濕式靜電除塵器是理想的終端除塵器

濕式靜電除塵器是理想的終端除塵器

水在自然界中呈現三種狀態(tài)：固態(tài)冰、雪，液態(tài)水、霧;氣態(tài)水蒸汽。水吸熱后會(huì )蒸發(fā)相變?yōu)樗羝M(jìn)入大氣，大氣中的水蒸汽含量達到一定程度會(huì )飽和達到含濕量的最大值，飽和后的大氣遇冷降溫就會(huì )再相變?yōu)殪F、雨、雪、冰雹等，自然界水變蒸汽、蒸汽冷凝成水是一個(gè)可逆過(guò)程，有其自身規律和平衡，我國最濕月份室外平均大氣濕度為12g/kg(~15g/Nm3)，西北部大氣濕度低屬于干燥區域，東南部屬于高濕區域。

燃煤鍋爐濕法脫硫系統排煙帶出的水分，以300MW機組為例，脫硫系統的水平衡如圖1所示 ,脫硫系統每小時(shí)消耗水120m3/h，包括原煙氣帶水分71.8 m3/h、脫硫增加40m3/h，年耗水量~100萬(wàn)噸。按照燃燒噸煤放散煙氣10000Nm3/t、濕煙氣所含水分112g/Nm3估算，每燃燒1噸煤濕煙氣帶走水份1噸，主要包括煤中原始含水、脫硫補充水，2014年全國消耗煤36-37億噸，燃煤煙氣帶入大氣的水份高達三十多億噸。

濕煙氣冷凝除濕脫白技術(shù)與升溫除濕技術(shù)雖然溫差變化接近，但冷凝所需的冷量卻是升溫所需熱量的近6倍，主要是濕煙氣中所含水蒸汽的冷凝潛熱。同樣冷凝除濕從技術(shù)層面是沒(méi)有問(wèn)題的，并且有多種不同冷凝工藝可供選用，關(guān)鍵也是投資多少、是否經(jīng)濟。研究表明，要使冷凝除濕脫白技術(shù)經(jīng)濟可行，首先必須解決大量廉價(jià)冷源，二是低溫余熱和冷凝水必須得到充分利用，三是換熱器的選擇需要合理實(shí)用，分別討論如下：

低溫余熱的用途：電廠(chǎng)、鋼廠(chǎng)等低溫熱源的熱量一定是富裕的，應該優(yōu)先內部利用，但也必須考慮外供社區民用，比如洗浴、醫院、學(xué)校、酒店、人工游泳池和景觀(guān)等民用熱水是一年四季都需要，但相比余熱量，需求量遠遠不足，而北方民用采暖和南方夏季空調等季節性需求量巨大，而且所需能量品質(zhì)也低，是低溫余熱比較適合的用途，采用120°C~20°C大溫差供熱輸送距離達到100km也比燃煤成本低，而與燃氣供熱比可以輸送300km。余熱需求不均衡可以通過(guò)ORC、CO2等低溫余熱發(fā)電平衡。

低溫冷卻的方式：如前所述，對于90°C以下的低溫濕煙氣，所含余熱量大部分是水蒸汽的冷凝潛熱，冷卻方式可以比較選擇：直接膨脹式熱泵蒸發(fā)器、低溫空調冷水間接水水換熱和/或噴淋冷卻，需要結合用戶(hù)的冷源種類(lèi)和余熱用途綜合優(yōu)化選擇。

與濕式靜電除塵器的配合使用：濕式靜電除塵器是凈化濕煙氣的理想終端除塵器，還是頂級除霧器，可以確保實(shí)現超低近零排放，但目前設置在脫硫塔機箱除霧器后部，入口煙氣溫度在~50oC，設備造價(jià)浪費，因為大約20%的電場(chǎng)面積是用于處理水蒸汽，水蒸汽冷凝液PH值1-3產(chǎn)生低溫腐蝕是造價(jià)高的主要原因，而且是否能長(cháng)期穩定運行也有疑問(wèn)。將冷凝冷卻布置在濕電前對濕煙氣進(jìn)行預處理可以解決許多問(wèn)題，甚至有可能不用濕電也能實(shí)現超低排放和除濕脫白，煙囪也不再需要防腐。