Аннотация: В большинстве угольных электростанций в Китае насыщенные влажные дымовые газы, образующиеся в процессе обезсераивания влажных дымовых газов, сбрасываются напрямую, что приводит......
Аннотация: В большинстве угольных электростанций в Китае насыщенные влажные дымовые газы, образующиеся в процессе обезсераивания влажных дымовых газов, сбрасываются напрямую, что приводит к появлению видимых влажных дымовых струй. В настоящее время многие технологии охраны окружающей среды и энергосбережения достигли значительного эффекта при очистке влажных дымовых струй, однако технические показатели не были разработаны комплексно с учетом обработки влажных дымовых струй. Технологии очистки влажных дымовых струй можно разделить на три основные категории: нагревательная, конденсационная и комбинированная (конденсация и повторное нагревание). Исследованы особенности каждого типа технологий и их адаптивность при очистке влажных дымовых струй, а также определены области применения этих трех типов технологий при различных температурах и влажностях окружающей среды на основе механизмов образования и рассеивания влажных дымовых струй.
0 Введение
В настоящее время более 90 % угольных электростанций в Китае используют известково-гипсовый процесс обезсераивания влажных дымовых газов для своих установок по обезсераиванию.С расширением и ускорением выпуска угольных дымовых газов с крайне низким уровнем выбросов, чтобы соответствовать требованиям к предельно низким нормам выбросов, большинство устройств десульфуризации не оснащены теплообменником в газовой фазе (GGH). Насыщенный влажный дымовой газ выходит из дымохода и смешивается с окружающим прохладным воздухом для охлаждения. Вода испаряется, становится перенасыщенной и конденсируется, вызывая преломление и рассеивание света, что приводит к образованию белых или серых «влажных дымовых струй» (в общем понимании — «большого белого дыма»). Явление влажных дымовых струй ослабляет восприятие общественностью усилий по защите окружающей среды. Некоторые местные жители вблизи угольных электростанций выступили с требованием контролировать влажные дымовые струи, а определенные местные органы власти также выдвинули требования по контролю таких струй от угольных электростанций.1. Механизм образования влажных дымовых струй
В настоящее время на большинстве угольных электростанций в Китае дымовые газы обрабатываются методом мокрой десульфурации перед сбросом. Температура снижается до 45–55 °C. На этом этапе дымовые газы обычно представляют собой насыщенные влажные газы, содержащие большое количество водяного пара. Если дымовые газы сбрасываются непосредственно через дымоход и попадают в окружающий воздух охладителя, то из-за более низкой степени насыщения относительной влажности окружающего воздуха при понижении температуры дымовых газов влага в них конденсируется, образуя влажные дымовые струи. Механизм формирования влажных дымовых струй показан на рисунке 1. Кривая на рисунке 1 представляет собой кривую насыщения влажного воздуха. Предположим, что состояние влажных дымовых газов на выходе из дымохода находится в точке А, а состояние окружающего воздуха — в точке F. Когда дымовые газы покидают дымоход, они находятся в несaturated состоянии. Процесс смешивания влажных дымовых газов с окружающим воздухом начинается по линии AB и достигает точки B, после чего дымовые газы становятся насыщенными влажными газами.После этого смесь влажного воздуха и окружающего воздуха изменяется по кривой BDE, и избыточный водяной пар конденсируется в жидкие капли, образуя мокрые пучки.
2. Основные технологии очистки влажных дымовых струй
На основе механизма образования и рассеивания влажных дымовых струй существующие технологии, эффективно удаляющие влажные дымовые струи, можно разделить на технологии нагрева газа, конденсации газа, а также комбинированные технологии конденсации и повторного нагрева газа. В настоящее время в энергетике уже применяются технологии конденсации газа и повторного нагрева газа. Большинство из них не предназначены специально для обработки влажных дымовых струй; их основные цели — сокращение выбросов, сбор воды и сохранение водных ресурсов. Технические показатели не были разработаны с учётом устранения влажных дымовых струй, однако объективно говоря, эти технологии всё же достигают эффекта очистки влажных дымовых струй.
Некоторые угольные электростанции используют такие технологии, как мокрые электростатические фильтры, осушители дымовых газов, звуковая осушка, кольца для сбора воды из дымоходов и осушители. Хотя эти технологии способны удалять конденсат из дымовых газов, содержание водяного пара в конденсате дымовых газов крайне незначительно (менее 1‰).Следовательно, удаление конденсатной воды из дымовых газов может лишь смягчить явление «влажного тумана», но не способно эффективно устранить его. Этот аспект в данной статье не будет подробно рассматриваться. Кроме того, существует метод использования охлаждающих башен для контроля влажного тумана при выбросах, однако он более подходит для новых электростанций и неприемлем для модернизации существующих объектов. Также этот вопрос не будет глубоко исследован в данной статье.
Далее рассматриваются технологии нагрева дымовых газов, конденсации дымовых газов, а также конденсации и повторного нагрева дымовых газов согласно