1、 湿 法脱 硫 烟 气再 热 消” 白烟 ” 技术 一 、 湿法脱 硫烟气 需要 进行 再热 的 原因 ( 一) 、 “白烟” 现象 湿 法 脱 硫之 所 以会 产 生白 烟, 是 因为 在 湿式 脱 硫系 统 中, 脱硫 剂 溶液 和 高 温 烟气直接接触, 使烟气被增湿冷却, 而脱硫剂溶液中的水分则吸热 汽化, 导致烟气 中的水蒸气总量大大增加。 而随着脱硫过程的进行, 烟气温度逐渐降低, 烟气温度 的降低 使烟 气携 带蒸 汽的能 力降 低, 如 蒸汽 总量 超出了 烟气 的携 带能 力, 就会有 大量的水蒸汽凝结为小水滴, 湿烟气直接排放形成白烟。 ( 二) 、 “降雨 ” 、 “石
2、膏雨” 、 “酸雨” 现象 湿法烟气脱硫( WFGD) 出口净烟气温度低 、 湿度大， 并夹带很多细小的液滴， 烟囱附近时常会出现 “降雨 ”现象 ， 影响局地气候 。 “石膏” 是烟气中夹带的石膏浆液随烟气排放落到地面形成的。 脱硫装置净 烟气中的石膏浆液主要来源于吸收塔喷淋层喷嘴雾化后的细小液滴， 石膏浆液经 喷嘴雾化后雾滴直径一般在920 m ，经碰撞后会产生少量在15 m 左右的 雾滴 。 除雾器 无法拦截15m 以下的雾滴， 因此净烟气中有一定量的石膏浆液是必然的。 而且 如果烟气在除雾器处的流速超过设计值， 除雾器的效果将大大降低， 除雾器 也会在高速的烟气下发生二次携带现象， 大
3、量的石膏浆液将会随烟气被带入烟囱， 形成净烟气带浆现象。 烟气 中凝结的液态水与净化烟气中残 存的SO2 会生成亚硫酸液滴, 在氧气的作 用下, 亚 硫酸 会进 一步 转化成 腐蚀 能力 更强 的硫 酸液滴, 在烟 囱内 形成 的硫酸液 滴对烟囱构成露点腐蚀, 缩短烟囱使用寿命 。 在烟囱外部, 因蒸汽冷凝形成的硫酸 液滴则以酸雨的形式回落至地面, 进而加剧烟囱周围设备的腐蚀速率 。 ( 三) 、地 面污染 脱硫后 湿烟 气的温 度 比较低 ，为45 55 , 处于湿饱和状 态, 抬升高 度较小, 不能充分扩散 ，会造成地面污染浓度相对较高 。 总结 ：可以看出， 以上几个问题之所以会发生，
4、根本原因在于经过湿法脱硫 后净烟气温度过低， 所以解决问题的方法就是如何提高净烟气温度， 从而引入烟 气再热技术。 由于所有这些问题都是湿法烟气脱硫(WFGD) 引起的 ， 所以我们有必要对这一 工艺进行简单了解 ， 这对我们理解后面 的分析有很大帮助 。 下图1 就是典型石灰 石- 石膏湿法烟气脱硫系统的工艺流程 ： 图1 典型石灰石- 石膏湿法烟气脱硫系统 二 、 净烟气再 热技术 方案 ( 一) 、 热管式GGH 再热方案 热管工作 原理 热管是一种具有高传热性能的传热元件，它 通过密闭真空管壳内工作介质的 相变潜热来传递热量，其传热性能类似 于超导体导电性能，它具 有传热能力大， 传热
5、效率高的特点。典型的重力热管如 图2 所示，在密闭的管内先抽成真空，在 此状态下充入少量工质。 在热管的下端加热， 工质吸收热量汽化为蒸汽， 在微小 的压差下， 上到热管上端， 并向外界放出热量， 且凝结为液体 。 冷凝液在重力的 作用下， 沿热管内壁返回到受热段， 并再次受热汽化， 如此循环往复 ， 连续不断 地将热量由一端传向另一端。 由于是相变传热， 因此热管内热阻很小， 所以能以 较小的温差获得较大的传热功率， 且结构简单， 具有单向导热的特点， 特别是由 于热管的特有机理， 使冷热流体间的热交换均在管外进行， 并可以方便地进行强 化传热。 此外, 由于热管内部一般抽成(0 .13 1
