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精解 | 烟气消白

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学社编辑 发表于 2019-10-5 17:35 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
1、湿烟羽的概述
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目前国内绝大多数钢铁、焦化、化工行业的烟气在排放前大都进行了喷淋或湿法脱硫,温度降至45℃-55℃,此时的烟气通常是饱和湿烟气,烟气中含有大量水蒸汽,水蒸汽中含有较多的溶解性盐、SO3、凝胶粉尘、微尘等(都是雾霾的主要成分)。如果烟气由烟囱直接排出,进入温度较低的环境空气中,由于环境空气的饱和湿度比较低,在烟气温度降低过程中,烟气中的水蒸汽会凝结形成湿烟羽。
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2、烟气消白的目的8 X7 I- Y  Y* z: S8 Z" M$ u* b2tech.cn
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对于烟气消白,首先我们要明确一个观念,烟气消白消除的不是视觉上的污染,而是比较彻底的消除烟气中的氮氧化物,硫化物,各种烟尘颗粒物,气溶胶,各种结晶盐颗粒物质。这才是环保烟气消白所真正面临的困难。消白的说法是不准确的,应该叫有色烟羽治理。很多地方说的脱除过饱和蒸汽水,这就有些不够严谨了。" A, m2 L0 J2 f. S! L1 W2 j2tech.cn

3 G- S+ E% C) q5 A5 z% V3、烟羽的形成与消散
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假定湿烟气在烟囱出口的状态点为A,环境空气的状态点为E, 湿烟气与环境空气的相对含湿量均小于100%,处于未饱和状态。湿烟气由烟囱排出与环境空气混合过程中,湿烟气的状态点开始沿线变化,达到B点后湿烟气变为饱和状态。5 |( z- U* \3 P& g7 t' [2tech.cn

  V0 W1 T( ~  V" L4 p1 p, F饱和湿烟气与环境空气混合过程中湿烟气的状态点沿着饱和曲线BCD变化,随着湿烟气温度的降低,饱和湿烟气的绝对含湿量降低,湿烟气中过饱和的水蒸气凝结成液态小水滴,小水滴对光线产生折射、散射作用,从而使烟囱出口的烟羽呈现白色或者灰色,形成湿烟羽。
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3 h( @5 }' j& r. \8 v8 Z当饱和湿烟气的状态点达到D点后,湿烟气与环境空气的混合过程沿着撕线变化,湿烟气变为非饱和状态,湿烟气中不再有小液滴凝结、析出,同时湿烟羽中的小液滴开始蒸发,湿烟羽逐渐消失。# b5 o( o. W( J7 p/ T7 X2 M2tech.cn
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4、烟羽消除的方法; j) ?" A! _4 M9 b2tech.cn

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; i$ C' o+ N3 C: V  |3 V①烟气直接加热可以使湿烟气的状态点由A变为B,湿烟气的相对含湿量降低,湿烟气由状态点B变为环境空气状态点F的过程中不会变为饱和状态,不会形成湿烟羽;
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从图中我们可以看出:随着环境温度升高,升温幅度呈指数关系急剧减小;随着环境相对湿度增大,升温幅度也增大。' E1 Z/ ?0 Z8 I8 J1 v2tech.cn

: ]1 G1 @3 l& _比如当环境湿度40%,脱硫后烟气温度为50℃时,环境温度为10℃时需要升温35℃,也就是要将烟气升温到85℃,但当环境温度为5℃时就需要升温60℃,也就是要将烟气升温到110℃,当环境温度为0℃时直接加热已经无法进行消白了。
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1 M7 x" O* Z3 |$ Q" G2 A②降温再热可以将湿烟气的状态点由A到C再到D,可以减少湿烟气的绝对含湿量并降低湿烟气的相对含湿量,再变为环境空气状态点F的过程中不会变为饱和状态,不会形成湿烟羽;
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+ v* K1 a; k0 L) y从图中我们可以看出:随着环境温度升高,降温幅度呈线性关系减小;随着环境相对湿度增大,降温幅度增大。1 t8 @" x0 F% b1 k- N  A2tech.cn

1 ?! O' u0 l, t$ g, E0 A# T比如当环境湿度40%,脱硫后烟气温度为50℃时,环境温度为10℃时需要降温24℃,也就是要将烟气降温到26℃,但当环境温度为5℃时就需要降温30℃,也就是要将烟气降温到20℃,当环境温度为0℃时通过直接降温进行消白难度非常大了。! t: P$ O& Y  y6 `9 Z+ m% q2tech.cn

