蝕。GGH結(jié)垢、堵塞和腐蝕會造成煙氣系統(tǒng)阻力增加，增壓風(fēng)機(jī)振動過大、失速，最終導(dǎo)致脫硫裝置停機(jī)。

3.煙氣脫硫系統(tǒng)有無GGH比較

煙氣脫硫系統(tǒng)有無GGH比較情況見表1。

規(guī)劃和設(shè)計(jì)，充分運(yùn)用和統(tǒng)籌現(xiàn)有力量提高生態(tài)供給力，緩解生態(tài)赤字。提出建議如下：

（1）控制人口規(guī)模，合理規(guī)劃人口的分布，實(shí)現(xiàn)總體和局部共同降低生態(tài)赤字，挖掘生態(tài)潛力，提高生態(tài)供給能力。（2）嚴(yán)格保護(hù)各種自然資源。鑒于浙江省自然資源匱乏的現(xiàn)狀，更應(yīng)該保護(hù)現(xiàn)有的生態(tài)資源，保護(hù)耕地，合理地開發(fā)和利用。（3）轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，提高資源的利用效率，降低能耗；發(fā)展清潔能源，探求海洋資源的開發(fā)和利用，走高效節(jié)能！環(huán)保的發(fā)展之路。（4）強(qiáng)化民眾環(huán)保意識，深入開展環(huán)保教育。

4.結(jié)語

由于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的缺乏，本文生物資源的消費(fèi)量以其生產(chǎn)量代替，且在計(jì)算生態(tài)足跡中沒有考慮到進(jìn)出口貿(mào)易的變化數(shù)據(jù)對消費(fèi)量的影響，這些對于最后的計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性都存在一定的影響。且該模型忽視了非生態(tài)因素對可持續(xù)發(fā)展的影響，統(tǒng)計(jì)精度存在缺陷。

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