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脱硝工程专家:石膏雨的成因及治理分析
编辑:  来源: /bhhj/n984.html   发布时间:2018-01-26


    一、“石膏雨”首要来自烟气中未除净的液滴和冷凝水。构成“石膏雨”现象的原因首要有三个方面: ( 1) 净烟气特性; ( 2) 烟囱结构方式; ( 3)环境气象条件。


    1 净烟气特性
    净烟气特性首要是指带着的石膏浆液和烟气的温度。
    ( 1) 带着的石膏浆液
    锅炉扫除的烟气在湿法烟气脱硫吸取塔中经石灰石浆液洗刷后脱去二氧化硫( SO2) 的进程中,会带着大量的石膏浆液。为了除掉烟气中的石膏浆液,一般在吸取塔出口或净烟道上设备有除雾器。虽然大部分的石膏浆液或液滴能被除雾器去除,但仍是留有一部分石膏浆液或液滴随烟气排出。特别是在烟气流场不均、流速过高或除雾器型式、安置不合理时,除雾器作用变差的时侯,净烟气中留存的石膏浆液或液滴会更多。净烟气中带着的石膏浆液是构成“石膏雨”现象的本源,是最底子的原因。
    ( 2) 烟气的温度
    湿法烟气脱硫体系净烟气温度一般为45 ~60 ℃,烟气处于湿饱满状态。在排入大气的进程中,烟气温度不断下降,水蒸汽还会凝聚成更多的水,汇聚在直径较小的液滴周围使其变成直径较大的液滴。烟气温度和所处的湿饱满状态是构成“石膏雨”现象最重要的原因。
    2.烟囱结构方式
    处于湿饱满状态的净烟气在流经烟囱的进程中,在烟囱内壁上会发生凝聚水,部分凝聚水顺烟囱壁向下扫除,部分凝聚水被烟气带出排入大气,在烟囱的周围构成“石膏雨”现象。烟囱的结构方式是构成“石膏雨”现象的辅佐原因,起着推波助澜的作用。首要体现在以下几方面:
    ( 1) 烟囱的形状
    假如烟囱是等直径自筒形的,凝聚水一般会沿烟囱内壁向下活动,比较顺利地在烟囱底部扫除。假如烟囱内壁是锥形的,烟气凝聚水在下贱的进程中,因为重力的作用脱离烟囱内壁,混入烟气中排入大气,构成“石膏雨”现象。
    ( 2) 烟囱内壁的平整度
    烟囱假如选用砖砌内衬,一般内壁较粗糙,烟气凝聚水易飞溅,与烟气混合被带出烟囱排入大气。假如是选用钛板等金属的润滑内壁,烟气凝聚水不易飞溅,不易与烟气混合被带出烟囱排入大气。
    ( 3) 烟囱出口直径
    合理挑选烟囱的出口直径,操控烟囱出口烟气流速一般不超越18 m/s,可有用按捺烟气对液滴的带着量。
     3 环境气象条件
    环境气象条件首要指环境温度、相对湿度和大气压力。这些要素是构成“石膏雨”现象的外部原因。
    ( 1) 环境温度
    因为湿法烟气脱硫后烟气处于湿饱满状态,环境温度越低,烟气中凝聚的水汽会越多,更易构成“石膏雨”现象。因而,对我国而言,南边区域一般只会在冬天呈现“石膏雨”现象,而在北方区域因为环境温度较低,呈现的“石膏雨”现象的几率相对较大。
    ( 2) 相对湿度
    环境相对湿度的大小反映了环境空气的饱满程度。相对湿度越大,空气越挨近饱满状态。因而关于相对湿度越大的区域( 如南边区域) ,越易构成“石膏雨”现象,而关于北方区域,空气较枯燥,就越难构成“石膏雨”现象。
    ( 3) 大气压力
    环境大气压力越低,烟气越不易扩散。因而环境大气压力越低,越易构成“石膏雨”现象。反之,环境大气压力越高,烟气越易扩散,就越难构成“石膏雨”现象。
    二、“石膏雨”现象对周边环境的影响
    因为湿法烟气脱硫后烟气处于湿饱满状态,易构成“石膏雨”现象,但“石膏雨”不会对环境添加总的污染物排放量,因而从微观上对整个环境不会构成影响,不会构成环境污染的加大。不过因为烟气温度较低,烟气的抬升高度会下降,会构成烟囱周围部分规模( 通常在电厂围墙内) 的污染物浓度升高,而远处污染物浓度会下降。关于单纯的烟气“白色烟羽”问题,类似于电厂冷却塔排放的蒸汽相同( 但烟囱的白烟要少得多) ,对环境质量没有影响,“白色烟羽”不是环境问题。但人们的知道往往存在误区,以为“白色烟羽”对环境有影响。因而,需求加强宣扬,科学地知道“白色烟羽”问题。
    关于“石膏雨”现象而言,会飘落到烟囱周围的建( 构) 筑物、轿车和地上等设施上,构成部分污染。因而,“石膏雨”现象是需求管理的问题。
    三、国外对“石膏雨”现象的知道进程及处理办法
    国外湿法烟气脱硫设备在电厂的运用起步于20 世纪70 时代。
    在初期阶段( 20 世纪70 时代) ,因为烟气经湿法脱硫后不经加热直接排入大气,存在“白色烟羽”和“石膏雨”现象。这期间,因为湿法脱硫处于早期建造阶段,包含德国、欧盟、日本和美国等国家在内,对“白色烟羽”和“石膏雨”现象是否存在损害没有知道,也没有明确的管理要求,知道处于初级阶段。
