1、烟气脱白的概念
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大概5-10年前,排烟多却少有雾霾;经过多年治理,现在黑烟、黄烟少了而雾霾多了,常见以湿法脱硫为主的白烟。烟囱排出的白烟与环境冷空气混合,在降温过程中,所含的水蒸气饱和凝结,凝结水雾滴对光线产生折射、散射,使烟羽呈现出白色或者灰色,被称为 “湿烟羽”,俗称“大白烟”,烟气脱白就是指去除大白烟。大白烟的源头是水分,烟气中饱和水蒸气是吸热产生的,含有大量潜热,因此,烟气脱白的关键就是排放烟气的温度、湿度控制。
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2、烟气脱白的目的和功能
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由于烟气脱白刚起步,对于为什么烟气脱白,有不同的理解。我的见解是: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;的同时,应该至少还有四个功能:! t, x5 G) ^6 N1 `
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①有利于除雾霾;: M4 u: h( R+ b3 {6 n; s! Q
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②节水;7 S7 U0 j% [! C" Z
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③节能;
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( X( ?8 {' g+ ?9 M- B: u7 S! [1 z④处理废水;
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# Q* l( Q- v! j6 T8 u, u( B4 ~尽管业界对烟气脱白能否有助于除霾还有不同看法,但有助于除雾、节水、节能已经得到初步的业绩验证,下面分别进行探讨。' e- f& N3 Y" }0 B* @/ `; O/ z6 D9 G
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2.1、除雾霾' \: h8 Q6 H) N6 E: m7 @3 o7 |
: h# T* a- Z3 C6 _; m烟气中水蒸气的密度是0.804kg/m3,比空气轻,离开烟囱后很容易上升,与环境低温空气混合降温后,水蒸气饱和冷凝为水滴,水滴的密度是1000kg/m3,颗粒极细、密度远比空气大的水滴在大气层中悬浮累积形成雾,浓雾影响飞行、高速公路交通,通过风、雨、雪可以刮走或凝结降落,遇静稳天气,浓雾就像一个大盖子,本身就有溶解性颗粒物析出,还吸收其他污染源颗粒物、阻隔其扩散,在雾层中累积,就形成了雾霾,这就是我国频繁出现雾霾的成因和过程。以除湿为基础的烟气脱白可以去雾霾,减少大雾天气,特别重要的是可以协同、低成本实现粉尘、二氧化硫、氮氧化物、重金属、有机污染成分的达标和超低近零排放,使环保由纯投入转变为有效益。+ ?( |. }% E! J8 z
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2.2、节水
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- K& g% ?: F) `/ r基于以下方法可以估算出,我国每年人为排放到大气中的水分超过160亿吨。& n& g# e( ~* z9 t- [) H
) M6 U+ f( ]6 \7 Y( W. V) i1)煤电、热电行业:每燃烧1吨标煤,湿烟气带走水分1吨、循环水冷却塔排水5吨,煤电、热电行业每年排到大气中的水分超过120亿吨。9 p9 n$ W& ^! J
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2)钢铁行业:每生产1吨钢,放散1.5吨水分,全行业每年排放水分约15亿吨。
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3)煤焦化行业:每湿熄1吨焦炭,排放0.5吨水分,焦炉烟道气湿法脱硫、干法脱硫都排放水分,合计煤焦化行业每年向大气排放水分超过2亿吨。$ q# b9 z9 x- G& i8 I. r9 R9 h
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4)天然气燃烧:每燃烧1立方米天然气,会产生2立方米、1.55千克水蒸气,全国每年排放超过3亿吨水分。
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+ b9 N( y2 h6 l此外,还有水泥、建材、有色金属、石油化工等行业。
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# |! z- w! e5 E. |( h人为排放到大气160亿吨的水分,与大自然的水循环量相比,确是小数目,但这是在大自然正常循环基础上增加的,特别是我国经济发展不均衡、发达地区排放强度是全国平均值的10倍以上,极不均匀。我国能耗、排放巨量的国情决定,在中国做烟气脱白,必须充分重视节水。水分上天是雾霾、收回来就是资源,特别对西部缺水企业,回收水分更有意义。大气水分是我国不可忽视的重要非常规水源。# C2 T# K/ [: h- P1 o, E3 R+ D
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2.3、节能
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% f! o; u7 i! L3 d采用以除湿为基础的烟气脱白,假设回收70% 排汽,全国每年可以回收相当于100多亿吨水蒸气的热量,用于采暖、加热矿粉、煤粉,具有相当显著的节能效益。
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: [% }) U& G+ g; R2.4、处理利用废水
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0 R) B9 W9 }. }: p* E烟气脱白不仅不新产生废水,还有助于处理原来的难处理废水。湿法脱硫废水、焦化废水、综合污水处理产生的浓盐水都是难处理、投资处理成本均高的废水,采用膜处理为主的常规处理方法难以做到“零排放”或难以低成本“零排放”,采用烟气脱白后,阻隔了烟气中污染物从水中向大气中的转移,利用烟道气余热和残氧热解热氧化、无害化消解废水中COD有机成分、吸收稀释氨氮,用喷雾蒸发浓缩、干燥去除溶解盐,可以大幅度减少废水处理投资,特别是降低处理成本。
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综上所述,烟气脱白是实现超低排放、节约能源、除雾霾、节水、处理利用废水的有效手段。
