含铝工业废渣烟气脱白方案设计文献综述

1. 文献综述：

引言：

为实现烟气脱白，众多技术已如雨后春笋般兴起，如何从现有技术中选择设计出能够解决满足课题要求的方案，是本人在阅读文献并撰写文献综述时关注的重点。

①烟气冷凝再加热技术：烟气冷凝再加热技术是通过降温减少白烟中的绝对含湿量，使烟气中饱和水汽析出成凝结水，后将烟气再加热降低白烟的相对含湿量，从而消除白烟。

②MGGH技术：间接换热，利用水作为媒介，通过水循环方式从高温烟气吸热，到尾部烟道放热，提升净烟气的温度，提高烟气排放的抬升高度，降低污染物的落地浓度，从而消除白烟。工作原理为通过热回收器回收出口烟气余热，使除尘器入口温度由120～150℃降低至90～100℃。烟温的降低促使粉尘比电阻相应降低，进而大幅提高除尘效率，并有效脱除烟气中绝大部分的SO3，满足低排放要求，节省湿法脱硫工艺耗水量，减少烟囱水汽的排放。而热回收器回收的热量由热媒体运输至烟气再加热器，将脱硫出口烟气温度由50℃升高到80℃左右，从而避免烟囱降落液滴，减轻烟囱腐蚀，提高烟气排放抬升高度，消除白烟。

③电磁脱白技术：电磁脱白装置可实现彻底消除“白烟”、阻力损失小、气体处理量大等特点。一般采用特殊电磁发生器使整个电磁脱白空间充满磁场，当含雾滴的气体通过该磁场时，在磁场力的作用下，所有的雾滴、小液滴、PM2.5等，均会移动到电磁接受极，并形成动态液膜，回流至储水箱，供降温和脱硫使用。除此之外，仍然有大部分未结露的水分子以气态的形式排放到大气中，而几乎所有的小液滴、细微粉尘颗粒物、硫酸雾、硝酸雾、PM2.5和其他有害物质均被电磁脱白装置净化。

湿烟羽形成机理：

目前国内大多数燃煤电厂的烟气是饱和湿烟气，烟气中含有大量水蒸汽。如果烟气由烟囱直接排出，进入温度较低的环境空气，由于环境空气的饱和比湿较低，在烟气温度降低过程中，烟气中的水蒸汽会凝结形成湿烟羽。湿烟羽的形成机理如图1所示。图1中的曲线为湿空气的饱和曲线，假设湿烟气在烟囱出口处的状态位于A点，而环境空气的状态位于F点，烟气在离开烟囱时处于未饱和状态。湿烟气与环境空气混合过程开始沿AB线变化，达到B点后烟气变为饱和湿烟气，此后湿空气与环境空气的混合沿着曲线BDE变化，而多余的水蒸汽将凝结成液态小水滴，形成湿烟羽。

湿烟羽主要治理技术：

根据湿烟羽形成及消散的机理，可将现有的、对湿烟羽有治理效果的技术归纳为烟气加热技术、烟气冷凝技术、烟气冷凝再热技术。以下按技术原理分类进行阐述。

烟气加热技术：

烟气加热技术是对脱硫出口的湿饱和烟气进行加热，使得烟气相对湿度远离饱和湿度曲线。湿烟羽消除机理如图2所示，湿烟气初始状态位于A点，经过加热后按AB升温，再沿BC掺混、冷却至环境状态点C，整个ABC变化过程均与饱和湿度曲线不相交，因此不产生湿烟羽。

目前在役的加热技术按换热方式分为两大类：间接换热与直接换热。间接换热的主要代表技术有：回转式GGH、管式GGH、热管式GGH、MGGH、蒸汽加热器等。直接换热的主要代表技术有：热二次风混合加热、燃气直接加热、热空气混合加热等。

烟气冷凝技术：

烟气冷凝技术是对脱硫出口的湿饱和烟气进行冷却，使得烟气沿着饱和湿度曲线降温，在降温过程中含湿量大幅下降。湿烟羽消除机理如图3所示。湿烟气初始状态位于A点，经过降温后按AF冷凝，再沿FC掺混、冷却至环境状态点C，FC变化过程与饱和湿度曲线不相交，因此不产生湿烟羽。

燃煤电厂目前已有烟气冷凝的主要代表技术有：相变凝聚器、冷凝析水器、脱硫零补水系统、烟气余热回收与减排一体化系统等，冷凝技术按换热方式主要分为两大类：间接换热和直接换热。直接换热主要采用新建喷淋塔作为换热设备，有一定占地要求，冷媒与净烟气直接接触，换热效率高，但需要对冷媒水系统进行补充加药控制PH值，系统较复杂。间接换热多采用管式换热器作为换热设备，冷媒与净烟气不直接接触，系统较简单。

烟气冷凝技术对脱硫后湿烟气冷却，使得烟气中大量的气态水冷凝为液滴，在此过程中能够捕捉多种污染物。因此，烟气冷凝技术作为湿烟羽治理的手段，对白烟消除有着良好的效果。

烟气冷凝再热技术：

烟气冷凝再热技术是前述两种方式组合使用。它的湿烟羽消除机理如图4所示，湿烟气初始状态位于A点，经过降温后按AD冷凝，再沿DE加热，然后沿EC掺混、冷却至环境状态点C，EC变化过程与饱和湿度曲线不相交，因此不产生湿烟羽。湿烟羽的消散机理显示，环境湿度、环境温度对湿烟羽的形成及规模有较大影响。理论上，在给定的环境温湿度条件下，若不计代价，加热技术和冷凝技术都能实现湿烟羽的消除(加热温度足够高，冷凝温度足够低)，但根据燃煤电厂的实际情况，从经济性出发，单纯的加热和冷凝方式都有各自的限制，加热受到原烟气烟温条件的限制，冷凝受到环境空气、水温度的限制。在此条件下若采用冷凝再热技术，将加热和冷凝结合起来使用，则可扩大系统湿烟羽消除对环境温湿度的适应范围。

结语-烟气冷凝再加热技术的技术优势：

（1）通过降低烟气温度即烟气含湿量，实现更小温升幅度消除“湿烟羽”，有效降低烟气再热的能耗，降低机组能耗。在低负荷时可以大大降低蒸汽的消耗。

（2）在冬季寒冷时节，烟气再热技术难以完全消除“湿烟羽”。采用烟气冷凝再热复合技术，在可接受能耗范围内，在大部分地区可实现“全时段”消除“湿烟羽”现象。

（3）烟气冷凝析水量大，特别是冬季，因此在大多数时间可实现脱硫系统零水耗，符合国家节能节水的政策要求。

（4）多污染物脱除：凝变技术可增强细颗粒物的团聚作用，增强烟气其它污染物如PM2.5、气溶胶、SO3、可溶性盐、汞等重金属的脱除效果，有利于改善区域大气环境质量，有效降低烟尘、Hg、SO3酸雾等多种污染浓度，实现多污染物减排，也可提高烟尘等污染物达标排放的可靠性。

（5）相对于MGGH技术投资费用相当，但可实现节能、节水、多污染减排、完全消除“湿烟羽”等多种作用，有较好的环境、经济、社会效应，符合我国节能减排的政策要求，为我国烟煤电厂节能减排和治理“湿烟羽”提供了很好的技术改造思路。

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