《1烧结烟气湿法脱硫脱硝排放烟气拖尾治理分析与问题探讨资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1烧结烟气湿法脱硫脱硝排放烟气拖尾治理分析与问题探讨资料（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、烧结烟气湿法脱硫脱硝排放烟 气拖尾治理分析与问题探讨 李育杰 2017年4月 2017-04-241 前言 u本交流汇报系根据本人多年在冶金钢铁烧结烟 气湿法脱硫的经历，对“烟囱雨” 的初步探究， 以期为行业内“烟囱雨”的相关解决方案和措施 提供参考。 u烧结烟气脱硫晚于火电行业烟气脱硫,但源于 火电行业烟气脱硫,由于烧结机与火电燃煤锅 炉燃烧方式不同,生产方式不同、原料成份不 同，烧结烟气特征不同于火电行业锅炉烟气, 烧结烟气脱硫虽不能照搬火电行业烟气脱硫, 但却要认真借鉴、参考、创新、提高，尽可能 避免走火电行业烟气脱硫曾走过的弯路。 2017-04-242 交流汇报内容 一、关于湿法脱硫
2、(脱硝)排放烟气拖尾及“烟 囱雨” 二、造成“烟囱雨”现象的原因探讨 三、“烟囱雨”案例及治理方法简介 四、关于烧结烟气脱硫脱硝的思考 2017-04-243 一、关于湿法脱硫(脱硝)排放烟气拖尾及“烟囱雨” 2017-04-244 一、关于湿法脱硫(脱硝)排放烟气拖尾及“烟囱雨” u烟气脱硫(脱硝)排放烟气拖尾及“烟囱雨”现象,只存在 于湿法烟气脱硫(脱硝)系统中。 uWFGD技术具有技术成熟、 可靠性高、 脱硫效率高等特 点，是目前火电机组最主要的脱硫方式. 由于最初各国 都有限定烟囱出口的最低排烟温度，早期的WFGD系统 几乎都采用烟气换热器(GGH)排放脱硫烟气的设计。 uGGH将未经
3、处理的高温原烟气与脱硫吸收塔出口的净烟 气进行热量交换，净烟气温度可以从50提高至80左 右再进入烟囱排放，但是GGH常常发生结垢堵塞等问题， 且系统复杂、 故障率高、 运行维护成本费用大，不仅 要求较大的占地面积，其投资费用更是占电厂脱硫装置 的15%20%左右。 u因此为了节约成本，在20世纪70年代末，美国开始研究 湿烟道/湿烟囱用以脱硫烟气直接排放，我国目前也有 越来越多的脱硫机组取消GGH，大大减少设备投资和运 行维护成本， WFGD的湿烟囱技术也得到了广泛应用。 2017-04-245 一、关于湿法脱硫(脱硝)排放烟气拖尾及“烟囱雨” u湿烟气排放不仅可以避免加装结构复杂的烟气再热
4、 器（GGH）简化脱硫工艺，还可减少大额投资和运 行费用。但湿烟气排放会在大气中形成白色烟羽并 伴有少量降水，俗称“烟囱雨”，从而给使用方带 来一定困扰。湿法脱硫系统湿烟气排放产生的环境 影响一直以来也成为国内外专家关注的焦点。目前， 国内有关湿烟气排放过程中烟羽扩散的理论研究还 处于起步阶段。 u “白色烟羽”现象是指烟气从烟囱排出来后形成的 白色烟雾现象。形成“白色烟羽”现象的主要原因 是处于湿饱和状态的烟气在排出烟囱的途中遇冷进 一步凝结所致。对于单纯的烟气“白色烟羽”问题， 类似于电厂冷却塔排放的湿蒸汽一样 ，对环境质量 没有影响，“白色烟羽”不是环境问题。 2017-04-246 一
5、、关于湿法脱硫(脱硝)排放烟气拖尾及“烟囱雨” u湿法脱硫(脱硝)后的净烟气温度通常在50 左右， 处于饱和状态，饱和湿烟气在烟囱上升过程中，烟 气自身的压力降低，绝热膨胀后促使烟气降温，形 成非常细小的液滴（直径1 m），绝热膨胀在烟 囱中产生最大数量的雾滴。在烟囱内部，由于受惯 性力的作用，烟气夹带的较大水滴撞到烟囱壁上， 与烟囱壁上因外部环境温差而形成的冷却冷凝液结 合，当烟囱壁疏水不畅、并受烟囱内气流影响被裹 携卷吸回流带入烟气中，这些被裹携带出的液滴直 径通常在100500 m。从而构成烟囱雨中雨 的主要来源。在烟囱出口形成“白色烟羽” (烟气 拖尾)和“烟囱雨”现象。 2017-0
