咨詢電話：關(guān)于RTO附屬裝置煙囪排口有色煙羽的形成機(jī)理及治理技術(shù)淺談
隨著秋、冬季的來臨，環(huán)境溫度降低，RTO附屬裝置煙囪又會出現(xiàn)令人厭煩的白色煙羽，甚至有些企業(yè)在運(yùn)行中還會出現(xiàn)“有色煙羽”，比如說出現(xiàn)灰色、藍(lán)色、黃色等，給人們帶來極大的視覺污染。現(xiàn)小編就形成機(jī)理和治理措施進(jìn)行淺談。
1.形成機(jī)理
1.1為什么有不同的顏色呢？
煙羽的色度主要受煙氣中可凝結(jié)物和亞微米顆粒質(zhì)量濃度的影響。煙羽拖尾越長，意味著細(xì)顆粒質(zhì)量濃度越高。
經(jīng)RTO凈化的煙氣在排入大氣的過程中溫度降低，煙氣中部分氣態(tài)水和污染物會發(fā)生凝結(jié)，在煙囪口形成霧狀水汽，霧狀水汽與空氣中的顆粒物結(jié)合，會因天空背景色和天空光照、觀察角度等原因發(fā)生顏色的細(xì)微變化。形成有色煙羽，通常為白色、灰白色或藍(lán)色等顏色。
藍(lán)色或黃色的有色煙羽主要是較多的SO2，SO3、NOX、NH3等污染物與水分及細(xì)微的煙塵顆粒物凝聚成一種粒徑與藍(lán)光、黃光波長相當(dāng)?shù)臍馊苣z顆粒物，被與其光波相當(dāng)?shù)募?xì)顆粒物所散射。形成“藍(lán)色煙羽”。根據(jù)文獻(xiàn)介紹，當(dāng)煙氣中的硫酸氣溶膠濃度在5-10ppm(36mg/m3的SO3)時就會出現(xiàn)藍(lán)色煙羽，在10-20ppm時出現(xiàn)藍(lán)色煙羽的機(jī)率很高。硫酸氣溶膠濃度越高，出現(xiàn)藍(lán)色煙羽的幾率越大，藍(lán)色現(xiàn)象越嚴(yán)重。
當(dāng)氣溶膠中的亞微米顆粒較少，而已高含量、更細(xì)小的納米級顆粒為主時，顆粒遠(yuǎn)小于可見光波長，則會產(chǎn)生瑞麗散射。對藍(lán)色光的散射較強(qiáng)，光線透過煙羽后呈現(xiàn)黃棕色，形成“黃色煙羽”。
“灰色煙羽”主要為白色煙羽發(fā)生在光線較暗的情況下，特別是在陰雨天和傍晚時分，在人為視覺上感覺“發(fā)暗、發(fā)黑”。
1.2具體形成原因
經(jīng)RTO處理后的凈化煙氣溫度一般為 45-55 ℃，各家RTO裝置熱回收效率不同，略有差異，有的甚至更高， 這時經(jīng)過堿洗塔和水洗塔的噴淋后，使得煙氣處于濕飽和狀態(tài)。進(jìn)入大氣后隨著溫度的降低，煙氣中的水蒸氣逐漸凝結(jié)成液滴，形成白色煙羽。煙羽的形成機(jī)理如圖 1 所示。
圖1中曲線為濕煙氣飽和曲線，其表示煙氣含濕量隨著溫度的變化情況。當(dāng)溫度沿b降溫曲線進(jìn)行時，與飽和曲線有兩次交匯，第一個交匯點在A點,當(dāng)溫度繼續(xù)下降時煙氣便會凝結(jié)產(chǎn)生濕煙羽；第二個交匯在B點，隨后便進(jìn)入非飽和區(qū)域不會再凝結(jié)形成濕煙羽。當(dāng)溫度沿a降溫曲線進(jìn)行時，與濕煙氣飽和曲線僅交匯在C點，該點稱為產(chǎn)生凝結(jié)水的臨界點。將環(huán)境狀態(tài)點與相切點C的連線稱為臨界線，當(dāng)降溫曲線斜率大于臨界曲線時,將會與飽和曲線無交匯點，此時的降溫?zé)煔鈱⒉粫Y(jié)形成濕煙羽。
