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燃煤电厂石膏雨 有色烟羽的深度治理探讨

北极星环保网来源:宋会江2018/12/14 10:51:34我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:有色烟羽 石膏雨 MGGH

北极星环保网讯: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进行了研究,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 2016 年1月 29 日上海市《DB31/963-2016 燃煤电厂大气污染物排放标准〉》的实施,2017 年8 月 28 日,浙江省环保厅发布了浙江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),2017 年 10 月 21 日天津市《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℃左右升至 70℃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℃左右升高到 80 ℃以上 。

MGGH 模式与 GGH 模式对比,优点是大幅地提高了除尘效率,大幅地降低了 SO3 和 PM2.5 的排放;同样的不足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 70-80℃,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50℃,饱和湿空气含水量87.56g/kg干空气,经过GGH装置加热后温度70℃, 饱和湿空气含水量为281.807g/kg干空气, 经过MGGH装置加热后温度80℃,饱和湿空气含水量为559.835g/kg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,表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,进行烟气脱湿。

延伸阅读:

燃煤电厂有色烟羽处理技术的研究进展

湿法脱硫烟囱出口有色烟羽治理技术路线浅析.

消除火电“白色烟羽”的11种技术路线图

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