工作原理
目前国内绝大多数锅炉、窑炉的烟气在排放前都进行了湿法脱硫,温度降至45-55C,焦炉脱硫烟气达到65C,此时的烟气气通常是饱和湿烟气。烟气由烟囱直接排出,进入温度较低的环境,在烟气温度降低过程中,烟气中的水蒸汽会凝结形成湿烟羽。
湿烟羽的形成机理如图1所示。图1中的曲线为湿空气的饱和曲线,假设湿烟气在烟囱出口处的状态位于A点,而环境空气的状态位于F点,烟气在离开烟囱时处于未饱和状态。湿烟气与环境空气混合过程开始沿AB线变化,达到B点后烟气变为饱和湿烟气,此后湿空气与环境空气的混合沿曲线BDE变化,而多余的水蒸气将凝结成液态小水滴,形成湿烟羽。根据湿烟羽形成及消散的机理,可将现有的对湿烟羽有治理效果的技术归纳为:
烟气加热技术,典型的GGH、热管式GGH、MGGH、蒸气加热器等;
烟气冷凝技术,典型的新建喷淋塔、水冷源、空冷源和其他人工冷源;
烟气冷凝再热技术,两种技术组合应用,从经济性出发,单纯的加热和冷凝方式都有各自的限制,加热受到原烟气气烟温条件的限制,冷凝受到环境空T、水温度的限制。在此条件下若采用冷凝再热技术,将加热和冷凝结合起来使用,则可扩大系统湿烟羽消除对环境温湿度的适应范围。
几种典型应用
锅炉及工业窑炉 脱硫烟出口温度在45- 55C,烟气温度和湿含1较低,可采用直接加热或直接冷凝技术,也可采用循环水冷却或空冷,然后利用烟气余热采用GGH或MGGH换热,实现烟气脱白;冷凝水做脱硫工艺水补充,不破坏脱硫水平衡。
钢厂烧结机及竖炉 脱硫烟出口温度在55-60C,烟湿含相对较高,同时烟气大,采用循环水冷降温除凝,将烟气温度降至40- -45C,然后采用MGGH利用烟余热加热脱白;冷凝水做脱硫工艺水补充,不破坏脱硫水平衡。
焦炉 脱硫烟气出口温度高达65C,烟气含湿量大,采用循环水冷降温除凝,将烟气温度将至45C左右,然后采用GGH或MGGH,利用余热加热湿烟r,蒸气做补充,烟气直排或回原烟囱热备;产生大冷凝水,简单处理循环使用。
使用情况
首钢集团公司X焦化公司配合低温脱硝、氨法脱硫,采用GGH技术利用烟气余热实现脱硫烟脱白,于2017年4月投入运行,效果良好。