6、4-247 一、关于湿法脱硫(脱硝)排放烟气拖尾及“烟囱雨” u“烟囱雨”现象是指烟气从烟囱排出来后不但形 成白色烟雾，同时在烟囱周围飘落含有石膏浆 液或硫铵浆液雨滴的现象。烟囱雨按严重程度 又分为轻微“烟囱雨” 现象和严重“烟囱雨” 现象。 对于轻微“烟囱雨”现象而言，在烟囱周围能明 显看见雾滴飘落现象，但肉眼看不见雨滴中的 浆液，不过这种液滴在干燥后会留下肉眼可见 的白色或淡黄斑痕( 停在烟囱周围的汽车挡风 玻璃上特别明显) 。 2017-04-248 一、关于湿法脱硫(脱硝)排放烟气拖尾及“烟囱雨” u根据经验和理论计算，l台600MW 机组湿烟囱， 烟气中水气每小时结露后形成的水量约有
7、 2O 30吨。湿法脱硫(脱硝)排放湿烟气中,若 含有固体状态的粉尘和脱硫反应生成物与烟气 中液态水混合形成脱硫反应生成物浆液，加之 湿烟气中还包括残存的气体状态二氧化碳 ( CO2) 、氮氧化物( NOX) 、二氧化硫( SO2) 、氯 化氢(HCl)、氟化氢(HF)等酸性物质，氧气( O2) 和汽态的水蒸汽( H2O) 等,裹携带出烟囱,形成 “烟囱雨”的PH值一般在4558左右，具有 比较强的腐蚀性。因此”烟囱雨”对周围环境 具有很大的影响。 2017-04-249 一、关于湿法脱硫(脱硝)排放烟气拖尾及“烟囱雨” u降落的“烟囱雨”会使土壤及水体酸化，致使有 毒的重金属离子从土壤中释出
8、，同时危害农作物 和森林生态系统； u“烟囱雨”中的酸性物质渗入地下水和进入江河 湖泊中，会引起水质污染,造成鱼类中毒死亡； u“烟囱雨”还会腐蚀建筑材料，使其风化过程加 速。 u“烟囱雨”中的固体物质会附着在路面、建筑物、 植物等物体的外表面，极难清理，污染外观，影 响美观。 u因此，“烟囱雨”现象才是需要治理的问题。 2017-04-2410 二、造成“烟囱雨”现象的原因探讨 形成“烟囱雨”现象的原因比较复杂，影响因素较多， 现有研究对烟囱雨的成因主要归纳为以下4个因素： 1.环境气象因素 2.除雾器因素 3.烟道、烟囱构造设计缺陷 4.脱硫效率因素 1.环境气象因素环境气象因素导致烟囱雨
9、，当烟温与环境温度相差较大时， 烟气来不及扩散，烟气中的饱和态水遇冷变成过饱和态而凝 结沉降； 取消GGH后烟气温度降低为(505)，低温烟气在烟囱出 口凝结形成水雾，且净烟气中携带的脱硫浆液及酸性可溶物 在烟囱周边沉降，有研究认为湿烟羽引起的污染物落地最大 浓度比80的烟羽造成的最大地面浓度高20%左右。 2017-04-2411 二、造成“烟囱雨”现象的原因探讨 l 云南曲靖某制氨厂脱硫烟气拖尾现象（大气环境因素） 环境气象条件主要指环境温度、相对湿度和大气压力。这些 因素是形成“烟囱雨”现象的外部原因。 （1）环境温度 由于湿法烟气脱硫后烟气处于湿饱和状态，环境温度越低， 烟气中凝结的水
10、汽会越多，更易形成“烟囱雨”现象。对我国而 言，南方地区一般只会在冬天出现“烟囱雨”现象，而在北方地 区由于环境温度较低，出现的“烟囱雨”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和程度。相对湿度 越大，空气越接近饱和状态。对于相对湿度越大的地区( 如南方 地区) ，越易形成“烟囱雨”现象，而对于北方地区，空气较干燥， 就较难形成“烟囱雨”现象。 （3）大气压力 环境大气压力越低，烟气越不易扩散，环境大气压力越低， 越易形成“烟囱雨”现象。反之，环境大气压力越高，烟气越易 扩散，就越难形成“烟囱雨”现象。 2017-04-2412 二、造成“烟囱雨”现象的原因
11、探讨 2.除雾器因素除雾器因素 除雾器运行效率降低，导致大量雾滴逃逸，有研 究认为透过除雾器的烟气所携带的液体直径在 1001000 m，少数大于2000 m，直接造成排放 烟气中液滴沉降，而除雾器运行效果下降又往往被 归因于，是进入脱硫系统的实际烟气量超过了设计 值，从而导致进入除雾器的烟气流速超过除雾器的 极限流速，造成烟气携带脱硫浆液增加。 此外，还有研究认为是由于除雾器因结垢而形成 堵塞造成出现局部浆液携带，且有些系统中除雾器 入口处烟气流场不均匀，或是喷淋浆液管距离除雾 器入口过近，则加剧除雾器的堵塞，造成烟气携带 液滴量过高而带出烟囱 。 2017-04-2413 二、造成“烟囱雨
