分析鈦管冷凝除濕技術在燃煤電廠煙羽治理中的應用實例

連長康 余晶 劉浩波

摘要：目前消除“有色煙羽”主要采用MGGH、GGH等煙氣再熱技術，這些技術只是通過提高煙氣擴散消除“有色煙羽”的視覺感受，但不能減少污染物和水汽的排放。本文介紹了一種鈦管冷凝除濕技術在某300MW循環流化床機組“煙羽治理”中的實際應用，并對冷凝除濕過程中煙氣水回收、污染物協同治理等效果進行分析，最終實現節水及污染物協同減排的目的。

關鍵詞：鈦管冷凝除濕器;煙羽治理;節水;污染物協調治理

中圖分類號：X773 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）02-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.041

Abstract： At present， the elimination of “colored smoke plumes” mainly uses smoke reheating technologies such as MGGH and GGH. These technologies only eliminate the visual perception of “colored smoke plumes” by improving the diffusion of smoke， but they cannot reduce the emission of pollutants and water vapor. This paper introduces the practical application of a titanium tube condensation dehumidification technology in the “smoke plume treatment” of a 300MW circulating fluidized bed unit， and analyzes the effects of flue gas and water recovery and coordinated treatment of pollutants during the condensation dehumidification process. The purpose of water conservation and coordinated emission reduction of pollutants.

Key words：Titanium tube condensation dehumidifier;Smoke plume treatment;Water saving;Coordinated treatment of pollutants

傳統消除“有色煙羽”的方法是采用MGGH、GGH等煙氣再熱技術，再熱技術只是增加煙氣的排煙溫度降低相對含濕量，而煙氣的絕對含濕量不發生改變，會減輕“白煙”的效果，但是無法去除FPM（filterable particulatematter，可被濾膜過濾的顆粒物[1]）、CPM（condensable particulate matter，可凝結顆粒物[2]）等污染物對環境的影響，而采用鈦管冷凝除濕技術，不僅可以回收煙氣中的飽和水分，減輕“白煙”效果，同時還可以對FPM，CPM等污染物進行協同治理，達到節水及污染物減排的目的。

1 鈦管冷凝除濕系統工藝流程

鈦管冷凝除濕系統主要布置在濕法脫硫/WESP之后的煙道內，用于將出口飽和濕煙氣降溫冷凝，冷源采用循環冷卻水，循環冷卻水將熱量帶出并通過機力通風冷卻塔排出，回收飽和濕煙氣中的水份。

鈦管冷凝除濕系統包括煙氣鈦管冷凝器、冷卻水循環系統、冷凝水回收系統及控制系統等組成。鈦管冷凝除濕系統工藝流程見圖1。

2 鈦管冷凝除濕系統工程應用分析

2.1 工程概況

選以河北省唐山市某300 MW 循環流化床機組鈦管冷凝除濕“煙羽治理”實例進行分析。本項目鈦管冷凝除濕系統的目的是回收飽和濕煙氣中的水分，以及降低排煙溫度及濕度，要求夏季（4-10月）冷凝后排煙溫度達到48℃以下，煙氣含濕量11.0%以下;冬季（11月-次年3月）冷凝后排煙溫度達45℃以下，煙氣含濕量9.5%以下，減輕“白煙”現象。

2.2 鈦管冷凝除濕系統關鍵因素分析

鈦管冷凝除濕系統回收水量及降低凈煙氣排放溫度的關鍵主要取決于機組負荷大小、冷凝除濕器模塊投入量、循環冷卻水流量及循環冷卻水進出口水溫等。通過選定特定機組負荷，探究冷凝除濕器模塊投入量、循環冷卻水流量與冷凝除濕器進出口煙氣降溫幅度/冷凝水量之間的關系，詳見圖2、圖3。由圖2、圖3可以看出：

（1）冷凝除濕器投入模塊數量（換熱面積）一定時，循環冷卻水的流量越大，冷凝除濕器進出口的煙氣降溫幅度越大，冷凝水析出量也越大。主要原因是管程流質流量增加，流速增大，加強了流質與煙氣間的擾動，提高了管程管內傳熱膜系數，進而提高總傳熱系數、提高傳熱效率。（2）在其他影響因素不變的情況下，系統投入的模塊數量越多，冷凝除濕器進出口的煙氣降溫幅度越大，冷凝水量越大，降低凈煙氣排煙溫度及濕度，有助于減輕“白煙”的現象。（3）冷凝除濕器投入模塊數量、循環冷卻水流量、冷凝除濕器進出口的煙氣降溫幅度及冷凝水析出量在鈦管冷凝除濕系統中處于動態平衡關系，需要根據機組運行的具體情況進行各參數的動態調整，使系統運行效果最佳、能耗最低。

2.3 鈦管冷凝除濕系統污染物協同治理效果分析

通過對比改造前后二氧化硫及粉塵CEMS監測數據，分析鈦管冷凝除濕系統協同污染物治理效果，具體數據詳見表1。從表1改造前/后SO2、粉塵CEMS監測數據可以看出：鈦管冷凝除濕系統提高了SO2及粉塵的脫除率，改造后SO2的脫除效率平均約為：99.062%，較改造前（脫硫效率：98.352%）提高了近0.71%;改造后粉塵的脫除效率平均約為：89.35%，較改造前（脫硫效率：76.754%）提高了近12.596%;同時增加對改造前后冷凝水的pH值進行檢測，發現改造后冷凝水pH值（1-2之間）低于改造前冷凝水的pH值（2-3之間），由此可以得出鈦管冷凝除濕系統有助于污染物的協同治理，達到減排的目的。

3 總結

（1）鈦管冷凝除濕系統不僅能降低凈煙氣的排煙溫度、濕度，減輕“白煙”的現象，還能對飽和濕煙氣中的水分進行回收利用，節約水資源。

（2）鈦管冷凝除濕系統運行的影響因素較多，各影響因素間處于動態平衡關系，需要根據相應情況進行動態調整，確保系統運行能耗最低、效果最佳。

（3）鈦管冷凝除濕系統對SO2、粉塵等污染物具有協同治理作用，進一步實現節能減排。

參考文獻

[1]燃煤電廠超低排放煙氣治理工程技術規范： HJ2053—2018[S].北京：中國環境出版社.

[2]石愛軍，胡月琪，白志鵬，等.濕法脫硫煙氣中多形態顆粒物的測量方法及組分特征[J].中國環境監測，2017，33（2）：101–109.

收稿日期：2019-11-24

作者簡介：連長康（1986-），男，漢族，碩士研究生學歷，工程師，研究方向大氣治理工程。