煙氣脫白(bái)及餘熱回收系統流程如圖所示。系統主要設備爲低溫能量轉換器、高溫能量轉換器、沉澱處理系統、防腐換熱器等,主要流程爲:
(1)煙氣流程;來自原系統的煙氣進入低溫能量轉換器,煙氣中(zhōng)水蒸汽和可凝結性顆粒物(wù)被溶液吸收,脫除煙氣中(zhōng)水分(fēn),釋放(fàng)出汽化潛熱,達到消“白(bái)煙”、深度脫硫除塵與餘熱回收的效果;
(2)驅動蒸汽:作爲高溫能量轉換器的驅動熱源,将稀溶液濃縮至濃溶液,高溫煙氣經過省煤器,再經過脫白(bái)及餘熱回收機組,煙氣變爲幹煙氣從煙囪排放(fàng)至大(dà)氣;
(3)工(gōng)藝水流程:40℃的工(gōng)藝水與溶液換熱升溫至85℃;
(4)溶液循環流程:在低溫能量轉換器中(zhōng)的濃溶液吸收煙氣中(zhōng)水分(fēn)變稀溶液,經過泵入高溫能量轉換器,利用低壓蒸汽對稀溶液進行加熱濃縮,變爲濃溶液,泵入低溫能量轉換器繼續處理煙氣。
(5)沉澱處理流程:在低溫能量轉換器中(zhōng)吸收煙氣中(zhōng)的SO2以及煙塵的溶液,經過旋流及真空處理,實現固液分(fēn)離(lí),較爲幹淨的溶液重新泵入低溫能量轉換器。
煙羽脫白(bái)及餘熱回收一(yī)體(tǐ)化技術是一(yī)種深度淨化的同時回收煙氣中(zhōng)汽化潛熱的技術,解決了傳統煙氣處理技術無法解決的“脫水”、“熱回收”、“超低排放(fàng)”問題,并通過産生(shēng)的節能收益覆蓋超低排放(fàng)的投資(zī)成本和運行成本。區别于傳統節能設備和環保裝置單獨運行的特點。本裝置,在節能的基礎上,實現煙氣深度淨化的效果。
煙羽脫白(bái)及餘熱回收一(yī)體(tǐ)化技術的具體(tǐ)原理如下(xià):
1)脫硫原理(如需):
低溫能量轉換器中(zhōng),對環境無害的無機鹽溶液對煙氣進行噴淋,吸收煙氣中(zhōng)飽和水和不飽和水,吸收過程中(zhōng),二氧化硫進入溶液,通過添加鈣基堿劑,以硫酸鈣的形式生(shēng)成沉澱,通過旋流及壓濾系統脫出。
主要的反應方式式如下(xià):
吸收:SO2+H2O<==>H2SO3
SO3+H2O<==>H2SO4
中(zhōng)和:Ca2+ + H2SO3 <==>CaSO3+ 2H+
CaSO3 + H2SO3 <==>Ca(HSO3)2
Ca2+ + H2SO4 <==> CaSO4 + 2H+
氧化:2CaSO3+O2<==>2CaSO4
結晶:CaSO4+2H2O<==>CaSO4*2 H2O
2)深度除塵原理:
按照工(gōng)作原理除塵器分(fēn)爲過濾式除塵器和吸附式除塵器, 煙氣深度淨化及潛熱回收一(yī)體(tǐ)化技術屬于吸附式除塵,除塵效果可代替濕式電(diàn)除塵,以達到超低排放(fàng)效果。
鹽溶液是一(yī)種複合型配方,對水蒸氣有強烈的吸附作用,可以有效的捕捉煙氣中(zhōng)的霧滴和水蒸氣,包裹在霧滴中(zhōng)的細小(xiǎo)粉塵也會同時被捕捉去(qù)除,這種對水蒸氣和霧滴強有力的吸附作用類似于一(yī)種“磁場”效應,對煙氣中(zhōng)的各種雜(zá)質有極強的吸附作用。深度除塵效果,通過以下(xià)兩方面保證:
(1)低溫能量轉換器的優化設計
低溫能量轉換器中(zhōng)布置有專用填料、煙氣均流裝置、液體(tǐ)分(fēn)布器、高效噴嘴和高效除塵除霧器,對加強氣液充分(fēn)接觸、提高除塵效果有可靠的保證。
