煙氣消白攻略
大多數鋼鐵廠、焦化廠、化工廠的煙氣在排放前一般會進行噴淋或濕法脫硫,溫度降至40多度,煙氣通常是飽和濕煙氣,煙氣中含有大量水蒸汽,水蒸汽中含有較多的溶解性鹽、SO3、凝膠粉塵、微塵等,這些都是霧霾的主要成分。如果煙氣由煙囪直接排出,進入溫度較低的環境空氣中,由于環境空氣的飽和濕度比較低,在煙氣溫度降低過程中,煙氣中的水蒸汽會凝結形成濕煙羽。煙氣消白就是消除的不僅是視覺上的污染,更是比較徹底的消除煙氣中的氮氧化物,硫化物,各種煙塵顆粒物,氣溶膠,各種結晶顆粒有害物質。
煙氣消白的目標
假定濕煙氣在煙囪出口的狀況點為A,情況空氣的狀況點為E, 濕煙氣與情況空氣的相對含濕量均小于100%,處于未飽和狀況。濕煙氣由煙囪排出與情況空氣混淆過程中,濕煙氣的狀況點開端沿線變更,達到B點后濕煙氣變為飽和狀況。飽和濕煙氣與情況空氣混淆過程中濕煙氣的狀況點沿著飽和曲線BCD變更,跟著濕煙氣溫度的降低,飽和濕煙氣的絕對含濕量降低,濕煙氣中過飽和的水蒸氣凝集成液態小水滴,小水滴對光線產生折射、散射感化,從而使煙囪出口的煙羽出現白色或者灰色,形成濕煙羽。當飽和濕煙氣的狀況點達到D點后,濕煙氣與情況空氣的混淆過程沿著撕線變更,濕煙氣變為非飽和狀況,濕煙氣中不再有小液滴凝集、析出,同時濕煙羽中的小液滴開端蒸發,濕煙羽逐漸消掉。
煙道中飽和濕煙氣與環境空氣混合過程中隨著濕煙氣溫度的降低,飽和濕煙氣的絕對含濕量降低,濕煙氣中過飽和的水蒸氣凝結成液態小水滴,小水滴對光線產生折射、散射作用,從而使煙囪出口的煙羽呈現白色或者灰色,形成濕煙羽。當濕煙氣變為非飽和狀態,濕煙氣中不再有小液滴凝結、析出,同時濕煙羽中的小液滴開始蒸發,濕煙羽逐漸消失。
隨著降溫幅度加大,升溫幅度呈指數關系急劇減小,表明降溫可以大幅度減小升溫幅度,減小濕煙羽消散難度;隨著環境溫度減小,升溫幅度增大。
比如當環境濕度40%,脫硫后煙氣溫度為50℃時,環境溫度為5℃時先降溫15℃,也就是將煙氣降溫到35℃,然后將煙氣升溫到50℃就可以實現消白;如果先降溫20℃,也就是將煙氣降溫到30℃,然后將煙氣升溫到40℃就可以了;如果環境溫度為零下5℃時先降溫20℃,也就是將煙氣降溫到30℃,然后將煙氣升溫到60℃也就可以實現消白。
所以降溫幅度越大,升溫難度越小,運行中耗能越少。
現在企業煙氣消白一般都是采用這種方式,先對煙氣進行降溫冷凝(間接換熱降溫或冷源熱換熱降溫),再對煙氣進行加熱(蒸汽加熱、電加熱、熱泵、熱二次風)。
優點:
1、技術成熟,容易操作,使用范圍較廣;
2、有效降低煙氣中的絕對含濕量,能夠真正消除部分有害的物質 ;
缺點:
1、設備造價成本較高,易出現腐蝕現象 ;
2、能耗和運行費用較高。
3、換熱效率低 。
4、有效的消白方法。
該煙氣消白方案也是采用先對煙氣進行降溫冷凝,再對煙氣進行加熱這種方法,但過程卻完全不同,此方案是采用直接噴淋換熱的方式進行降溫冷凝,而加熱則是利用熱煙氣進行循環換熱。
直接噴淋除濕脫白為基礎是符合中國國情的可行途徑,那為什么別的公司卻不采用直接噴淋除濕脫白呢?
直接噴淋除濕換熱降溫會產生大量的水霧。如果不能將這大量的水霧處理好,那將使降溫的效果大打折扣,同時也會影響后期的加熱消白效率。
煙氣消白方案流程
第一步:將脫硫后煙氣接入除霧設施,去除煙氣中的水霧和煙塵。
第二步:將除霧后煙氣接入初步水洗噴淋層,去除煙氣中的剩余的SO2、NOX和煙塵等有害物質,同時對煙氣進行初步降溫,噴淋水可以循環利用,酸度達到一定程度后可以引入脫硫池作添加水使用,不新增廢水。
第三步:采用兩層噴淋冷凝和兩層水汽分離裝置對煙氣進一步降溫,噴淋水可以用降溫泵降溫,也可以不用,此步重在降溫,同時降低絕對含濕量。(如果煙氣量小或含塵量低可以只用一層)
第四步:將降溫后煙氣接入除霧層,因為通過降溫后的煙氣含濕量較高,處于過飽和狀態,要去除煙氣中的多余水汽。
第五步:將除霧煙氣接入超凈設施,進一步去除煙氣中的水霧和煙塵等有害物質,煙塵含量將小于5mg/m3。
第六步:將煙氣接入換熱裝置,對煙氣進行加熱,以降低相對含濕量。(這里可以將煙氣加熱到70——80℃ )