烟气脱白是什么烟气脱白技术应用
烟气脱白是什么?怎么进行烟气脱白效果好呢?带着这样的疑问我们来了解下烟气脱白技术。
脱白就是“脱白取水技术”,对烟气进行降温取水,使烟达到排烟温度、湿度等环保要求,把热量收集下来再利用,消除了烟囱出口“白烟”。
我对烟气脱白的认识,有两层含义:
首先是比较彻底去除烟气中有害成分,包括减少氮氧化物、硫化物、各种烟尘颗粒物、气溶胶、超细结晶盐颗粒物的排放;
其次才是减少白烟的视觉观感。白烟没了、但烟气中的有害成分总量没有根本控制,很明显是自欺欺人、掩耳盗铃的做法”。
烟气脱白治理要坚持两个原则:
一是经济,考虑投资运营成本;
二是务实,走实用的技术路线。
烟气脱白两种技术框架设计的思路:
烟气脱白要求不同的气源,污染物组成、成分不同,治理的思路、技术路线也不同。
一是对白烟污染不太严重,但观感、及实际污染物距离排放标准有差距,稍加改造就能达标的情况,大幅度降低脱硫吸收塔出口烟气含湿量,轻松满足达标排放要求,适用在中等规模以上的燃煤锅炉等项目;
二是对白烟污染严重,观感、及实际污染物距离排放标准有巨大差距,在不增加辅助热源前提下,采用“成熟技术”协同治理的技术路线,在比较经济的投资、运行费用基础上,大限度减少污染物、白烟排放”。
烟气脱白的主要目的
就是排烟实现一年四季无白是起码要求,可解决视觉污染,以安广大人民群众之心;可以减少对飞行、高速公路运输的影响;
烟气脱白四个功能:
有利于除雾霾;
节水;
节能;
处理废水;
烟气脱白技术:
1.烟气冷凝再加热技术
一种冷凝除湿再加热技术迚行烟羽消白,首先通过对烟气迚行直接或间接冷却,降低烟气的水蒸气含量,再通过换热装置提高排烟温度,达到烟气消白的目的。
在环境温度较低时(即5℃左右),冷凝再热复合技术相对于MGGH技术投资费用相当,但可实现节能、节水、多污染减排、完全消除“湿烟羽”等多种作用,有较好的环境、经济、社会效应,符合我国节能减排的政策要求,为我国烟煤电厂节能减排和治理“湿烟羽”提供了很好的技术改造思路。由于方案经济性对比的优劣与脱硫进出口实际烟温、机组负荷率、场地改造难度、当地气候条件等因素息息相关,需要根据各个电厂的实际情况进行单独详细测算分析比较后,确定改造技术路线和终改造方案。
国内脱硫工艺 90%是采用湿法脱硫,湿法烟气脱硫系统吸收塔出口净烟气由于处于湿饱和状态,在流经烟道、烟囱排入大气的过程中因温度降低,烟气中部分汽态水和污染物会发生凝结,液体状态的浆液量会增加,并在一定区域内有液滴飘落,沉积至地面干燥后呈白色石膏斑点,称为石膏雨。
另外,烟气在烟囱口排入大气的过程中因温度降低,烟气中部分汽态水和污染物会发生凝结,在烟囱口形成雾状水汽,雾状水汽会因天空背景色和天空光照、观察角度等原因发生颜色的细微变化,形成有色烟羽。
现有常规的加热方法(热风烟气混合式加热法或 MGGH)仅能够消除白色烟羽的视觉感受,无法回收水份,不能减少污染物和水汽的排放,烟气中所携带的 PM2.5、Hg、SO3 等多种污染物也并不因烟气被烘干后而消失,对大气环境而言,烟气中的污染物排放总量并未因视觉的改善而减少,仍会对大气环境造成不利影响。脱硫后增设湿式静电除尘器,能够进一步去除烟气中的污染物,但无法回收烟气中的气态水。
采用烟气冷凝再热复合技术有以下技术优势:
1)通过降低烟气温度即烟气含湿量,实现更小温升幅度消除“湿烟羽”,有效降低烟气再热的能耗,降低机组能耗。特别是在低负荷时,可以大大降低蒸汽的消耗。
2)在冬季寒冷时节,烟气再热技术难以完全消除“湿烟羽”。采用烟气冷凝再热复合技术,在可接受能耗范围内,在大部分地区可实现“全时段”消除“湿烟羽”现象。
3)烟气冷凝析水量大,特别是冬季,因此在大多数时间可实现脱硫系统零水耗,符合国家节能节水的政策要求。
4)可有效降低烟尘、Hg、SO3酸雾等多种污染浓度,实现多污染物减排,也可提高烟尘等污染物达标排放的可靠性。
5)烟气中SO3酸雾浓度进一步降低,可有效降低下游烟道和烟囱的腐蚀压力,降低日常运行维护费用。
6)为了降低投资、阻力和能耗,可采用金属材质。如烟气冷却器采用ND钢,烟气再热器采用2205+316L+ND钢(按2:4:4的比例分配),烟气冷凝器可采用ND钢镀搪瓷或钛钢管。具体材质的选择需要根据各项目的烟气特性和酸露点进行差别设计。
2.MGGH技术
MGGH技术,该技术也是烟气脱白常用的技术之一。
烟囱出口的饱和湿烟气与温度较低的环境空气接触时,在烟气温降过程中,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,称其为“湿烟羽”(俗称“大白烟”)。
冬季由于温度低,更容易出现湿烟羽,夏天由于温度高,出现湿烟羽的几率大大降低,湿烟羽的严重程度与环境温度和相对湿度有明显关联。湿烟气机械携带的液滴中含有大量盐类,排放烟气中的水液滴蒸发后会产生数量庞大且粒径微小的盐类颗粒物,对环境产生负面影响。