6、 .3) 10 -4Pa 的真空, 工质 极易沸腾与蒸发, 热管起动非常迅速, 具有很高的导热能力。与银、铜、铝等金 属相比, 单位质量的热管可多传递几个数量级的热量。 图2 重力热管原理图 热管式GGH 技术的工艺原理 热管式GGH 利用除尘器 出口至吸 收塔的 这段高 温烟气(130 150 ) 加热脱硫 后的净烟气 ， 净烟气通常被加热到80 左右, 然后排放 。 热管外壳由碳钢制成， 管内换热介质主要是水。 热管组合分整体布置和分体 布置两种。典型的整体式热管GGH 主要由壳体和成百上千根热管元件组成 。壳体 是钢结构件, 热管管束固定在壳体中的中隔板上, 下部为原烟气通 道 （蒸发段
7、）, 上部为净烟气通道 （冷凝段）, 中隔板用以分割冷 热流体的通道 。 热管内的工作 介质在 蒸发 段从 原烟 气 中吸 热蒸 发, 蒸 汽进 入凝 结段被 净烟 气 冷 却而 凝结, 凝结 液靠重力回流到蒸发段, 通过工质的循环, 达到换热的目的。 热管的蒸发段和凝结 段可根据实际情况加装肋片以强化传热 。 为了清灰, 在壳体外部布置了若干吹灰 器接 口。 同时, 在GGH 的冷 、 热流体通道中, 每隔4 6 排管排就留出人行通道, 必要 时可采取人工进入彻底清灰, 也利于设备的内部维 护 。 设备底部和中部均留有排 污口和排液口, 方便清灰处理和及时排污 。 热管式GGH 具有以下特点
8、: (1) 可以完全避免原烟气和净烟气间的烟气泄漏 。 (2) 没有 任何 附加动力消耗 ，结构紧凑, 烟气流动阻力小 。 (3) 传热效率高, 热管的冷 、 热侧均可根据需要采用高频焊翅片强化传热, 弥 补了一般GGH换热系数低的缺点 。 (4) 热 管元 件 间相 互 独立, 即 使 单根 或 数根 热 管损 坏, 也不 会 造成 烟 气 泄漏, 不影响整体换热效果 。 (5) 可 以针 对 不 同的WFGD 系统 量 身 定做, 不 仅 适用 于 新 建大 型 火 力发 电 机 组 的烟气脱硫项目, 也特别适合老厂改造项目场地狭小 、 条件多变的情况 。 (6) 相对于回转式GGH 而言
9、, 热管式GGH一旦发生严重 的冷端堵 灰或腐 蚀, 则很 难处理, 除非进行拆除更换 。 (7) 大 型 烟 气脱 硫 工程 由 于其 换 热 量很 大, 要 求具 有 很大 的 传热 面 积, 考虑 到热管的携带极限, 需要加大管径, 这就加大了热管的加工、 制造、 运输难度 。 管 径的加大, 还会影响换热装置的刚度、 防振以及结构性能, 而且还会加大占地面积。 总结 ： 对于大机组湿法脱硫系统, 一般优先考虑回转式GGH ； 而对于小机组或 者是空间位置受限时, 热管式GGH 更具优势 。 ( 二) 、 中间热媒体烟气换热器 方案 MGGH 技术工艺原理 （media gas-gas
10、heater ，MGGH ） MGGH 技术是从日本三 菱公司 的电除尘 器+ 湿法烟 气脱硫 工艺的 单一除尘 、脱 硫工艺路线演变而来的。MGGH 技术的主要设备是降温换热器和升温换热器， 两者 之间用热媒水管连接， 通过热媒水的密闭循环流动， 实现热量从原烟气向净烟气 的转移 。 降温换热器放在锅炉空气预热器与电除尘器之间， 热媒水吸收原烟气热 量， 使其温度由以前的140 左右下降到90 左右， 烟气中的SO3 与水蒸气因为温 度低于露点而冷凝， 吸附在飞灰颗粒上 。 随着烟气的流动进入电除尘器时， 含有 硫酸酸雾的飞灰被除去 。MGGH 的升温换热器安装在吸收塔的出口 。 在降温换热
11、器 中 升温后的热媒水， 在升温换热器中放出热量， 使净烟气的温度从50 左右 升高 到80 以上 。 其原理及工艺流程示意如图3 所示 。 图3 MGGH 工作原理 MGGH 工艺的特点： （1 ） 实现气 气换热过 程的烟 气零泄漏 ，提高 脱硫效率 ，采用 机组主凝 结水 作为热媒体 ， 可有效利用回收的烟气余热 ，降低发电煤耗 ， 提高机组热经济性 。 （2 ）MGGH 的降温换热器出口烟气温度降低， 烟气实际流量减少， 能降低系 统中风机电耗 。 在除尘器中除去烟气中大部分SO3, 大大降低了后续湿法脱硫工艺 中SO3 腐蚀 。同时吸附了硫 酸的灰尘 容易被 除去，可 提高除 尘器效