12、”现象的原因探讨 u脱硫系统中烟气进入吸收塔经过喷淋层被循环浆液洗涤 后，去除了烟气中大部分的SO2 、SO3 、以及飞灰等污 染物的同时，也携带了大量的雾滴。为除去烟气中的雾 滴，在吸收塔顶部设置有除雾器。 u当含有雾滴的气体以一定速度流经除雾器时，由于气体 的惯性撞击作用，雾滴与波形板相碰撞而被附着在波形 板表面上。波形板表面上雾滴的扩散、雾滴的重力沉降 使雾滴形成较大的液滴并随气流向前运动至波形板转弯 处，由于转向离心力及其与波形板的摩擦作用、吸附作 用和液体的表面张力使得液滴越来越大，直到集聚的液 滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面 张力的合力时，液滴就从波形板表面上被分
13、离下来。除 雾器波形板的多折向结构增加了雾滴被捕集的机会，未 被除去的雾滴在下一个转弯处经过相同的作用而被捕集。 2017-04-2414 二、造成“烟囱雨”现象的原因探讨 u除雾器的除雾效率不高将造成净烟气携带大量的液 滴，在烟囱的出口处和烟气飘散方向形成降水。因 此除雾器的除雾效率与“烟囱雨”的形成密切相关。 影响除雾效率的主要因素：影响除雾效率的主要因素： a.除雾器的选型, b.烟气流速。 a.除雾器选型(设计因素) 除雾器的布置方式和叶片的不同几何形状，组 配而成的除雾器压力降和临界流速差别很大，除应 利用水平衡法计算除雾效率和液滴浓度，分析除雾 器气流速度、叶片间距对除雾效率的影响
14、及除雾器 级数对除雾效率和压力降的影响外，还应做模拟实 验，为除雾器的设计和制造提供参考。 2017-04-2415 二、造成“烟囱雨”现象的原因探讨 u为减少和避免湿法脱硫“烟囱雨”现象发生，脱 硫系统至少应采用双级除雾，两级除雾器的临 界流速应有差别(除雾板间距、型式差别)，并 在最后一级喷淋层与第一级除雾器之间应留足 气液分离空间，使气液尽可能在此空间分离完 全。 u在设计选型除雾器时，控制烟气流速在除雾器 卷液临界流速之下、塔顶烟囱保温、烟囱内烟 囱出口设置排水装置等措施，防止烟气带走下 落的烟囱壁冷凝水,形成“烟囱雨”。 2017-04-2416 二、造成“烟囱雨”现象的原因探讨 b
15、.烟气流速(运行工况因素)。 u通过除雾器断面的烟气流速过高或过低都不利 于除雾器的正常运行。烟气流速过高易造成烟 气的二次带水，从而降低除雾效率，同时流速 高系统阻力大，能耗高。通过除雾器断面的烟 气流速低，不利于气液分离，同样不利于提高 除雾效率。设计的烟气流速应接近于除雾器的 临界流速。 u脱硫塔内烟气流速一般取3.0-4.0m/s,除雾器临界 流速一般取4.0-5.0m/s,阻损一般在150-200Pa左 右。我国现有湿法脱硫系统中，在除雾器进出 口一般不设流速表，因此在运行过程中无法对 烟气流速进行直接监测，有可能造成除雾器进 口烟气流速超过除雾器的临界流速，造成烟气 大量带水，形成
16、 “烟囱雨”。2017-04-2417 二、造成“烟囱雨”现象的原因探讨 3.烟道、烟囱烟道、烟囱构造构造设计缺陷设计缺陷 u当烟囱内流速较高时，烟囱内壁上的冷凝液滴被高速烟 气带出，加剧酸雨沉降. 烟气夹带的较大水滴撞到烟道 和烟囱壁上，与壁上冷凝液结合，并重新被带入烟气， 这些重新被带出的液滴直径通常在10005000 m，其 量取决于壁面的特性和烟气流速. 粗糙的壁面、 较高的 烟气流速使夹带量增加。 u 国外研究者普遍认为从烟道表面的液体沉积物和冷凝物 上重新带走的液滴是烟囱雨的主要导因，并认为这些二 次夹带的大粒径液滴(3002000 m)再次接触和碰撞内 衬壁面沉积或停留排出的可能性较低，因此极易通过烟 囱排放，为此美国电力研究院(EPRI)自1982年起多次颁 布及修订湿烟道、 湿烟囱结构和材质的设计标准和规范， 对烟道/烟囱液滴回收系统进行数模和物模研究，着重 在烟道/烟囱液滴收集系统的优化、 控制烟速、 避免烟 囱出口大粒径液滴逃逸等方面进行改造，拟解决烟囱雨 问题。 2017-04-2418 二、造成“