    在20 世纪80 时代,这些国家开端大规模建造湿法烟气脱硫设备,“白色烟羽”和“石膏雨”现象日趋遍及,人们以为这种现象会对环境构成污染。为了管理“白色烟羽”和“石膏雨”现象,德国和日本其时的法规规则烟气的排放温度不得低于72 ~ 75 ℃。为了提高烟气的温度,诞生了烟气换热器( GGH) 。在此期间,德国和日本的湿法烟气脱硫设备根本上都装有烟气换热器( GGH) ,而欧盟和美国则对烟气的排放温度没有约束,因而欧盟和美国的湿法烟气脱硫设备大大都没有设备烟气换热器( GGH) 。
    20 世纪80 ~ 90 时代,归于第二阶段。在这20 年里,德国和日本湿法烟气脱硫设备的烟气换热器( GGH) 对处理“白色烟羽”和“石膏雨”现象起到了至关重要的作用,烟气换热器( GGH) 将烟气温度提高到72 ~ 75 ℃及以上,根本上能处理“白色烟羽”和“石膏雨”现象。跟着烟气换热器( GGH) 的大规模运用,GGH 阻塞问题日趋严重,简直100%的GGH 在运转进程中呈现过阻塞等毛病,GGH 是整个脱硫体系的毛病点,大大影响了机组的可用率。
    在第三阶段,德国加入欧盟今后,从2002 年开端选用欧盟标准,不再约束烟气的排放温度有必要大于72 ℃。因而后期建造的湿法烟气脱硫设备设备根本上不再设备烟气换热器( GGH) ,只依托除雾器来尽量去除烟气中的石膏浆液,减轻“白色烟羽”和“石膏雨”现象。
    美国80%以上的湿法烟气脱硫设备不设备烟气换热器( GGH) ,有单个电厂在烟囱底部使用清洁燃料来加热净烟气的办法来处理“白色烟羽”和“石膏雨”问题。
    总归,经过三个阶段四十多年的开展和知道,人们以为“白色烟羽”和“石膏雨”现象不是环境问题,而是知道问题,不会对整体环境构成影响,但“石膏雨”现象会对厂区环境构成部分污染。从管理办法来讲,因为烟气换热器( GGH) 存在阻塞等严重问题,一起跟着对“白色烟羽”和“石膏雨”现象知道的深化,逐渐抛弃了对烟气加热的办法,加大对烟气的净化来减轻“白色烟羽”和“石膏雨”现象。
    四 “石膏雨”问题处理计划
    关于“白色烟羽”现象不需求管理,“石膏雨”现象需求加以管理。依据“石膏雨”的来历和构成的原因,“石膏雨”管理一般从净化烟气、加热烟气和操控烟气流速三方面着手,详细处理计划综述如下。
     1 净化烟气法
    净化烟气法就是强化烟气除雾作用,尽可能去除烟气中石膏浆液和液态水滴。在这种情况下,假如当地环境条件( 大气压、相对湿度和环境温度) 不会构成烟气中水蒸气凝聚,就不会呈现“石膏雨”。强化烟气除雾作用有以下办法: ( 1)优化除雾器进出口烟气流场; ( 2) 操控除雾器烟气流速( 5 m/s 左右) ; ( 3) 选用高效除雾器或添加一级除雾器( 如添加管式除雾器) 。
    净化烟气法是从“石膏雨”构成的本源动身处理问题的,因而它是最直接、最底子的办法。但因为净化程度的局限性( 一般只能去除直径20μm 以上的大都液滴) ,只能减轻烟气中石膏浆液和液滴带着构成的石膏雨,无法彻底治愈“石膏雨”现象,一起净化烟气法对洁净烟气中水蒸气凝聚构成的“石膏雨”( 根本不含石膏) 无法处理。
     2 加热烟气法
    加热烟气法就是将脱硫后温度为45 ~ 60 ℃的烟气加热到70 ~ 80 ℃,使烟气远离水的露点温度,然后防止水蒸气凝聚而构成石膏雨。加热烟气法一般有以下两种。
    ( 1) 使用锅炉二次风加热净烟气
    从锅炉空预器后二次风风道抽取一部分热二次风,直接送入脱硫体系出口净烟气烟道与净烟气混合。热二次风与脱硫后净烟气混合加热后,提高净烟气温度至75 ℃左右,使净烟气中水蒸气温度高于露点温度,减少了烟道烟气结露,并提高了烟囱排烟的抬升高度。以一台600 MW机组为例,使用锅炉二次风加热净烟气,初出资600 ~ 700 万元,会添加15% 的二次风量,锅炉热效率将会下降0. 65%; 煤耗添加2. 0 g /kwh 左右,每年运转煤耗和电费添加500 万左右。
    ( 2) 使用原烟气加热净烟气
    即GGH 加热法或热管换热器加热法。此法体系杂乱、出资高,以一台600 MW 机组为例每台机组需2 000 ~ 3 000 万元,运转毛病率也较高。加热法根本上能处理烟气除雾作用差和水蒸气凝聚两方面原因引起的石膏雨问题,但因为体系杂乱,出资和运转成本高,使用锅炉二次风加热净烟气的办法现在选用的很少,关于GGH加热法或热管换热器加热法,运转毛病率高,现在新建机组根本上也不再选用。
     3 操控烟气流速法
    操控烟囱出口烟气流速一般不超越18 m/s,可有用按捺烟气对液滴的带着量,然后操控“石膏雨”。关于新建机组,可合理规划烟囱的出口直径来操控烟囱出口烟气流速。但关于现已运转的电厂,烟囱的出口直径现已确定,无法改动,一般机组在高负荷运转时易呈现“石膏雨”,在低负荷运转时“石膏雨”现象不明显。

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