12、率 ，烟气含尘 量的降低又相应提高了石膏质量 。 （3 ）MGGH 在运行过程中也会出现积灰堵塞 、 磨损 、 腐蚀等问题， 应针对这 些问题采取相应的防控措施 。 总结 ：MGGH 技术适合新建机组， 烟气中SO2 浓度很高或要求脱硫效率非常高的 情况下使用 ， 将烟气脱硫 、除尘综合 考虑，但投资费用高，在350MW以上，尤其 在1000MW 大机组上应用综合经济性才有优势 。 ( 三) 、 直接混合再热 方案 直接 混合 再热 工艺原理 对于 钢 铁 厂烧结机 烟 气 经湿 法 脱 硫和 湿 式电 除 尘综 合 治 理后 ， 仍然 存 在 冒 “白烟” 的现象。 直接 混合 再热 工艺
13、是将湿式电除尘器排出的50 低温饱和湿烟 气与来自平烧冷却段160 废气 直接充分混合 加热 ，使混合后的烟气温度升高， 再热混合均流器为再热系统的关键设备， 它通过特殊设计的多通道变截面等压均 流技术来保证低温饱和湿烟气与高温冷却段废气混合加热均匀， 避免出现加热盲 区，只有温度均匀才能有效消除“白烟”现象。 直接 混合 再热 的特点 （1 ） 系统的 安装和运 行相对 低廉 ，能 在较短 的停机时 间内实 现再热管 道两 端与原有系统的对接，改造工期对烧结机的生产影响很小。 （2 ） 再热混 合均流器 为再热 系统的关 键设备 ， 因为 混 合均匀 程度直接 影响 消白烟 最终效果。 总结
14、 ： 适用 于钢 铁厂烧结机 烟气经湿法脱硫和湿式电除尘综合治理后 的 低温 烟气再热 ，钢铁厂 平烧冷却段 的高温 废气 成为直接混合再热的热源 。 以上介绍 了三种湿法脱硫烟气再热技术方案 ， 对于具体工程项目， 需要 根据 机组容量、 烟气成分 、 流量 、 温度 、 当地大气环境 、 现场 布置 空间 、 经济性等 因 素综合 考虑 ， 选择一 种适宜的再热技术 方案 来消除烟囱大白烟现象 。 山东祥桓环保工程有限公司成立于 2014 年，是以山东大学能源与环境研究 所、 燃煤污染物减排国家工程实验室为依托建立的高新技术企业。 公司核心经营 与技术团队自上世纪 90 年代开始从事燃煤污
15、染物减排新技术研究，已取得专利 50 项，获得国家 奖 2 项，省部级奖励4 项，拥有丰富的技术研究、技术开发、 工程设计与施工管理经验。 公司主要从事能源、 环境工程领域的技术开发、 咨询、 设计， 设备制造， 工 程施工， 安装调试和技术服务。 在燃煤烟气超低排放整体控制、 单项污染物治理 （脱硫、低 NOX 燃烧、SNCR 和 SCR 脱硝、 臭氧氧化脱硝、 湿式电除尘器、干式 电除尘器、 电袋复合除尘器、 布袋除尘器 、 工业空气净化器 等） 、 锅炉烟气 水分 和 余热回收 利用 、新能源高效利用等方面，具有成熟技术。 公司将深刻秉持 “业主至上， 为业主提供一流的节能环保技术解决方
16、案 ”经 营理念， 坚持 “合作 共赢， 做国内一流节能环保技术方案供应商 ”发展愿景， 重 点在燃煤电站 、 工业窑炉 及钢铁行业烧结机 烟气治理与余热利用领域， 与社会各 界携手共进，为我国的节能环保事业继续做出新的贡献。 山东祥桓环保工程有限公司拥有先进的技术开发与科研机构， 模块化生产基 地， 配备专业的售后支持人员与服务队伍。 公司集研发、 设计 、 生产、 安装、 调 试、 验收于一体， 为脱硫、 脱硝 、 除尘 、 废水零排放 、 余热 回收利用 等方面提供 全过程的EPC 总包服务。 公司始终奉行 “诚信求实、 致力服务、 唯求满意” 的企业宗旨， 全力跟随客 户需求， 不断进行产品创新和服务改进， 欢迎 广大 客户 来电咨询 ， 山东祥桓环保 工程有限公司销售部联系人：宫以坤，联系电话 0531-68961881-881 ， 18366156161 。
