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关于RTO附属装置烟囱排口有色烟羽的形成机理及治理技术浅谈

文章出处:本站 人气:711 发表时间:2025-02-20 17:08:22

随着秋、冬季的来临,环境温度降低,RTO附属装置烟囱又会出现令人厌烦的白色烟羽,甚至有些企业在运行中还会出现“有色烟羽”,比如说出现灰色、蓝色、黄色等,给人们带来极大的视觉污染。现小编就形成机理和治理措施进行浅谈。

1.形成机理

1.1为什么有不同的颜色呢?

烟羽的色度主要受烟气中可凝结物和亚微米颗粒质量浓度的影响。烟羽拖尾越长,意味着细颗粒质量浓度越高。

RTO净化的烟气在排入大气的过程中温度降低,烟气中部分气态水和污染物会发生凝结,在烟囱口形成雾状水汽,雾状水汽与空气中的颗粒物结合,会因天空背景色和天空光照、观察角度等原因发生颜色的细微变化。形成有色烟羽,通常为白色、灰白色或蓝色等颜色。

  蓝色或黄色的有色烟羽主要是较多的SO2,SO3、NOX、NH3等污染物与水分及细微的烟尘颗粒物凝聚成一种粒径与蓝光、黄光波长相当的气溶胶颗粒物,被与其光波相当的细颗粒物所散射。形成“蓝色烟羽”。根据文献介绍,当烟气中的硫酸气溶胶浓度在5-10ppm(36mg/m3的SO3)时就会出现蓝色烟羽,在10-20ppm时出现蓝色烟羽的机率很高。硫酸气溶胶浓度越高,出现蓝色烟羽的几率越大,蓝色现象越严重。

当气溶胶中的亚微米颗粒较少,而已高含量、更细小的纳米级颗粒为主时,颗粒远小于可见光波长,则会产生瑞丽散射。对蓝色光的散射较强,光线透过烟羽后呈现黄棕色,形成“黄色烟羽”。

“灰色烟羽”主要为白色烟羽发生在光线较暗的情况下,特别是在阴雨天和傍晚时分,在人为视觉上感觉“发暗、发黑”。

1.2具体形成原因

  经RTO处理后的净化烟气温度一般为 45-55 ℃,各家RTO装置热回收效率不同,略有差异,有的甚至更高, 这时经过碱洗塔和水洗塔的喷淋后,使得烟气处于湿饱和状态。进入大气后随着温度的降低,烟气中的水蒸气逐渐凝结成液滴,形成白色烟羽。烟羽的形成机理如图 1 所示。

1中曲线为湿烟气饱和曲线,其表示烟气含湿量随着温度的变化情况。当温度沿b降温曲线进行时,与饱和曲线有两次交汇,第一个交汇点在A点,当温度继续下降时烟气便会凝结产生湿烟羽;第二个交汇在B点,随后便进入非饱和区域不会再凝结形成湿烟羽。当温度沿a降温曲线进行时,与湿烟气饱和曲线仅交汇在C点,该点称为产生凝结水的临界点。将环境状态点与相切点C的连线称为临界线,当降温曲线斜率大于临界曲线时,将会与饱和曲线无交汇点,此时的降温烟气将不会凝结形成湿烟羽。

2.烟羽消除技术

RTO运行工况为例,当RTO出口烟气经喷淋塔处理后平均温度为 47 ℃,空气相对湿度为40%,此时烟气为饱和湿烟气。计算表明,空气相对湿度为40%时、临界环境温度为 30.3 ℃时,环境温度高于此温度,饱和湿烟气才不会在该环境中凝结形成湿烟羽。当烟囱出口排烟平均温度为45℃、环境温度为27-34.6℃;烟囱出口排烟平均温度为 55 ℃、环境温度为 35.69 -43.57 ℃时不会凝结产生湿烟羽。只有在环境温度较高并且空气相对湿度含量较低的干燥高温地区才能避免湿烟羽的形成。但秋、冬季环境温度不可能有这么高,再加上烟囱因法规要求肯定在15m以上,温度更低。所以在通常情况下,需经过技术手段才能消除湿烟羽。

消除烟羽技术原理如图2所示。烟气加热技术是将湿饱和烟气直接加热至不饱和状态(如图中AB段),当烟气进入周围大气环境后,使混合线与饱和湿烟气线相切,从而达到湿烟羽消除的目的;烟气冷凝技术是直接将饱和湿烟气降温,烟气中含有的水蒸汽沿着饱和湿烟气线冷凝,使烟气湿度降低(如图2中AT段),当烟气进入周围大气环境后,使混合线与饱和湿烟气线相切(如图2中TE段),以达到湿烟羽消除的目的。烟气冷凝再热技术是对烟气首先进行降温冷凝,然后进行加热(如图2中ACDTE 线),以达到湿烟羽消除的目的。

2.1烟气直接加热技术

RTO净化气入口烟道分别布置换热器,通过热媒将原烟气的热量对净烟气进行加热,提高净烟气排烟温度,以达到消除或减轻烟羽现象。

2.2烟气冷凝技术

饱和湿烟气冷凝,烟气中的水蒸汽在冷凝过程中相变析出,达到降湿收水的目的。

2.3冷凝-再热技术

  烟气冷凝 - 再热技术是烟气再热与冷凝技术的组 合,通过烟气冷凝后,烟气含湿量相对降低,同样的条件下达到相同的消白效果,烟气再热幅度相对比直接再热小;此外,吸热段降低原烟气温度会减少脱硫浆液的蒸发量,净烟气的湿度和温度也会降低,同样的目标温度和湿度时,减少了烟气冷凝器换热量。

2.4我司采用“循环液冷凝”技术

以上三种方式虽然可以解决烟羽现象,但投资成本和运行成本都比较高,合肥义禾采用的“循环液冷凝”手段,通过对原喷淋塔循环液,使用换热器降温,液液换热效率要远远大于气液换热效率,能够大大降低换热器的换热面积,运行能耗低,烟气阻力无增加,效率高,快速降低烟气温度,降低烟气饱和湿度,在通过我司设计的专业的除雾装置,水分回收率高,能够有效的解决烟羽效应。使得在投资成本和运行成本上有可观的节约。

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