工作原理
目前國內絕大多數鍋爐、窯爐的煙氣在排放前都進行了濕法脫硫,溫度降至45-55C,焦爐脫硫煙氣達到65C,此時的煙氣氣通常是飽和濕煙氣。煙氣由煙囪直接排出,進入溫度較低的環境,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。
濕煙羽的形成機理如圖1所示。圖1中的曲線為濕空氣的飽和曲線,假設濕煙氣在煙囪出口處的狀態位于A點,而環境空氣的狀態位于F點,煙氣在離開煙囪時處于未飽和狀態。濕煙氣與環境空氣混合過程開始沿AB線變化,達到B點后煙氣變為飽和濕煙氣,此后濕空氣與環境空氣的混合沿曲線BDE變化,而多余的水蒸氣將凝結成液態小水滴,形成濕煙羽。根據濕煙羽形成及消散的機理,可將現有的對濕煙羽有治理效果的技術歸納為:
煙氣加熱技術,典型的GGH、熱管式GGH、MGGH、蒸氣加熱器等;
煙氣冷凝技術,典型的新建噴淋塔、水冷源、空冷源和其他人工冷源;
煙氣冷凝再熱技術,兩種技術組合應用,從經濟性出發,單純的加熱和冷凝方式都有各自的限制,加熱受到原煙氣氣煙溫條件的限制,冷凝受到環境空T、水溫度的限制。在此條件下若采用冷凝再熱技術,將加熱和冷凝結合起來使用,則可擴大系統濕煙羽消除對環境溫濕度的適應范圍。
幾種典型應用
鍋爐及工業窯爐 脫硫煙出口溫度在45- 55C,煙氣溫度和濕含1較低,可采用直接加熱或直接冷凝技術,也可采用循環水冷卻或空冷,然后利用煙氣余熱采用GGH或MGGH換熱,實現煙氣脫白;冷凝水做脫硫工藝水補充,不破壞脫硫水平衡。
鋼廠燒結機及豎爐 脫硫煙出口溫度在55-60C,煙濕含相對較高,同時煙氣大,采用循環水冷降溫除凝,將煙氣溫度降至40- -45C,然后采用MGGH利用煙余熱加熱脫白;冷凝水做脫硫工藝水補充,不破壞脫硫水平衡。
焦爐 脫硫煙氣出口溫度高達65C,煙氣含濕量大,采用循環水冷降溫除凝,將煙氣溫度將至45C左右,然后采用GGH或MGGH,利用余熱加熱濕煙r,蒸氣做補充,煙氣直排或回原煙囪熱備;產生大冷凝水,簡單處理循環使用。
使用情況
首鋼集團公司X焦化公司配合低溫脫硝、氨法脫硫,采用GGH技術利用煙氣余熱實現脫硫煙脫白,于2017年4月投入運行,效果良好。