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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! b( } b8 \. j$ r+ y' L2、烟气脱白的目的和功能# T" L* I' I8 A# K3 s, k% T B; o
3 B. @5 o: ^8 h- h9 g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:+ \0 p- q) d) l1 J
5 V& n0 _0 l& v) ^% _% ?①有利于除雾霾;
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②节水;$ `* \+ Q3 G: F: o9 [, b6 a( `
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③节能;
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④处理废水;4 y; e1 B: l9 a% r
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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。3 f) ]8 V( ]. g- r
k$ R: ]! h* g! G9 [2.1、除雾霾* a1 k/ [! `6 B( B
7 m- L$ _1 d N$ {# Z7 n/ d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。
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2.2、节水% a8 n' n; t5 n( A! F) f* O( X6 Y
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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。
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1)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。5 m+ P0 o5 I# P( e4 K- ~
# L4 W: K% S( A2)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。/ p! ~3 }) Y# E1 }: F0 Z3 Q6 K
, Y2 d( R4 I! D5 B6 z) z9 s3)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。6 d# Q: n! j5 b9 d3 z" u$ R; C$ Q
) J4 |7 F7 y! O/ H- P3 w& d4)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。6 Y) z0 C2 c0 n% A8 A& m! @
7 n* x: _; a" L1 V+ j此外,还有水泥、建材、有色金属、石油化工等行业。
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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。
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2.3、节能
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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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2.4、处理利用废水0 D" o2 r* `# q+ E9 J# w
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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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; ]1 M* a; R R4 M' L3 m/ }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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: {6 Z6 L" N, h+ A7 X( L9 T# v烟气脱白技术6 F9 A2 v# ^( p1 `
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1·烟气冷凝再加热技术
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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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2·MGGH技术9 v1 V3 P. F3 j
) R( `, |/ O! k, f0 @+ v1 f1 PMGGH系统简介
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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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8 B5 @, p1 J# E1 `+ LMGGH系统工作原理
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MGGH系统综合应用烟气余热利用技术:8 _3 t0 R' Y9 n2 @6 s
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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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②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
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6 e0 q1 y* M! hMGGH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。
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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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1 r( U7 }9 ?+ u8 l$ t7 JMGGH系统优势" i! r2 X' N' R% o6 m5 H" J$ ^
$ h1 P7 p& n5 J( Y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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, A0 x1 A6 e+ }" b% H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。6 U/ J. A6 b4 u9 O- y
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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。7 c, z6 [2 t* Q g" X
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3·电磁脱白技术6 { x# Z! B) Y& ^: I$ i/ q
* T5 Q6 r/ ]1 u1 C9 f% K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。& U- z; F1 {5 p# d1 L6 a. n
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电磁脱白系统优势
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7 t4 ^0 q4 l2 W, K. Q" H1·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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4 J6 I, L( {) O3 `8 K2·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。$ f" y E$ M! B: Q" D
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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。2 ^& t: M: G7 I* K# K r) [
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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。: x# G- q: `4 }! B
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电磁脱白系统适用领域$ B1 `% n7 q B4 d8 Z
0 ^+ c1 S ~! t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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