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烟气多污染物直接喷淋净化换热器及应用案例

北极星环保网来源:《世界金属导报》作者:刘晨2017/3/27 13:20:19我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:低温余热 余热回收 超低排放

北极星环保网讯:钢铁行业存在大量的低温余热,在企业不能实现环保达标或不能稳定达标的场合,可以比较选用直接喷淋洗涤净化换热器,实现低投资、低成本、快速达标。利用直接喷淋净化换热器能回收利用低温余热的功能,可以实现有效益的达标。

1直接喷淋净化换热器的组成、功能和原理

烟气直接喷淋净化换热器的构成简单,见图1,在含污染物烟气进气烟道前部,设置一组双流体气雾喷枪或单流体高压雾化喷枪进行烟气增湿降温,湿度增加到饱和最大值,接着通过喷淋、冲击洗涤减湿降温吸收,最后通过除雾或除湿“脱白”后外排。

余热回收

图1烟气多污染物直接喷淋净化换热器示意

循环水吸收烟气中的污染物和余热后,通过沉淀、过滤、调质、冷却或余热回收净化降温后循环使用,烟气中冷凝增加的水分、污泥泥浆定期排除回用,通过在循环水系统增加水源热泵,实现余热回收利用。

实践证明,这种烟气净化换热器结构简单、投资少、改造时间短,阻损只有0.5kPa,用水量少,气液比只需1-2L/m3。主要功能和原理如下:

除尘:颗粒物浓度稳定在20mg/m3甚至10mg/m3以下,可以实现低投资达标、超低排放。主要原理是烟气相变凝聚和高效冷凝吸收。

脱硫:深度净化后烟气中的二氧化硫含量稳定在35mg/m3以下,对烟气中的氯、氟等酸性污染物、二噁英等可溶于水的有机污染物、重金属也都有良好的去除功能。脱硫除酸的主要原理是喷雾蒸发使酸性污染物液化、氧化后被喷水和蓄水吸收。

脱硝:在不用氧化剂的情况下,脱硝率10%-60%,氮氧化物总含量可以降低到150mg/m3以下。对于二价以上的氮氧化物去除原理与脱硫除酸相同;对于不易溶于水的一氧化氮只需喷臭氧等少量氧化剂就可脱除,达到超低排放标准,并且回收硝酸盐。由于二氧化硫、高价氮氧化物已经脱除,可以显著减少脱硝氧化剂用量,减少投资和运行成本。

除湿“脱白”:排烟含湿量从目前的100-300g/m3降低到50g/m3以下、甚至降低到大气湿度。包括湿电在内的其他机械类除雾器只能去除水滴,水蒸气是这类除雾器不能去除的,直接喷淋净化换热器可以去除水蒸气状态的水分。这一独特功能对控制人为因素导致的雾霾和节水具有重要作用。

低温全热回收:将烟气全热(显热+潜热)回收到40℃以下直至大气温度,极限回收烟气低温余热。大量烟气低温余热不放散,有利于减少大气的不正常变化,循环水的余热可以不回收,采用土壤换热、人工河湖之类等适当的方式冷却,回收利用余热则具有显著的经济效益。

2主要实际应用案例

案例1:用于转炉一次除尘

唐山一钢企转炉一次除尘既有120t转炉干法、也有80t转炉塔文湿法。湿法除尘设计排放指标为80mg/Nm3,不能满足现在标准要求,除尘风机是转炉容量为65t时配套的,扩容到80t后没有更新,系统抽力不足导致炉口经常溢烟,环保压力大。

该钢企最后选择配有直接喷淋净化换热器的半干法改造,不换风机、甚至也没换风机叶轮、电机,要求风机节电10%。2016年对三座转炉进行了改造,完全达到预期效果:

1)排放浓度:全部低于15mg/Nm3(大部分小于10mg/Nm3),同步对比测试结果,只有干法的50%。

2)粗干灰率:达到80%以上,相当于干法蒸发冷却器和平均两个电场电除尘器的粗干灰率。

3)风机全压:最大13.5kPa,与干法接近、只有湿法的50%,风机节电25%-30%,与同容量转炉干法风机电耗接近。

4)转炉除尘水量:比湿法减少50%,排水pH值不增加无需加药,悬浮物浓度低,与干法煤气冷却器循环水量和水质接近。

延伸阅读:

论垃圾焚烧发电项目焚烧炉、余热锅炉设备系统危险及有害因素

燃煤电站锅炉烟气余热利用问题探究

节能大招:锅炉尾部烟气余热回收新技术

【焦化】焦炉荒煤气显热的余热利用


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