專用填料被鹽溶液充分(fēn)潤濕,霧滴附着于填料,以液膜展開(kāi)後,比表面積增加一(yī)倍;填料空隙形成了無數細小(xiǎo)曲折的煙氣流通路徑,煙氣沖刷在液膜的時候,煙氣中(zhōng)的粉塵會被無機鹽溶液所吸附而達到除塵效果。
液體(tǐ)分(fēn)布器保證在最小(xiǎo)噴淋密度下(xià)填料表面被無機鹽潤濕,保證填料表面被無機鹽溶液液膜所覆蓋。
煙氣均流裝置上方有無機鹽溶液湍流液層,煙氣從液層中(zhōng)穿流而過,煙氣中(zhōng)的粉塵被液層所捕捉。
高效噴嘴的作用是使無機鹽溶液噴射出來的顆粒液滴化,極大(dà)的增大(dà)了煙氣與無機鹽溶液的接觸面積,達到除塵效果。
(2)鹽溶液對氣溶膠的吸濕性能,從根本上保證除塵效果
吸濕溶液在經過特殊設計的低溫能量轉換器内與煙氣充分(fēn)接觸時,在氣液交界處形成氣膜和液膜,利用不同膜界面間水蒸氣分(fēn)壓力的壓力差,使濃溶液具備強烈的“磁場效應”,和煙氣中(zhōng)由粉塵與水蒸氣形成的“氣溶膠”充分(fēn)反應,吸附煙氣中(zhōng)粉塵。
脫硫後的煙氣爲過飽和濕煙氣,煙氣中(zhōng)的水蒸氣凝結過程中(zhōng),以粉塵作爲凝結核,形成氣溶膠團,氣溶膠團的液膜水蒸氣分(fēn)壓力爲純水飽和蒸汽壓力。
吸濕溶液液膜表面水蒸氣分(fēn)壓力遠低于同溫度下(xià),水的飽和蒸汽壓力。氣溶膠中(zhōng)的水分(fēn)有被吸進溶液液膜的強烈趨勢。在水蒸氣分(fēn)壓力的推動下(xià),氣溶膠團被整體(tǐ)吸附進溶液,實現粉塵的深度淨化。其過程可視化如下(xià)圖2-1:
圖2-1吸附除塵原理圖
3)熱回收原理:
脫硫後煙氣熱量以汽化潛熱形式儲存于煙氣中(zhōng)。利用開(kāi)式熱泵原理,用對環境無害的鹽溶液對煙氣進行噴淋,通過溶液的強吸濕性,吸收煙氣中(zhōng)的水分(fēn),釋放(fàng)出大(dà)量的汽化潛熱将煙氣和溶液溫度提高,使煙氣的擡升力上升并通過換熱可用于加熱工(gōng)藝水,從而實現低品質餘熱的回收。
2.1.3技術優勢
本次技術改造采用煙羽脫白(bái)及餘熱回收工(gōng)藝路線,具有以下(xià)比較優勢:
(1)區别于傳統煙羽消白(bái)通過對煙氣冷卻降溫,降低煙氣露點,回收煙氣中(zhōng)汽化潛熱的方式,本系統使用的工(gōng)質溶液具有很強的吸水性,在不對煙氣進行降溫處理的情況下(xià),通過吸收吸附的方式,将煙氣的水分(fēn)下(xià)降30~70%(吸收煙氣中(zhōng)水蒸氣),同時保證排煙溫度在65℃以上,提高了煙氣擡升高度及擴散半徑,實現了煙羽消白(bái),延長了煙囪防腐周期,減少企業後期的維護成本。
(2)煙羽脫白(bái)及餘熱回收一(yī)體(tǐ)化技術裝置通過煙氣和循環工(gōng)質直接熱質交換,減少了換熱環節,提高了運行的穩定性;降低氣液換熱端差,提高了傳熱傳質效率,也在一(yī)定程度上減少了換熱設備的投資(zī)。
(3)本技術颠覆了傳統的環保脫白(bái)方式,與傳統煙羽消白(bái)裝置單純投入沒有産出的特點相比,本系統運用開(kāi)放(fàng)式熱泵原理,通過蒸汽等高品位能量的驅動下(xià),可滿足生(shēng)産90℃以上的熱水,既保證了煙羽消白(bái)的環保效果,同時通過餘熱回收帶來經濟效益。