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石灰石湿法脱硫石膏雨、烟羽治理技术路线分析

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石灰石湿法脱硫石膏雨、烟羽治理技术路线分析

发布日期:2018-08-17 作者:张成刚 点击:

石灰石湿法脱硫石膏雨、烟羽治理技术路线分析


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摘要:本文阐述了石灰石系统烟囱排放、烟羽的产生机理、危害及影响因素。根据产生机理结合现场实际对治理石膏雨、技术路线进行分析、整理,后经比对分析提出推荐治理建议。

一、背景

随着对环保要求越来越严格,火力发电企业烟囱排放物指标也相应的被提出了越来越严格的要求。2016年1月上海市发布《燃煤电厂大气污染物排放标准》【DB31/963-2016】,明确要求,燃煤发电锅炉应采取烟温控制及其他有效措施消除石膏雨、有色烟羽等现象。2017年8月-10月浙江省、邯郸市、天津市相继发布相关环保标准,要求辖区相关燃煤发电锅炉采取烟温控制、收集烟气中过饱和水蒸气及其他有效措施消除石膏雨、有色烟羽等现象。为解决石灰石湿法脱硫中石膏雨、有色烟羽问题,特对其产生机理结合节能要求及现场实际情况,对目前行业内各技术路线进行收集分析,并经过对比找出适合的技术路线。

二、石膏雨、烟羽生成机理

烟气含湿量是指湿烟气中与一千克干烟气同时并存的水蒸气的质量(单位g/kg)干烟气在一定温度下,烟气容纳水蒸气的能力是有限度的,烟气中含湿量与温度的关系如图所示。烟气经吸收塔净化后为低温饱和湿烟气(或近似于饱和),其状态如点A,烟气从烟囱出口排放后,因环境温度较低,饱和湿烟气中水蒸气发生相变冷凝成液态,此时白色烟羽产生;烟气温度在不断降低的过程中,其含湿量一直处于过饱和状态,冷凝液不断产生,当烟气温度逐渐降至环境温度(假设18℃),含湿量处于非饱和状态时(点B),此时白色烟羽消失,其过程如A点→B点。

三、技术路线分析

从烟气中含湿量与温度的关系看,要想消除“石膏雨、有色烟羽”,必须让烟气排出烟囱后温降线与烟气中含湿量与温度线没有交叉,即在上图中B点处形成切线。由此可从原理分析有以下技术路线:

技术路线一:将烟气在出烟囱前温度降至B点附件,在出烟囱后无降温过程;

技术路线二:将烟气在出吸收塔前温度升高至C点,过程如A点→C点→B点;

技术路线三:将烟气先降低至D点,再升高至E点,过程如A点→D点→E点→B点。

3.1技术路线一分析

该技术路线在吸收塔出口至烟囱出口之间设置换热冷凝设备,将吸收塔净烟气温度由55℃左右(每台锅炉有差别)降至环境温度。在吸收塔至烟囱出口降低烟气温度只能布置气液换热器,假定环境温度

18℃情况下(B点),换热冷源必须<18℃,且换热面积布置与冷源温度息息相关。一般发电企业无合适冷源,换热器布置也较大,故此技术路线不可取。

3。2技术路线二分析

该技术路线在吸收塔出口至烟囱出口之间设置换热器,将吸收塔净烟气温度由55℃左右(每台锅炉有差别)升温至90℃左右。

此方案存在问题如下:对热源要求温度较高,热源温度对换热器换热面积影响较大;利用辅汽可减少换热器换热面积,但不节能;利用电除尘器前低温省煤器换热后介质来加热净烟气时,换热器热源温度较低,需要的换热器换热面积太大,现场不方便布置。此技术路线不建议使用。

3。3技术路线三分析

该技术路线有两种方法可以实现:a、需在吸收出口至烟囱出口之间设置两个换热器,先将净烟气适当降温以降低烟气中含湿量,再将净烟气小幅度升温。因为降温、升温幅度均较小,故热源冷源选择较灵活。b、在浆液循环泵管道上布置换热器,降低浆液池温度,从而实现降低吸收塔出口烟温的目的,使净烟气的含湿量降低,再在吸收塔出口至烟囱出口之间设置换热器适量提高。

此种技术路线对热源及冷源的要求不高,加上净烟气降低、升高的幅度较小,故换热器换热面积相对较小,现场布置方便。其中的两种方法效果相同,可视现场得实际情况有选择性的布置。推荐此种方案。

四、结语

环保要求越来越严格,火力发电厂对烟囱排放的治理任重道远。目前虽未强制要求所有省市燃煤锅炉治理“石膏雨、有色烟羽”,但各燃煤发电机组需做好技术储备,在有能力及有需要的情况下及时进行治理。本文对目前行业内的几种技术路线进行分析对比,建议优先考虑技术路线三。


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