我国湿排烟带出水分的总量估算
水在自然界中呈现三种状态:固态冰、雪,液态水、雾;气态水蒸汽。水吸热后会蒸发相变为水蒸汽进入大气,大气中的水蒸汽含量达到一定程度会饱和达到含湿量的大值,饱和后的大气遇冷降温就会再相变为雾、雨、雪、冰雹等,自然界水变蒸汽、蒸汽冷凝成水是一个可逆过程,有其自身规律和平衡。
燃煤锅炉湿法脱硫系统排烟带出的水分,以300MW机组为例,脱硫系统的水平衡如图1所示,脱硫系统每小时消耗水120m?/h,包括原烟气带水分71.8m?/h、脱硫增加40m?/h,年耗水量~100万吨。
按照燃烧吨煤放散烟气10000Nm?/t、湿烟气所含水分112g/Nm?估算,每燃烧1吨煤湿烟气带走水份1吨,主要包括煤中原始含水、脱硫补充水,2014年全国消耗煤36-37亿吨,燃煤烟气带入大气的水份高达三十多亿吨。
其次是天然气燃烧,煤改气一直被国家和北京等有些地方做为控制大气污染的主要技术措施,不谈天然气的来源和价格问题,化工废气烟气脱白,也不论天然气燃烧温度高导致排烟氮氧化物含量高,一个很大问题是每燃烧1单位体积的天然气,会产生2倍体积的水蒸汽。
年我国天然气消耗量1800亿立方米,则产生3600亿立方米水蒸汽,折合近3亿吨水分。
两项,烟气脱白方案,我国每年就人为增加~40亿吨的水分进入大气。加上钢铁、化工等其它行业,我国工业烟气排放总量超过50亿吨,夹带着达标后的残余污染物成分,并且主要集中在京津冀、长三角、珠三角等经济发展区域,分布极不均匀。
按照常识或检测,都可以确定这就是我国近年来大气环保控制指标逐年大幅降低、但雾霾却加重的原因,是我国大气污染控制从标准和技术规范层面必须尽快解决的问题。
从炉膛中排出的烟气中具有一定量的含湿量,主要是下列三者的函数:1)煤中含有的自由水分(由于置于室外的燃烧用煤,受雨、雪等的影响再加上洗煤过程中均会增加煤中的自由水分);2)燃烧时所用空气的水分;3)煤的碳氢化合物成分中的氢,由于烟 气含湿量受以上诸多因素影响,所以烟气含湿量的差异较大,体 积含量大约在4%?10 %之间。以采暖锅炉为例,一般烟气温度 在180 ℃?200 ℃:左右,设水蒸气体积含量为5 % (对应含湿量d 为32g/kg干空气),焦化厂烟气脱白,烟气经过气一气换热器后,含湿量不变,温度 t有所下降,山西烟气脱白,大致在130 ℃ ~150℃左右(注意:烟气通过换热器 的温度不可低于其酸,否则将导致换热器受到腐蚀。烟气的酸与燃料成分中硫分、灰分、水分、燃烧温度、过量空气系数、飞灰成分及积灰情况等有关,一般认为,酸露随着烟气中的sq和水蒸气含量的增大而升高,对于一般采暖锅炉而言,烟气 脱硫前的酸露在130 ℃左右。)
另外,由于处理后烟气温度较高,所以,若烟道周围温度较低而烟道又不很严密,或是保温不好,还会导致烟道及风机的 腐蚀。
这个混浊的烟雾,视觉污染严重。虽然经过了脱硫除尘器,各项排放指标都达到了新标准的要求,但这个视觉污染给人的感觉实在是太差。加上现在环保形势的压力,不仅不认可,附近的老百姓也不认可。
“蓝烟”的形成原因,主要因为烟羽中SO3气溶胶、NH3气溶胶在光照条件下反射引起。SO3、NH3的排放成为影响烟羽颜色和不透明度Zui主要的因素。在大多数情况下,当烟气中硫酸气溶胶、NH3气溶胶的浓度超过10-20ppm时,会出现可见的蓝烟烟羽,而且硫酸气溶胶、NH3气溶胶的浓度越高,烟羽的颜色越浓、烟羽的长度也越长,严重时甚至可以落地。同时尾迹的问题还与当时的气相条件相关,在阴天和在晴天所看到的“蓝烟”程度是不一样的。消除“蓝烟”,关键是减少SO3、NH3在排放烟气中的浓度。
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