燃煤电厂石膏雨有色烟羽的深度治理探究.docx

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1、燃煤电厂石膏雨有色烟羽的深度治理探究分析了目前燃煤电厂在脱硫机组后烟囱前安装有烟气再热器的烟气-烟气换热器（GGH）模式和低低温省煤器（MGGH）模式，烟气先降温后升温的烟气冷凝再加热模式、烟气预热冷空气再加热模式和石灰浆液冷凝烟气再加热模式，以及烟气喷淋洗涤再加热模式，提出了在脱硫机组后烟囱前先降温、后洗涤脱水与升温的工艺路线。由于近年来多次出现重度雾霾天气，严重地影响到了居民生活，为了有效地消除雾霾从而改善环境，不同行业的技术人员对雾霾形成机制开展了研究，形成了不同派别的假说,但是关注重点是燃煤电厂及钢铁行业的大气污染物排放。随着20*年1月29日*市DB31/963-20*燃煤电厂大气污

2、染物排放标准的实施，20*年8月28日，某省环保厅发布了某省强制性地方环境保护标准燃煤电厂大气污染物排放标准（征求意见稿），20*年10月21日*市关于进一步加强我市火电、钢铁等重点行业大气污染深度治理有关工作的通知，将来会有更多的省份对燃煤电厂及钢铁行业的大气污染物提出新的排放标准。一、污染现象定义对于燃煤电厂大气污染物排放，主要环保问题是烟气离开烟囱进入大气后中烟气中的部分气态水和污染物发生凝结，形成的石膏雨及有色烟羽。石膏雨定义湿法烟气脱硫系统吸收塔出口净烟气由于处于湿饱和状态，在流经烟道、烟囱排入大气的过程中因温度降低，烟气中部分气态水和污染物会发生凝结，液体状态的桨液量会增加，并在一

3、定区域内有液滴飘落，沉积至地面干燥后呈白色石膏斑点，称为石膏雨。白色烟羽定义烟气在烟囱出口排入大气的过程中因温度降低，烟气中部分气态水和污染物会发生凝结，在烟囱口形成雾状水汽,雾状水汽会因天空背景色和天空光照、观察角度等原因发生颜色的细微变化，形成有色烟羽，通常为白色、灰白色或蓝色等颜色。根据以上两污染名称的定义，都是因为出烟囱的烟气温度低，导致汽态水与污染物的凝结，最终形成。国内普遍的解决方式是提高烟囱排放的烟气温度，从而提高烟气的爬升高度，降低烟气的饱和湿度，扩大汽态水与污染物的弥散空间。二、烟气脱硫再热烟气-烟气换热器（GGH）模式，国内约占80%以上的燃煤发电机组采用。在湿法烟气脱硫机

4、组前与后安装GGH,充分利用锅炉烟气的低温余热，将湿法烟气脱硫机组后的烟气排烟温度从50。C左右升至70。C以上，从而提高烟气的爬升力。这一模式在烟气脱硫后生成的汽态水与污染物总量，在烟囱排放时保持不变，仅是提高了爬升高度，弥散空间得到扩大，来有效地减轻烟囱周围石膏雨现象，改善烟囱周边环境，部分消除有色烟羽。低低温省煤器(MGGH)模式，中国已有多个燃煤电厂投入使用。在锅炉空气预热器和除尘机组之间与脱硫机组后安装MGGH,充分利用锅炉烟气的低温余热，将湿法烟气脱硫机组后的烟气排烟温度从50。C左右升高到80OC以上。MGGH模式与GGH模式比照，优点是大幅地提高了除尘效率，大幅地降低了S03和

5、PM2.5的排放；同样的缺陷点是对于烟气脱硫后生成的汽态水与污染物总量，在烟囱排放时仍然保持不变，依旧依靠提高爬升高度，扩大弥散空间的方式，同样有效地减轻烟囱周围石膏雨现象，改善烟囱周边环境，部分消除有色烟羽。此外，还有在湿法烟气脱硫机组后混高温除尘器过滤热烟气模式和管式换热器预热风模式、加装烟气加热器模式来提高湿法烟气脱硫机组后的烟气排烟温度，对于烟气脱硫后生成的汽态水与污染物总量，在烟囱排放时仍然是保持不变,再热烟气的温度处于70-80oC,同样不能够彻底地消除石膏雨与有色烟羽现象。存在石膏雨与有色烟羽现象原因的分析：从表1可以看出，烟气经过湿法烟气脱硫机组处理后温度5(C,饱和湿空气含水

