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自来水、矿泉水和蒸馏水的雾霾实验对比可以看出:蒸馏水PM值较小,自来水PM值已达到重度雾霾标准,在加湿器使用过程中尽量使用蒸馏水。四个脱硫液样品的PM2.5值均达到重度污染的情况,处理后的循环水PM10值也接近2000。
燃煤烟气湿法脱硫过程与使用加湿器相似,脱硫后的净烟气虽然经除雾器除去部分较大颗粒,但由于除雾器对于小粒径的雾滴和水溶性物质难以捕集,就可能造成大量细颗粒物的排放。湿法脱硫排放烟气中的水汽大约是SO2排放浓度的4000倍,水汽中的无机物排放量大约是SO2排放浓度的40倍。因此,燃煤烟气排放指标应该综合考虑:现有排放指标(SO2、NOx和烟尘);二氧化碳排放量(能效);水汽排放量及杂质含量等;
2.4水汽及细颗粒脱除
表2-5 烟气中水汽的各种技术方法特点
目前唯一可以实现商业化的技术为烟气冷凝,它通过应用氟塑料换热器达到减少水汽排放的效果,但它存在以下缺点:
(1)冷凝水汽的水质不高,具有腐蚀性;
(2)需要价格较高、换热面积较大的氟氟塑料换热器;
(3)水汽排放降低有限,最低降低25%,仍然有至少75%的水汽排放;
(4)电厂冷源缺乏,或增加大量成本。
传统除尘技术难以高效捕集PM2.5以下的颗粒物及水溶性物质;利用声、光、电、磁、热等各种超细颗粒物凝聚技术过程原理复杂,目前还处于研究阶段。
为什么国外也采用湿法脱硫技术没有发生大范围雾霾,我们认为这与我国燃煤量过大有关。
表2-6 2014年全球煤炭消费量前十名国家排序
中国工程院原副院长杜祥琬指出:“中国的环境容量已经比世界平均水平低好几倍,中国东部单位国土面积煤炭消耗是世界平均值12倍,京津冀地区煤炭消耗空间密度(单位:平方公里)是全球平均值30倍,可以想象,这些地方怎么能没雾霾?”因此,我们必须进行煤炭利用技术的革命或者大幅度降低煤炭使用量。
3.燃煤烟气污染物干式脱除技术
燃煤烟气干式脱硫是比较好的解决水汽排放的方法,现有干式烟气脱硫技术有炉内喷钙法、活性碳(焦)吸附法、电子束辐射法、金属氧化物脱硫法等。炉内喷钙法脱硫效率低,一般只适合于循环流化床锅炉,其它几种脱硫方法虽然脱硫效率高,但工艺复杂、运行费用高、易造成二次污染等,因此,有必要开发新的烟气干法脱硫技术。
针对烟气湿法脱硫技术存在的缺点,我们开发了一种固定资产投资少、运行维护成本低、能耗少、水耗几乎为零、产物可资源利用的高效气相烟气脱硫脱硝超低排放技术。该技术可以克服现有超低排放技术固定资产投资高、运行维护费用高、废气排放量大、操作复杂等问题。工艺路线如下图所示:
高效气相烟气脱硫技术是将脱硫剂经风力输送系统由喷枪直接将脱硫剂喷入高温烟道中,脱硫剂气化,与烟气中的SO2发生气相反应,脱硫产物经布袋除尘器收集,可达到高效气相脱硫的目的。
该技术已在电厂进行了现场试验,锅炉类型为170t/h煤粉炉,烟气量为30×104Nm3/h。现场试验结果图2所示:
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