Resumen: En la mayoría de las centrales eléctricas de carbón en China, los gases de combustión húmedos...
Resumen: En la mayoría de las centrales eléctricas de carbón en China, los gases de combustión húmedos saturados procedentes del proceso de desulfuración de gases de combustión húmedos se descargan directamente, lo que genera columnas húmedas visibles. Actualmente, muchas tecnologías de protección ambiental y ahorro energético han logrado resultados significativos en el tratamiento de estas columnas húmedas, pero aún no se han establecido indicadores técnicos que combinen adecuadamente dichos tratamientos. Las tecnologías para tratar columnas húmedas pueden clasificarse en tres categorías principales: tipo calentamiento, tipo condensación, y tipo combinado de condensación y recalentamiento. Se han estudiado las características de cada tipo de tecnología y su adaptabilidad al tratamiento de columnas húmedas, además de explorar los rangos aplicables de estos tres tipos de tecnologías bajo diferentes condiciones ambientales de temperatura y humedad, basándose en los mecanismos de formación y disipación de las columnas húmedas.
0 Introducción
Actualmente, más del 90 % de las centrales eléctricas de carbón en China utilizan el proceso de desulfuración de gases de combustión húmedos con piedra caliza y yeso como instalación de desulfuración. Con la expansión y aceleración de las emisiones ultra bajas de gases de combustión de carbón a nivel nacional, para cumplir con los requisitos de límites de emisiones ultra bajas, la mayoría de los dispositivos de desulfuración no cuentan con un intercambiador de calor en fase gaseosa (GGH). Los gases de combustión húmedos saturados se descargan por la chimenea y se mezclan con el aire ambiente del enfriador para enfriarse. El vapor de agua se vuelve sobresaturado y se condensa, provocando refracción y dispersión de la luz, lo que da lugar al aparecimiento de "plumas húmedas" blancas o grises (conocidas comúnmente como "humo blanco grande"). Este fenómeno de plumas húmedas debilita la percepción positiva del público respecto a los esfuerzos de protección ambiental. Algunos residentes locales cerca de centrales eléctricas de carbón han exigido el control de estas plumas húmedas, y ciertos departamentos gubernamentales locales también han planteado requisitos para su control. 1. Mecanismo de formación de columnas húmedas
Actualmente, en la gran mayoría de las centrales eléctricas de carbón en China, los gases de combustión se tratan mediante desulfurización húmeda antes de ser descargados. La temperatura se reduce a entre 45°C y 55°C. En este punto, los gases de combustión suelen ser gases húmedos saturados, que contienen una gran cantidad de vapor de agua. Si estos gases se descargan directamente por la chimenea y entran en contacto con el aire ambiente del enfriador, debido a la menor humedad específica saturada del aire circundante, durante el proceso de disminución de temperatura de los gases, el vapor de agua presente se condensa formando columnas húmedas. El mecanismo de formación de estas columnas se muestra en la Figura 1. La curva de la Figura 1 representa la curva de saturación del aire húmedo. Supongamos que el estado del gas húmedo en la salida de la chimenea es en el punto A, mientras que el estado del aire ambiente es en el punto F. Cuando los gases salen de la chimenea, se encuentran en un estado no saturado. El proceso de mezcla entre los gases húmedos y el aire ambiente comienza a lo largo de la línea AB, alcanzando el punto B, tras lo cual los gases pasan a estar en estado de gases húmedos saturados. Después de eso, la mezcla de aire húmedo y aire ambiente cambia a lo largo de la curva BDE, y el exceso de vapor de agua se condensa en gotas líquidas, formando plumas húmedas.
2. Tecnologías principales para el tratamiento de columnas de humo húmedo
Basándose en el mecanismo de formación y disipación de las columnas de humo húmedo, las tecnologías existentes con efectos eficaces en su tratamiento pueden clasificarse en tecnología de calentamiento de gases, tecnología de condensación de gases, y tecnología combinada de condensación y recalentamiento de gases. Actualmente, ya existen tecnologías operativas de condensación de gases y de recalentamiento de gases en la industria energética. La mayoría de ellas no están diseñadas específicamente para tratar columnas de humo húmedo; sus principales objetivos son la reducción de emisiones, la recolección de agua y la conservación del agua. Aunque aún no se han establecido indicadores técnicos específicos combinados con la eliminación de columnas de humo húmedo, objetivamente han logrado el efecto de tratarlas.
Algunas centrales térmicas de carbón emplean tecnologías como precipitadores electrostáticos húmedos, deshumidificadores de gases de combustión, deshumidificación sónica, anillos de recolección de agua de chimenea y deshumidificadores. Aunque estas tecnologías pueden eliminar el agua de condensación del gas de combustión, la proporción de vapor de agua en el agua de condensado es extremadamente baja (menos del 1‰). Por lo tanto, eliminar el agua de condensación del gas de combustión solo puede aliviar el fenómeno de la "pluma húmeda", pero no logra eliminarla eficazmente. Este aspecto no será estudiado en detalle en este artículo. Además, existe un método que consiste en utilizar torres de enfriamiento para controlar la pluma húmeda, aunque este es más adecuado para nuevas centrales eléctricas y no se aplica a la modernización de plantas existentes. Tampoco se profundizará en este aspecto en el presente artículo.
A continuación se detallan las tecnologías de calentamiento del gas de combustión, condensación del gas de combustión y recautinación del gas de combustión.