6、量8756gkg干空气，经过GGH装置加热后温度70,饱和湿空气含水量为281.807gkg干空气，经过MGGH装置加热后温度8(C,饱和湿空气含水量为559.835gkg干空气，从烟囱排除后在烟囱周围仍然存在石膏雨现象，天空中观察到有色烟羽现象，说明从湿法烟气脱硫机组排出的烟气湿度过大，仍处于湿饱和状态，存有大量的液态石膏浆滴。湿法烟气脱硫机组后增加烟气冷凝再加热机组模式、烟气预热冷空气再加热机组模式、冷凝石灰浆液和烟气再加热机组模式，都能够降低烟气温度，冷凝汽化水，降低烟气含水量，再加热烟气以提高烟气爬升力，消除石膏雨与有色烟羽现象。下面是全国部分主要城市平均温度。湿法烟气脱硫机组后增加风

7、冷再热机组模式，可以有效地利用燃煤电厂所在地的自然空气资源，进一步降低经过脱硫机组处理后烟气温度，开展烟气脱湿。三、烟气脱硫降温再加热表220*年全国部分主要城市平均温度（）空气资源，从表2可以看出，北方地区温差比较大，有着取之不尽的储量，同时无任何国家与地方法规限制。空气换热器具有较大的换热能力，利用效率比较高，缺点是占用空间比较大。四、烟气喷淋再加热湿法烟气脱硫机组后增加烟气喷淋再加热模式，对烟气开展洗涤和进一步降温，去除部分液态石膏浆滴和冷凝汽化水，到达降低烟气粉尘浓度与含湿量，再加热烟气以提高爬升力，消除石膏雨与有色烟羽现象。下面是全国各地地表水温。表3全国各地地表水温（。C）水资源，

8、从表3可以看出，全国各地都具备条件，但是利用时受到国家及地方法规限制，不能够随意地引用与排放。沿海地区可以充分利用海水资源，首先完成淡水与海水换热，然后再烟气喷淋淡水，洗涤降温。五、烟气深度除尘再加热通常燃煤电厂烟气经过电袋、布袋、电除尘器净化后,经过脱硫机组处理后，烟气含尘量在2030mgm3,再经过湿式静电除尘技术深度处理，可以实现烟尘浓度低于5mgm3的超低排放，可以彻底地实现消除石膏雨现象。六、烟气预热空气水冷降温喷淋冷却旋流除尘再热充分利用MGGH工艺，喷淋洗涤及旋流板塔除雾功能,同样可以实现超低排放，同时能够消除石膏雨与有色烟羽现象。具体工艺流程见图Io省煤器来的烟气首先加热锅炉助

9、燃空气成热风，然后在烟气换热器内与烟气再热空气换热，经过电除尘精除尘后进入脱硫塔，接下与锅炉助燃冷空气完成初次换热，进入喷淋塔喷淋洗涤，进一步降低烟气含尘量与温度，再接下进入装有旋流板的旋流脱水器，脱水与除雾，然后进入烟气再热器器对烟气升温，提升烟气的爬升力，最后经过烟囱排放至大气。喷淋水洗涤烟气后，温度上升并富集烟气中的大部分污染物，已无再次换热降温温差，需要经过过滤处理，去除里面的固体颗粒物，与取自大自然的地表自然水开展换热降温（根据当地的地方法规与国家法规，确定这部分水的取与排放），喷淋水获得再生，再次洗涤烟气；也可以在脱硫机组后采用湿式电除尘器超低排放技术及低温余热制冷对低温处理烟气技

10、术的组合处理工艺，对烟气再次降温，烟气温度降至20-25,冷凝出大量的液态水。烟气温度25。C时饱和含水量20.356g/kg干空气，仅为50时饱和含水量87.56gkg干空气的23%o烟气再经过装有旋流板的旋流脱水器去除大部分液态水滴及石膏浆滴，更容易完成接下来的烟气-烟气换热升温任务，当烟气从烟囱排放时温度将到达80。C以上，含水量仅为80。C饱和含水量559.835g/kg干空气的3.64%,完全处于非饱和状态，将彻底地消除石膏雨和有色烟羽现象。图1烟气脱硫除雾再热结语燃煤电厂的烟气处理，采用脱硫机组后烟气再热工艺,提高烟囱出口烟气的爬升力，烟气在更高的天空弥散到更为广阔的区域，可以有效地改善石膏雨与有色烟羽现象，但是排放的气态水与污染物总量并没有变化。只有采用烟气降温、喷淋与有效除雾想组合的减法，才能够有效地降低脱硫后烟气含有的气态水、液态水与污染物的总量，最后烟气经过烟气再热器后从烟囱排放时，烟气处于非饱和状态，超低的粉尘含量，做到蓝天白云。