, J2 y7 W& y! n③烟气直接降温:烟气直接降温将湿烟气的状态点由A变为E,湿烟气由状态点E变为环境空气状态点F的过程中不会变为饱和状态,不会形成湿烟羽。
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从图中我们可以看出:随着降温幅度加大,升温幅度呈指数关系急剧减小,表明降温可以大幅度减小升温幅度,减小湿烟羽消散难度;随着环境温度减小,升温幅度增大。
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比如当环境湿度40%,脱硫后烟气温度为50℃时,环境温度为5℃时先降温15℃,也就是将烟气降温到35℃,然后将烟气升温到50℃就可以实现消白;如果先降温20℃,也就是将烟气降温到30℃,然后将烟气升温到40℃就可以了;如果环境温度为零下5℃时先降温20℃,也就是将烟气降温到30℃,然后将烟气升温到60℃也就可以实现消白。
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7 b9 \6 @5 h1 _; Y7 C0 \9 {0 H所以降温幅度越大,升温难度越小,运行中耗能越少。+ z. S! l2 o# F2tech.cn
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现在企业消白一般都是采用这种方式,先对烟气进行降温冷凝(间接换热降温或冷源热换热降温),再对烟气进行加热(蒸汽加热、电加热、热泵、热二次风)。" M. V# t5 Q/ i1 f9 ^. ?2 J2tech.cn
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优点:
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1、技术成熟,容易操作,使用范围较广;5 |8 ]! V) O% D, B1 @; M2tech.cn
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2、有效降低烟气中的绝对含湿量,能够真正消除部分有害的物质 ;
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1 r# S5 M% V/ _4 W/ l/ g7 N! [缺点:8 X& I( |2 D  V" d2tech.cn
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1、设备造价成本较高,易出现腐蚀现象 ;
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3 M7 z4 Z5 [  x# W' F+ \' I2、能耗和运行费用较高。& c. b6 m; G! b; Z7 U/ n2tech.cn

# j: J$ W* ^" h3、换热效率低 。
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5、有效的消白方法* ]) v) s9 l8 C0 `2tech.cn

- F7 W, o5 Z7 `5 w9 O该消白方案也是采用先对烟气进行降温冷凝,再对烟气进行加热这种方法,但过程却完全不同,此方案是采用直接喷淋换热的方式进行降温冷凝,而加热则是利用热烟气进行循环换热。
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精彩评论1

 楼主| 学社编辑 发表于 2019-10-5 17:38 | 显示全部楼层
直接喷淋除湿脱白为基---符合中国国情的唯一可行途径既然直接喷淋除湿脱白为基础是符合中国国情的唯一可行途径,那为什么别的公司却不采用直接喷淋除湿脱白呢?  Q: ]: {. m4 [2tech.cn
; a+ ?4 I. V: }% f( t; U. ~2tech.cn
直接喷淋除湿换热降温会产生大量的水雾
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* _5 Y0 u2 Q+ k3 ]' W7 V如果不能将这大量的水雾处理好,那将使降温的效果大打折扣,同时也会影响后期的加热消白效率。
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3 n# _: P% g5 j* {' E( H2 N/ P6、消白方案流程9 F& X3 r+ ^" `; H9 v2tech.cn

, c, r$ l8 L4 L8 p第一步:将脱硫后烟气接入除雾设施,去除烟气中的水雾和烟尘。
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1 K% P  g3 W8 I第二步:将除雾后烟气接入初步水洗喷淋层,去除烟气中的剩余的SO2、NOX和烟尘等有害物质,同时对烟气进行初步降温,喷淋水可以循环利用,酸度达到一定程度后可以引入脱硫池作添加水使用,不新增废水。8 H) Z% ?/ J% A& C) @- \. R2tech.cn
) j# ]4 Z+ A/ v5 f+ C3 S' x2tech.cn
第三步:采用两层喷淋冷凝和两层水汽分离装置对烟气进一步降温,喷淋水可以用降温泵降温,也可以不用,此步重在降温,同时降低绝对含湿量。(如果烟气量小或含尘量低可以只用一层)
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8 G; c: G# k2 B; p$ i5 E& ^9 `第四步:将降温后烟气接入高效除雾层,因为通过降温后的烟气含湿量较高,处于过饱和状态,要去除烟气中的多余水汽。
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第五步:将除雾烟气接入超净设施,进一步去除烟气中的水雾和烟尘等有害物质,烟尘含量将小于5mg/m3。* K! r; k( ]( ~+ x$ G2tech.cn
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第六步:将烟气接入换热装置,对烟气进行加热,以降低相对含湿量。(这里可以将烟气加热到70——80 ℃ )
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环境学社2.jpg
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; v2 c# A/ q) X9 C7 f/ F7、消白方案特别说明, a9 ^3 Y9 G4 Z2 h2 T* V/ O6 Z2tech.cn
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(1)此工艺流程中有七项是山东旭富环保科技有限公司的专利技术。, x1 Z1 u( s- b# M2tech.cn
# p! z- t0 Y+ z1 Z0 o7 B  }2tech.cn
(2)此工艺流程运行能耗低,除了冬季较冷天气外可以不用换热装置,而且换热装置只是用热烟气与冷烟气进行换热,不需要其它热源。其它运行装置也只是3台水泵产生能耗。
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(3)此工艺流程中不再产生额外废水。+ T9 Q4 Y9 K; \; t7 E2tech.cn
* l  Z  A& w% y% p5 P3 \3 g2tech.cn
(4)安装此工艺设施后无需再安装湿电除尘。
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8、消白方案换热图解0 v& J; Y1 M  g/ W! h3 t, s" y2tech.cn
3 g& {: \! ~, A. G2tech.cn
环境学社3.jpg 4 R: k6 ], E1 j- X; E  p5 r2 q5 d2tech.cn
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