2.煙羽消除技術(shù)
以RTO運(yùn)行工況為例，當(dāng)RTO出口煙氣經(jīng)噴淋塔處理后平均溫度為 47 ℃，空氣相對濕度為40%，此時煙氣為飽和濕煙氣。計算表明,空氣相對濕度為40%時、臨界環(huán)境溫度為 30.3 ℃時，環(huán)境溫度高于此溫度，飽和濕煙氣才不會在該環(huán)境中凝結(jié)形成濕煙羽。當(dāng)煙囪出口排煙平均溫度為45℃、環(huán)境溫度為27-34.6℃；煙囪出口排煙平均溫度為 55 ℃、環(huán)境溫度為 35.69 -43.57 ℃時不會凝結(jié)產(chǎn)生濕煙羽。只有在環(huán)境溫度較高并且空氣相對濕度含量較低的干燥高溫地區(qū)才能避免濕煙羽的形成。但秋、冬季環(huán)境溫度不可能有這么高，再加上煙囪因法規(guī)要求肯定在15m以上，溫度更低。所以在通常情況下，需經(jīng)過技術(shù)手段才能消除濕煙羽。
消除煙羽技術(shù)原理如圖2所示。煙氣加熱技術(shù)是將濕飽和煙氣直接加熱至不飽和狀態(tài)(如圖中AB段)，當(dāng)煙氣進(jìn)入周圍大氣環(huán)境后，使混合線與飽和濕煙氣線相切，從而達(dá)到濕煙羽消除的目的；煙氣冷凝技術(shù)是直接將飽和濕煙氣降溫，煙氣中含有的水蒸汽沿著飽和濕煙氣線冷凝，使煙氣濕度降低(如圖2中AT段)，當(dāng)煙氣進(jìn)入周圍大氣環(huán)境后，使混合線與飽和濕煙氣線相切(如圖2中TE段)，以達(dá)到濕煙羽消除的目的。煙氣冷凝再熱技術(shù)是對煙氣首先進(jìn)行降溫冷凝，然后進(jìn)行加熱(如圖2中ACDTE 線)，以達(dá)到濕煙羽消除的目的。
2.1煙氣直接加熱技術(shù)
在RTO凈化氣入口煙道分別布置換熱器，通過熱媒將原煙氣的熱量對凈煙氣進(jìn)行加熱，提高凈煙氣排煙溫度，以達(dá)到消除或減輕煙羽現(xiàn)象。
2.2煙氣冷凝技術(shù)
飽和濕煙氣冷凝，煙氣中的水蒸汽在冷凝過程中相變析出，達(dá)到降濕收水的目的。
2.3冷凝-再熱技術(shù)
煙氣冷凝 - 再熱技術(shù)是煙氣再熱與冷凝技術(shù)的組 合，通過煙氣冷凝后，煙氣含濕量相對降低，同樣的條件下達(dá)到相同的消白效果，煙氣再熱幅度相對比直接再熱??；此外，吸熱段降低原煙氣溫度會減少脫硫漿液的蒸發(fā)量，凈煙氣的濕度和溫度也會降低，同樣的目標(biāo)溫度和濕度時，減少了煙氣冷凝器換熱量。
2.4我司采用“循環(huán)液冷凝”技術(shù)
以上三種方式雖然可以解決煙羽現(xiàn)象，但投資成本和運(yùn)行成本都比較高，合肥義禾采用的“循環(huán)液冷凝”手段，通過對原噴淋塔循環(huán)液，使用換熱器降溫，液液換熱效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣液換熱效率，能夠大大降低換熱器的換熱面積，運(yùn)行能耗低，煙氣阻力無增加，效率高，快速降低煙氣溫度，降低煙氣飽和濕度，在通過我司設(shè)計的專業(yè)的除霧裝置，水分回收率高，能夠有效的解決煙羽效應(yīng)。使得在投資成本和運(yùn)行成本上有可觀的節(jié)約。
