燃煤电厂白色烟羽消除技术现状与展望

随着我国环保政策愈发完善和严格,电厂湿法脱硫后饱和湿烟气排入大气形成的“白色烟羽”治理需求增加。通过对白色烟羽形成与消除机理的研究,分析了目前燃煤电厂消除白色烟羽技术的优缺点及应用前景。国内外现有的消白技术主要包括烟气冷却、烟气加热、冷凝复热、旋流除湿、溶液除湿、膜法除湿等。烟气冷却、烟气加热、冷凝复热技术均通过直接/间接换热,改变烟气在出口处的状态实现消白,技术相对成熟,且已在工程实例中应用,但能耗大,对换热设备防腐要求较高,并且GGH成本高、能耗大;旋流除湿技术虽然负荷大、压降低和结构简单,但消白效果有限;溶液除湿与膜法除湿技术目前还处于试验研究阶段,由于自身技术缺陷,鲜见应用于燃煤电厂的湿烟气处理工艺中。烟气瞬间加压凝结消白技术利用流场结构瞬间提高水蒸汽分压,从而使其液化,同时蒸汽凝结液化释放大量潜热,提高了烟气出口温度,烟气除湿与加热协同作用最终保障饱和湿烟气消白。讨论和对比了各治理技术的特点和适应性,并结合试验,发现烟气瞬间加压凝结消白技术可有效回收湿烟气中的水蒸汽,且在蒸汽凝结过程中饱和蒸汽内携带的细颗粒等污染物作为凝结核被凝结液滴协同脱除,同时无需其他换热设备,降低了能耗,是烟气消白技术中的潜力技术之一。

湿烟气的抬升与凝结

通过数值求解湿烟气守恒方程组的方法,研究在不同环境和排放条件下脱硫湿烟气的抬升和凝结问题,发现当环境接近于饱和状态时,饱和湿烟气因水汽的凝结会使烟羽抬升比加热到100℃的干烟气还高。在通常情况下,湿烟气的凝结水主要产生在烟囱下风向100～300m以内,最大凝结水量发生于烟囱下风向的数米范围内,为1～10g/kg。环境温度升高时,凝结水量减少;烟气温度升高时,凝结水量增多。白烟长度从数十米至数百米,有时甚至达到1～2km,它取决于环境条件和排放条件。白烟长度对环境湿度的变化和烟气温度的变化比较敏感,环境湿度增大时,白烟长度增长;烟气排放温度升高时,白烟长度增长。此外,白烟长度还随环境风速的增大而增长,随环境温度的升高而缩短。

湿法脱硫烟气直接排放的环境问题探讨

讨论了湿烟气直接排放带来的3个环境问题:抬升高度低,地面污染浓度较大;水汽凝结造成白烟;凝结水对局地气候的影响。通过简化计算,给出了某些环境和排放条件下抬升高度、地面最大浓度、白烟长度和凝结水量的定量估算,对进行湿烟气直接排放可行性研究的人员有重要参考意义。