湿烟羽形成机理与消散技术数值分析

4结果与讨论

湿法脱硫装置处理过的烟气温度在45～55℃，为饱和湿烟气。为了考察烟气直接加热、烟气降温再热和烟气直接降温消散湿烟羽过程中烟气温度、升温幅度、降温幅度的变化规律，以及3种湿烟羽消散技术的适用范围，假定湿烟气为50℃的饱和湿烟气。

4.1烟气直接加热

烟气直接加热消散湿烟羽是将湿烟气的温度升高，保持湿烟气的绝对含湿量不变，相对含湿量减小。图3给出了烟气直接加热消散湿烟羽烟气升温幅度随环境温度和环境相对湿度的变化规律。

由图3可以看出，随着环境温度升高，升温幅度呈指数关系急剧减小;随着环境相对湿度增大，升温幅度增大。在环境温度为10℃时，环境相对湿度由20%升至80%的过程中，升温幅度差值增大，即ΔT3＞ΔT2＞ΔT1，表明环境相对湿度越大，升温幅度受环境温度的影响越大。

图4给出了烟气直接加热消散湿烟羽过程中烟气温度的变化规律。由图4可知，在环境温度为10℃时，加热后的烟气温度在70～100℃之间，变化幅度较大，表明环境相对湿度增大会导致湿烟羽消散难度大幅上涨，能耗增大。在环境温度低于10℃，环境相对湿度大于40%时，加热后的烟气温度高于100℃，很难通过烟气直接加热消散湿烟羽。

4.2烟气直接降温

烟气直接降温消散湿烟羽是将湿烟气的温度降低，减小湿烟气的绝对含湿量。图5给出了烟气直接降温消散湿烟羽烟气降温幅度随环境温度和环境相对湿度的变化规律。由图5可知，随着环境温度升高，降温幅度呈线性关系减小;随着环境相对湿度增大，降温幅度增大。

在环境温度为10℃时，环境相对湿度由20%升至80%的过程中，降温幅度差值增大，即ΔT3＞ΔT2＞ΔT1，表明环境相对湿度越大，降温幅度受环境温度的影响越大。在环境温度低于10℃，环境相对湿度大于40%时，降温幅度大于30℃，很难通过烟气直接降温消散湿烟羽。

4.3烟气降温再热

烟气降温再热消散湿烟羽是通过降温减少湿烟气中的绝对含湿量，烟气再热降低湿烟气的相对含湿量。在假定环境相对湿度为60%的情况下，图6给出了烟气降温再热消散湿烟羽烟气升温幅度和降温幅度的变化规律。

由图6可知，随着降温幅度升高，升温幅度呈指数关系急剧减小，表明降温可以大幅度减小升温幅度，减小湿烟羽消散难度;随着环境温度减小，升温幅度增大。在降温幅度为15℃时，环境温度由15℃降至－5℃的过程中，升温幅度差值增大，即ΔT2＞ΔT1，表明环境温度越小，消散难度越大。

图7给出了烟气降温再热消散湿烟羽过程中烟气温度的变化。由图可知，在降温幅度为15℃时，加热后的烟气温度在30～90℃之间，环境温度大于5℃时再热烟气温度仍低于50℃，低于原烟气温度。

4.4湿烟羽消散技术适用范围

目前，燃煤电厂换热设备对烟气的升温幅度与降温幅度有限，尤其是湿法脱硫后饱和湿烟气的温度低，绝对含湿量大，降温难度更大。假定换热设备对湿法脱硫后饱和湿烟气的最大加热温度幅度为40℃，降温幅度小于20℃，考察了3种湿烟羽消散技术的适用范围。

图8给出了湿烟羽消散技术适用范围分区图。临界曲线Ⅰ为烟气直接降温临界曲线，环境温度低于临界曲线Ⅰ时烟气直接降温无法有效消散湿烟羽;临界曲线Ⅱ为烟气直接加热临界曲线，环境温度低于临界曲线Ⅱ时烟气直接加热无法有效消散湿烟羽;临界曲线Ⅲ为烟气降温再热临界曲线，环境温度低于临界曲线Ⅲ时烟气降温再热无法有效消散湿烟羽。

由图8可知，当环境温度位于区域Ⅰ时，采用烟气直接加热、烟气直接降温和烟气降温再热均可有效消散湿烟羽;当环境温度位于区域Ⅱ时，采用烟气直接加热和烟气降温再热可有效消散湿烟羽;当环境温度位于区域Ⅲ时，只有采用烟气降温再热才可以有效消散湿烟羽;当环境温度位于区域Ⅳ时，采用烟气直接加热、烟气直接降温和烟气降温再热均不能有效消散湿烟羽。

结果表明，烟气降温再热消散湿烟羽技术使用范围最大，烟气直接加热次之，烟气直接降温最小。环境温度低于5℃时，只能采用烟气降温再热消散湿烟羽。

5结论

分析了湿烟羽的形成和消散机理，通过数值计算分析了烟气直接加热、烟气降温再热和直接降温消散湿烟羽烟气温度的变化规律，重点分析了环境温度和环境相对湿度对湿烟羽消散技术的影响，得到如下结论。

(1)湿烟羽消散技术主要包括烟气直接加热、烟气直接降温和烟气降温再热。

(2)环境温度低于10℃，环境相对湿度大于40%时，烟气直接加热和烟气直接降温消散湿烟羽的升温幅度和降温幅度较大，湿烟羽消散难度大。

(3)烟气降温再热消散湿烟羽使用范围最大，烟气直接加热次之，烟气直接降温最小。

(4)环境温度低于5℃时，只能采用烟气降温再热消散湿烟羽。

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