我國(guó)鋼鐵、電廠、焦化、化工等行業(yè)燃煤煙氣90%采用濕法脫硫，通過(guò)采用低溫電器和/或末端濕式靜器，可以滿足新國(guó)標(biāo)(GB13223-2011)要求、甚至實(shí)現(xiàn)，但現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范缺失排放煙氣濕度的控制指標(biāo)，而這恰恰是形成霧霾的根源。如能有效解決的排煙除濕脫白，不僅能根除霧霾污染，還能低成本實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)、超低近，特別是回收煙氣中的水分和余熱，年潛力幾十億噸，提高燃煤效率，能兼顧解決環(huán)境與發(fā)展的矛盾。
我國(guó)濕排煙帶出水分的總量估算
按照燃燒噸煤放散煙氣10000Nm3/t、濕煙氣所含水分112g/Nm3估算，每燃燒1噸煤濕煙氣帶走水份1噸，主要包括煤中原始含水、脫硫補(bǔ)充水，全國(guó)消耗煤36-37億噸，燃煤煙氣帶入大氣的水份高達(dá)三十多億噸。
其次是天然氣燃燒，煤改氣一直被國(guó)家和北京等有些地方做為控制大氣污染的主要技術(shù)措施，不談天然氣的來(lái)源和價(jià)格問(wèn)題，也不論天然氣燃燒溫度高導(dǎo)致排煙氮氧化物含量高，一個(gè)很大問(wèn)題是每燃燒1單位體積的天然氣，會(huì)產(chǎn)生2倍體積的水蒸汽。我國(guó)天然氣消耗量1800億立方米，則產(chǎn)生3600億立方米水蒸汽，折合近3億噸水分。
僅此兩項(xiàng)，我國(guó)每年就人為增加~40億噸的水分進(jìn)入大氣。加上鋼鐵、化工等其它行業(yè)，我國(guó)工業(yè)煙氣排放總量超過(guò)50億噸，夾帶著達(dá)標(biāo)后的殘余污染物成分。
現(xiàn)有的除濕脫白技術(shù)
我國(guó)在引進(jìn)的石灰石石膏濕法脫硫成套技術(shù)中，包含煙氣再熱器，業(yè)內(nèi)稱GGH(Gas-Gas Heater)，通過(guò)濕煙氣與干煙氣間接換熱將其溫度抬升到80°C以上排放。采用GGH再熱器的優(yōu)點(diǎn)是只需一組換熱器，應(yīng)用中出現(xiàn)了堵塞、腐蝕、串煙導(dǎo)致排放超標(biāo)等一些問(wèn)題影響了電廠的正常運(yùn)行。
隨后引進(jìn)了熱媒循環(huán)煙氣再熱器MGGH(Media Gas-Gas Heater),采用降溫和升溫兩組換熱器分離單獨(dú)布置，成功解決了堵塞、串煙問(wèn)題，腐蝕問(wèn)題通過(guò)換熱器采用耐腐材料也有解決辦法，新的問(wèn)題是造價(jià)過(guò)高。由于MGGH再熱器的升溫?fù)Q熱器是將濕煙氣間接升溫為干煙氣，腐蝕更突出，MGGH在國(guó)產(chǎn)化過(guò)程中，有些用戶只用降溫?fù)Q熱器，用軟水或環(huán)境空氣做為換熱介質(zhì)，升溫后回收利用，脫硫后濕煙氣直接排放。
國(guó)外也有用戶采用輔助燃燒產(chǎn)生高溫干煙氣，與脫硫后濕煙氣混風(fēng)+升溫除進(jìn)行除濕脫白。我國(guó)火電鍋爐在實(shí)際大范圍推廣濕法脫硫過(guò)程中，原設(shè)計(jì)機(jī)組多拆除GGH，新建基本不用GGH，代之以防腐蝕煙囪直接濕排煙，鋼鐵、化工等其它行業(yè)也紛紛效仿，這就是導(dǎo)致我國(guó)產(chǎn)生嚴(yán)重霧霾的主要根源。