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烟气脱白技术" q- W+ @- U/ M
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1·烟气冷凝再加热技术
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. E: l; ]: B8 D# F" i烟气冷凝再加热技术是通过降温减少“白烟”中的绝对含湿量,使烟气中饱和水汽析出成凝结水,再将烟气再加热降低“白烟”的相对含湿量,从而消除烟羽。
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9 z0 `7 m0 l/ |8 C: N2·MGGH技术
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1 W, ?% L: K0 ?MGGH系统简介
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e) A, S8 L$ I1 y4 ]传统的GGH装置,多数存在污染物逃逸,从而导致SO2超标排放、换热片腐蚀、积灰结垢、烟气堵塞、阻力大、运行及维护费用高等系列问题,故障严重时甚至影响系统的正常运行,针对上述问题,在环保排放控制综合要求不断提高的推动下,MGGH(全称为Mitsubishi Gas-Gas Heater)技术。间接换热,利用水作为媒介,通过水循环方式从高温烟气吸热,到尾部烟道放热,提升净烟气的温度,提高烟气排放的抬升高度,降低污染物的落地浓度,从而消除“白烟”现象。
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& T5 \4 o) l8 c: ~8 H/ u. iMGGH系统工作原理4 Z* h: B R2 {. c, L5 G$ w
3 c& F' m) f1 u1 P1 U. c2 M& xMGGH系统综合应用烟气余热利用技术:
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①通过热回收器回收出口烟气余热,使除尘器入口温度由120~150℃降低至90~100℃。烟温的降低促使粉尘比电阻相应降低,进而大幅提高除尘效率,并有效脱除烟气中绝大部分的SO3,满足低排放要求,节省湿法脱硫工艺耗水量,减少烟囱水汽的排放。
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/ c6 |7 E2 Z0 S0 r( a②热回收器回收的热量由热媒体运输至烟气再加热器,将脱硫出口烟气温度由约50℃升高到80℃左右,从而避免烟囱降落液滴,减轻烟囱腐蚀,提高烟气排放抬升高度,消除“烟羽”视觉污染。
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MGGH系统组成4 E8 n; X; c/ L7 z `
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MGGH系统包括原烟气冷却器和净烟气再热器两组热交换器两大重要部件,该系统功能为通过水和烟气的换热,利用FGD(Flue gas desulfurization)前高温原烟气的热量加热FGD后的净烟气。2 e1 J T: e: I G" I6 |# W
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除以上两大重要部件,MGGH系统还配备循环水系统、稳压系统、加药系统、清洗系统等其他部件,来保证系统安全稳定运行。
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MGGH系统优势4 s( f. g! x* j, @- V+ e
! O( A/ j+ _& e, U! `3 \效率高。热烟气和冷烟气之间无烟气与飞灰的泄漏,MGGH从不影响烟气脱硫系统的SO2和飞灰的去除效率。
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/ ~! q- @5 c# H! |0 ` I- D2 F/ |占地面积小。保蓝烟气脱白MGGH系统采用降温—脱白一体化装置,结构简单,布局合理,占地面积小。
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造价、运行成本低。通过余热回收利用实现超低排放和除湿脱白,可以降低采用湿电的成本,烟囱也不需防腐。# S% N1 d y7 S+ c' N
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3·电磁脱白技术6 i9 V" _. D9 ~/ S! L9 ^4 k
% ~, E5 b F) g+ W: |, F- t电磁脱白装置可实现彻底消除“白烟”、阻力损失小、气体处理量大等特点。保蓝采用的特殊电磁发生器使整个电磁脱白空间充满磁场,当含雾滴的气体通过该磁场时,在磁场力的作用下,所有的雾滴、小液滴、PM2.5等,均会移动到电磁接受极,并形成动态液膜,回流至储水箱,供降温和脱硫使用,除此之外,仍然有大部分未结露的水分子以气态的形式排放到大气中,几乎所有的小液滴、细微粉尘颗粒物、硫酸雾、硝酸雾、PM2.5和其他有害物质均被电磁脱白装置净化,从而实现了小液滴、细微粉尘颗粒物、硫酸雾、硝酸雾、PM2.5和其他有害物质达到了接近于零排放的效果(诸多工况已低于仪器测量精度),因此保蓝将其命名为:电磁脱白零排放系统。
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) M6 t. V, j) k2 l电磁脱白系统优势1 I+ R( Y5 ]: f# y: q6 r
: x/ A( c, W( h9 f1·效率高。通过电磁场作用对杂质、“白烟”进行捕捉,效率高、效果好。
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! \9 c: M c `: F' B2·占地面积小。保蓝电磁脱白系统结构简单,布局合理,占地面积小。
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3·适用范围广。保蓝电磁脱白系统适用于火电厂、化工厂等多个领域的烟气脱白。
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; w6 w8 X3 Y! I7 x: ?4·运行成本低。电磁脱白系统去除焦油,粉尘,水雾等杂质,达到物料回收和气体净化双重效,节约成本。
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电磁脱白系统适用领域
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- e% h L0 x5 v5 f( A: {电磁脱白系统设备广泛应用于火电厂,焦化厂,钢铁厂,染料厂,化肥厂,制药厂,冶金行业,化工厂和垃圾焚烧等多种行业工厂。
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