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蘇吉春，畢志虎 (石家莊市新星化炭有限公司，河北石家莊 050100)

關(guān)鍵字：炭黑生產(chǎn)、濕法脫硫、消除白色煙羽

1? 前? 言

隨著國家環(huán)保政策的趨緊，地方政府的環(huán)保工作壓力傳導(dǎo)，導(dǎo)致企業(yè)的環(huán)保運行壓力與日俱增，消除濕法脫硫出口煙氣的白色煙羽逐漸提上工作日程，我公司近期完成了脫硫塔出口煙氣消除白色煙羽的技術(shù)改造工作，本文就炭黑生產(chǎn)濕法脫硫煙氣消除白色煙羽的工藝技術(shù)的選擇、應(yīng) 用進行探討，拋磚引玉。請各位同行、專家斧正。在這里特別感謝北京國能中電李永旺博士提供的消除白色煙羽計算圖表。

2? 炭黑生產(chǎn)白色煙羽的生成及特點

廣義上白色煙羽的形成是排出的飽和濕煙氣與溫度較低的環(huán)境空氣接觸，在煙氣降溫過程中，煙氣中所含水蒸氣過飽和凝結(jié)，凝結(jié)水滴對光線產(chǎn)生折射、散射，從而呈現(xiàn)出白色濕煙羽。

濕法脫硫的排出口煙氣處于濕飽和狀態(tài)，溫度越高含濕量越大(表1)，在空氣中擴散越困難，形成的白色煙羽拖尾越長(圖1)，煙囪周圍空氣相對濕度越大濕煙羽中水分難以及時散開(圖2)，環(huán)境溫度越低，白色煙羽長度呈指數(shù)關(guān)系增加(圖3)。

炭黑生產(chǎn)排放煙氣由兩部分組成，一是濕法造粒炭黑干燥產(chǎn)生的干燥廢氣，約占總煙氣量的 30%;另外一部分為尾氣余熱發(fā)電鍋爐炭黑尾氣燃燒廢氣，占總煙氣量的70%。炭黑尾氣的含濕量一般為 40% 左右，尾氣余熱鍋爐的排氣含濕量約為 20%~25%，溫度則為了降低低溫預(yù)熱器的腐蝕和堵塞，一般控制在180℃左右。干燥廢氣的含濕量則高達 55% 左右，溫度則一般大于 200℃。

如果將干燥廢氣和余熱鍋爐的排氣合并后進入濕法脫硫塔，則脫硫排出氣溫度71~74℃，大氣壓強97.6kpa時，煙氣含濕量27.88%—32.88%，直接排放會形成非常濃厚的白色煙羽，在冬季拖尾長度可以達到 300 米左右。

　　3? 消除白色煙羽工藝及計算結(jié)果分析

消除白色煙羽就是采用相關(guān)技術(shù)手段，調(diào)整煙囪排放氣體的特征，使得排放氣體從進入大氣開始擴散降低溫度，直到完全和環(huán)境溫度一致的過程中，始終處于濕度飽和線以外。

常用的工藝有直接加熱法(GGH)、冷凝+加熱(MGGH)、冷凝 + 摻混等通過對幾種常用的消白工藝?yán)斫?，針對炭? 生產(chǎn)的特點，分析結(jié)果如下：

　　3.1? 消白前煙氣基礎(chǔ)參數(shù)

3.2? 采用直接加熱法工藝的計算結(jié)果

采用直接加熱的工藝方式(圖 4)，需要將煙氣升溫500℃，可以做到消除白色煙羽，完成這個方案的代價太大了，直接否定。

　　3.3? 采用水冷凝 + 加熱工藝的計算結(jié)果

該方案采用水冷將煙氣降溫再加熱排放(圖5)，需要將煙氣溫度冷凝到45℃，回收冷凝水53.16噸 /小時，隨后將煙氣加熱到148℃，可以做到完全消除白色煙羽。

實現(xiàn)這個方案，首先需要解決煙氣冷凝釋放的熱量約38MW，由于熱量品味比較低幾乎沒有利用價值，所以只能使用冷卻循環(huán)水來解決，計算得出溫差 7℃的循環(huán)水量需要將近 5000m3 /h。

然后是加熱煙氣需要的熱量大約為 6.3MW，加熱溫度到145℃，這個可以在脫硫塔進口煙氣管線加裝換熱器解決，但是必須考慮腐蝕問題。

3.4? 采用風(fēng)冷 + 摻混工藝的計算結(jié)果

這個方案采用空氣作為冷媒給脫硫出口煙氣降溫，同時得到熱空氣作為摻混的風(fēng)源(圖 6)，將脫硫出口煙氣降溫 10℃，回收冷凝水 30.45 噸 / 小時，摻混入103*104 Nm3 /h的50℃熱風(fēng)，可以達到消除白色煙羽的效果。

實現(xiàn)這個方案的關(guān)鍵是將煙氣降溫 10℃，同時加熱合適量的空氣到50℃，氣/氣換熱的效率太低了，同時摻混還必須在 CEMS 檢測后進行。圖6

4? 實施工藝路線的選擇

通過上文的計算結(jié)果分析結(jié)合炭黑生產(chǎn)的特點，我們對冷凝+加熱和冷凝+摻混的工藝方案進行了重點比較。

4.1? 冷凝 + 加熱工藝的優(yōu)缺點

優(yōu)點：a 換熱器采用循環(huán)水作為冷媒，換熱效率比較高，設(shè)備體積小，投資較低。b回收的冷凝水較多，可以綜合利用。

缺點：a需要的循環(huán)水量大，循環(huán)泵、貯水池、機冷塔占地面積大，運行費用較高且冬季還會有大量的白色水汽，等于是將白色煙羽由煙囪轉(zhuǎn)移到了地面。b加熱煙氣需要的和脫硫塔進口的煙氣進行換熱，由于溫差較大，材料選擇需要考慮防腐性能，換熱效率還偏低，設(shè)備投資較高，后期維護量較大。

　　4.2? 冷凝 + 摻混工藝的優(yōu)缺點

優(yōu)點：a 工藝設(shè)備簡單，只需要一臺換熱器即可，處理比較徹底，沒有二次污染。b運行中可以根據(jù)天氣的變化，靈活調(diào)整冷卻空氣流量，達到消除白色煙羽的效果。c 對換熱器的防腐蝕要求較低。d 回收的冷凝水較多，可以綜合利用。

缺點：a 冷凝換熱器換熱效率低，設(shè)備體積較大，投資較高。b 運行中空氣相對濕度大于 80% 時，可能看到少量白色煙羽。

綜上所述，我們選擇了冷凝+摻混的工藝路線并組織了實施。

　　5? 消除白色煙羽工藝實施效果

5.1 消除白色煙羽冬季實際運行(圖7)，實際運行效果達到預(yù)定的要求，并且效果較好。