影響濕煙氣的因素
濕氣體的飽和含濕量與濕煙氣壓力和飽和溫度有關(guān)，壓力、飽和溫度越高含濕量就越高。濕法脫硫后的煙氣表壓為幾百帕的微正壓，可以近似視為恒定絕對(duì)大氣壓。
在恒定大氣壓力下，濕煙氣的飽和含濕量只與飽和煙氣溫度相關(guān)，這在許多相關(guān)技術(shù)手冊(cè)中都可以查到，也可以計(jì)算。為方便討論，以1Nm3的干煙氣為基數(shù)，將其飽和含濕量與飽和溫度的關(guān)系列于表1。
將上表繪制成圖2，圖中的O點(diǎn)就是目前濕法脫硫后放散濕煙氣的狀態(tài)點(diǎn)：平均溫度~50°C、含濕量為111.8g/Nm3。
在濕煙氣飽和含濕量不變的條件下，GGH、MGGH通過(guò)間接換熱方式將煙氣溫度升高到80°C，則煙氣的相對(duì)濕度就從100%降低到16%，成為干煙氣排放，屬于升溫除濕，見(jiàn)圖中OA線。
缺點(diǎn)是分別存在換熱器堵塞、腐蝕、串煙、造價(jià)高、安裝空間緊張、增加阻損導(dǎo)致系統(tǒng)能力不足或電耗增加，投資和運(yùn)行成本高，存在環(huán)境治理與經(jīng)濟(jì)效益間的矛盾。
隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，通過(guò)嘗試新的除濕脫白技術(shù)來(lái)解決這一矛盾已經(jīng)具備條件，這一濕煙氣除濕脫白的技術(shù)途徑，就是冷凝除濕為主的混合除濕技術(shù)，如圖OB所示：將脫硫后~50oC濕煙氣深度冷凝冷卻到25°C以下，也就是大氣平均溫度，如能進(jìn)一步冷卻到15°C，然后再升溫到25°C效果更好。
冷凝除濕+熱管GGH脫白工藝簡(jiǎn)介
在濕法脫硫塔出口后，增加冷凝器和除霧除濕裝置，將濕煙氣的溫度從50oC降低到25oC以下，濕煙氣的飽和含濕量從111.8降低到26g/Nm3以下，濕煙氣中大部分水汽會(huì)冷凝為水，煙氣中殘余的二氧化硫、石膏、PM2.5細(xì)顆粒物、氨、離子液等成分都會(huì)隨著水汽的冷凝進(jìn)入冷凝液中。再通過(guò)熱管化熱器高溫?zé)煔鉁囟葘⒌蜏貎艋療煔饧訜崤欧?，既可?shí)現(xiàn)脫白排放。
冷凝除濕+熱管GGH脫白技術(shù)特點(diǎn)
1、濕煙氣的飽和含濕量從111.8降低到26g/Nm3以下，與大氣含濕量接近，實(shí)踐證明可以實(shí)現(xiàn)除濕脫白，從而有助于解決我國(guó)的大氣霧霾污染。
2、經(jīng)過(guò)冷凝除濕處理后為脫硫或鍋爐提供補(bǔ)充水，可節(jié)約水用量，節(jié)省成本。
3、冷凝除濕還有一個(gè)重要作用，就是可以將殘留的細(xì)顆粒粉塵、二氧化硫、酸、重金屬等大部分污染成分大部分冷凝進(jìn)入排水中，是實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐放散煙氣低成本達(dá)標(biāo)、甚至超低近零排放的可選擇技術(shù)之一。
冷凝除濕+熱管GGH脫白技術(shù)，在脫除視覺(jué)白煙的同時(shí)，可回收大量的低溫余熱和煙氣含水，有相當(dāng)?shù)墓?jié)能經(jīng)濟(jì)效益；除濕過(guò)程中還能吸附各種污染物的細(xì)小顆粒，同步實(shí)現(xiàn)超低排放。
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