某热电厂有色烟羽治理方案探讨

某热电厂有色烟羽治理方案探讨

朱金辉

天津泰达能源发展有限责任公司天津300457

摘要：环保形势的日益严峻，天津地方大气污染物排放标准中要求采取烟温控制及有效措施消除石膏雨、有色烟雨等现象。天津某电厂采用了氧化镁湿法脱硫工艺，烟气排放存在冒“白烟”问题，为了后续环保提标改造制定了有色烟羽治理方案，其方案采用了烟气先降温除湿后升温的技术路线。

关键词：湿法脱硫；有色烟羽；环保；

1.概述

随着国家对环保问题的日益重视，京津冀作为国家的大气治理的重点区域，提出了加强对燃煤电厂大气污染物的排放控制要求，其天津地方标准中指出应采取烟温控制及有效措施消除石膏雨、有色烟羽等现象。天津某热电厂有3台75t/h和3台130t/h循环流化床蒸汽锅炉，并配备背压及抽背机组。该电厂积极响应国家环保政策，进行了超低排放的环保提标改造，其中脱硫系统采用氧化镁湿法脱硫工艺，目前烟气仍存在冒“白烟”现象。为了进一步达到燃煤电厂大气污染物排放控制要求的目标，将有色烟羽治理提上议程。

2.方案介绍

2.1技术原理

燃煤锅炉排放的烟气经过除尘、脱硫后排入大气，湿法脱硫后烟温度在45℃~55℃之间后进入烟囱排放至大气，烟气蕴含大量的潜热，直接排放不仅带来了能源的浪费，而且由于湿度较高，同时伴有烟囱冒“白烟”现象。消除冒“白烟”的现象目前较为成熟的技术路线是先将烟气温度降低，这也导致了湿烟气的水分冷凝使烟气湿度降低，后再对烟气进行加热，提高了烟气过热度、烟气排放的提升力及在环境中的扩散能力，从而彻底消除石膏雨或有色烟羽。

基于以上技术路线，在脱硫塔后增加一个直接接触式喷淋换热器，喷淋换热器可以直接替代部分烟道与脱硫塔串联布置。烟气进入喷淋换热器之后，与其中的低温喷淋水直接接触换热降温，温度降低至露点以下，烟气水蒸气冷凝成凝冷水并释放出大量的潜热。降温后的烟气再经过烟气再热器加热经原烟道烟囱排放。升温后的喷淋水进入蓄水池，进行沉淀过滤，过滤后的清水在主循环泵的作用下进入吸收式热泵蒸发器作为低温热源。过滤产生的污水及大量的烟气凝水则进入污水处理设备进行净化处理，净化合格的水作为脱硫塔的工艺补水或其他工艺补水。吸收式热泵机组以蒸汽高温热源驱动运转，从喷淋水中提取热量，将需要加热的工艺循环水加热，在热泵机组中降温的中介水再返回喷淋换热器，完成一整套循环。具体工艺流程图如下：

技术原理图

2.2技术特点

基于喷淋直接换热的降温技术路线，具有以下技术特点

（1）回收余热的同时减少污染物排放浓度，回收水分，实现节能，节水，消白减排多重功效。

（2）自动对中间循环水进行水处理，有效避免对设备产生腐蚀。

（3）烟气余热深度回收，增加燃料利用效率，减少了消耗，提高经济效益。

（4）冷凝水经水处理后可以回收利用，减少了排烟中水蒸气的含量，避免了冒“白烟”现象。

（5）可以在原有工艺管道上安装流量调节阀，将工艺水引入热泵机组。通过调节阀门，实现原始运行模式与余热回收模式之间的自由切换，对原系统并无影响。

（6）采用喷淋式换热塔可以完美替代间壁式翅片管试换热器，在解决间壁式换热器在应用过程中的许多问题。

2.3技术方案

（1）设备基础参数

（2）设计基准

（4）设计流程及参数

燃煤锅炉烟气自脱硫塔（湿电除尘器）流出后进入喷淋式换热塔内放出显热和潜热，使燃煤锅炉的烟气温度从50℃降至33℃（41℃），后通过进烟囱排至大气。热泵以厂内蒸汽为驱动热源，回收烟气的余热，用于采暖季供暖及全年锅炉补水预热，整体系统实现了烟气冷凝降温、烟气余热再利用，凝水回用至脱硫塔工艺补水，确保了整个系统污水零排放。

2.4效益分析

以上方案实施后，经计算采暖季回收烟气低温余热24.6MW，冷凝水回收8.4万t，非采暖季回收烟气低温余热10.9MW，冷凝水回收4.4万t。因此系统全年回收烟气余量折合39.2万GJ，回收烟气凝水12.8万吨。

3.结论

本工程响应国家政策，积极发展循环经济和节能环保产业，努力推进烟气消白余热回收利用，采用吸收式热泵回收锅炉的排烟损失热量，将这部分余热通过吸收式热泵加以利用，降低了燃煤锅炉能源消耗，提高锅炉的热效率，合理利用了能源。

（1）通过对燃煤锅炉排烟的初步分析，脱硫后的排烟温度约50℃，烟气中仍存在大量的水蒸气，水汽的汽化潜热含量大，排烟热损失大，因此该锅炉具有巨大的余热回收利用的空间。

（2）烟气消白系统分别针对采暖季及非采暖季对锅炉烟气进行余热回收，使锅炉烟气温度降至33℃（41℃）。

（3）系统全年回收烟气余量39.2万GJ，回收烟气凝水12.8万吨。

参考文献：

[1]燃煤电厂湿烟羽治理技术研究[J].叶毅科，惠润堂，杨爱勇，祝业青，韦飞，舒喜，马修元.电力科技与环保.2017（04）