通过这种先冷凝再加热湿烟气的方法,一方面可以在冷凝过程中回收湿烟气冷凝放热量和凝结下来的水,另一方面由于冷凝后湿烟气需要再加热的温度降低,而且水分析出后湿烟气的定压比热降低,因此冷凝后湿烟气需要再加热的热量大为减少。
MGGH系统水媒体管式烟气冷却、再热系统,吸收脱硫塔前烟气热量,加热烟囱入口烟气,可将进入烟囱烟气温度提升至80℃以上。
MGGH系统为基础路线,与冷却提水技术路线相结合,对除湿后的烟气进行升温后排放,确保“脱白”效果。特点:先冷凝可使换热器设计体积缩小;减少入塔热量,降低水蒸发量,降低烟气含湿量。降低脱硫塔流速有利脱硫,热量回用至出口,排烟温度高,烟气提升能力强;视觉污染消除效果好;烟气侧阻力增加较大;运行可靠,维护费用低;成本较高。烟气脱白是实现超低排放、节约能源的有效手段。我们环保工程有限公司的电磁脱白技术更是具有明显优势——效率高、运行成本低、占地面积少等,比传统的GGH/MGGH技术更适合企业实际工况。
3.电磁脱白技术
电磁脱白系统具有捕杂质、白烟效率高,阻力损失小,气体处理量大等特点,可保证后续工序对气体质量的要求,优势突出,效果明显。
主要工艺流程如下:
(1)白烟中的主要成分是水气遇冷凝结成的小液滴,也掺杂别的成分,净化工艺采用喷淋降温+电磁脱白装置。
(2)经脱硫塔上部排出的白色烟气温度较高,设置烟道中喷淋降温的方式,白烟进入喷淋降温区域,循环水池内设置两台水泵,循环水池内的冷水经水泵1喷至烟道中的喷淋区域,烟气与低温冷水进行气液两相逆向接触吸收反应,使烟气温度降低,从而将烟气中水蒸气冷凝成液滴。因循环水经喷淋区域吸收烟气中的热量后温度升高,所以加一台凉水塔对循环水池内的水进行降温。
(3)经降温后白色烟气进入到电磁脱白装置中,当烟气通过时,烟气中的湿气物质在电磁场的作用下,做定向移动,移动至负极壁上,形成液膜,在重力的作用下自动向下流趟,从电磁脱白设备底部排出,排至循环水池,净气体则从脱白系统设备上部排除,在净化湿气的同时也同步实现了粉尘、酸雾协同降解去除,保证了本设备净化效率达98%以上,***终排放数据趋近于零排放。
4.SCR工艺
首先烟气脱硝普遍采用的是SCR工艺;一次除尘普遍采用布袋除尘、或电袋一体除尘方式;烟气脱硫采用石灰石-石膏法工艺居多,个别采用氨法、半干法等工艺;烟气脱硫后又普遍进行了二次除尘改造。可为什么又说相对、比较“干净”?一是距离《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》提出的要求还有不少差距,二是即使号称达标排放项目,氮氧化物、烟尘颗粒物的排放,也是处于“亚健康”达标排放状态,有硬件问题、也有检测手段的问题”。
5. DPS(De-Plume System)利用氟塑料换热器对烟气进行冷凝脱水和再加热,可以在确保安全运行不发生腐蚀的前提下高效脱除烟气中含有的水分,降低排烟的含水率,显著改善甚至完全消除白烟现象,改善烟囱排放视觉效果。
如果不降低烟气中的水分含量,单纯依靠加热提高烟气的排放温度,即使加热到很高的温度,在寒冷地区,仍然不能有效改善白烟现象,并且还会无谓消耗巨大的能源。
针对烟囱排放烟气在冬季时容易发生白烟,首先对净烟气进行冷凝除湿,降低含水率,脱除的水分可以回收再利用。然后再利用原烟气余热适当加热净烟气到合适的温度排放,即可大大改善甚至完全消除白烟现象。采用这种方法,在脱白的同时,可以实现烟气余热利用,节省能源,同时还可以进一步降低净烟气中灰尘含量,并实现节水和回收利用,可谓一举多得。
烟囱排出的饱和湿烟气与温度较低的环境空气接触,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,俗称“白烟”。
采用气气降温+静电除烟技术,针对湿烟羽(白烟)的排放进行治理,从而消除白烟。
技术成熟可靠;设备体积小,节能;能适应各种带腐蚀的工业烟气;方便拆卸清洗和维护。
需要烟气脱白的行业:
烟囱白烟,来源于各行各业,包括:燃煤发电、垃圾发电、生物质发电、供热锅炉等烟气;
钢铁行业烧结机、球团、竖炉、转炉、热轧生产线产生的烟气;
焦化行业焦炉烟道气、水熄焦烟气;
玻璃、水泥、砖瓦、陶瓷窑炉产生的烟气;
能源、有色、化工、石化、建材等行业生产过程中产生的烟气。
此外还有些特殊行业,比如:PVC(聚氯乙烯)糊树脂装置干燥尾气,尾气成分为水蒸气、微量粉尘、醇类,还有少量氯乙烯(VCM);
比如:生产玻璃棉的企业涉及两部分改造问题,
一是固化炉烟气,
二是玻璃窑炉烟气,一部分是有组织排放的粉尘,需要进行达标排放改造,另一部分无组织排放粉尘,需要先收集、再治理;再比如:硫酸行业,存在可溶性硫酸盐和硫酸雾的治理问题。