分析钛管冷凝除湿技术在燃煤电厂烟羽治理中的应用实例

连长康 余晶 刘浩波

摘要：目前消除“有色烟羽”主要采用MGGH、GGH等烟气再热技术，这些技术只是通过提高烟气扩散消除“有色烟羽”的视觉感受，但不能减少污染物和水汽的排放。本文介绍了一种钛管冷凝除湿技术在某300MW循环流化床机组“烟羽治理”中的实际应用，并对冷凝除湿过程中烟气水回收、污染物协同治理等效果进行分析，最终实现节水及污染物协同减排的目的。

关键词：钛管冷凝除湿器;烟羽治理;节水;污染物协调治理

中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：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

傳统消除“有色烟羽”的方法是采用MGGH、GGH等烟气再热技术，再热技术只是增加烟气的排烟温度降低相对含湿量，而烟气的绝对含湿量不发生改变，会减轻“白烟”的效果，但是无法去除FPM（filterable particulatematter，可被滤膜过滤的颗粒物[1]）、CPM（condensable particulate matter，可凝结颗粒物[2]）等污染物对环境的影响，而采用钛管冷凝除湿技术，不仅可以回收烟气中的饱和水分，减轻“白烟”效果，同时还可以对FPM，CPM等污染物进行协同治理，达到节水及污染物减排的目的。

1 钛管冷凝除湿系统工艺流程

钛管冷凝除湿系统主要布置在湿法脱硫/WESP之后的烟道内，用于将出口饱和湿烟气降温冷凝，冷源采用循环冷却水，循环冷却水将热量带出并通过机力通风冷却塔排出，回收饱和湿烟气中的水份。

钛管冷凝除湿系统包括烟气钛管冷凝器、冷却水循环系统、冷凝水回收系统及控制系统等组成。钛管冷凝除湿系统工艺流程见图1。

2 钛管冷凝除湿系统工程应用分析

2.1 工程概况

选以河北省唐山市某300 MW 循环流化床机组钛管冷凝除湿“烟羽治理”实例进行分析。本项目钛管冷凝除湿系统的目的是回收饱和湿烟气中的水分，以及降低排烟温度及湿度，要求夏季（4-10月）冷凝后排烟温度达到48℃以下，烟气含湿量11.0%以下;冬季（11月-次年3月）冷凝后排烟温度达45℃以下，烟气含湿量9.5%以下，减轻“白烟”现象。

2.2 钛管冷凝除湿系统关键因素分析

钛管冷凝除湿系统回收水量及降低净烟气排放温度的关键主要取决于机组负荷大小、冷凝除湿器模块投入量、循环冷却水流量及循环冷却水进出口水温等。通过选定特定机组负荷，探究冷凝除湿器模块投入量、循环冷却水流量与冷凝除湿器进出口烟气降温幅度/冷凝水量之间的关系，详见图2、图3。由图2、图3可以看出：

（1）冷凝除湿器投入模块数量（换热面积）一定时，循环冷却水的流量越大，冷凝除湿器进出口的烟气降温幅度越大，冷凝水析出量也越大。主要原因是管程流质流量增加，流速增大，加强了流质与烟气间的扰动，提高了管程管内传热膜系数，进而提高总传热系数、提高传热效率。（2）在其他影响因素不变的情况下，系统投入的模块数量越多，冷凝除湿器进出口的烟气降温幅度越大，冷凝水量越大，降低净烟气排烟温度及湿度，有助于减轻“白烟”的现象。（3）冷凝除湿器投入模块数量、循环冷却水流量、冷凝除湿器进出口的烟气降温幅度及冷凝水析出量在钛管冷凝除湿系统中处于动态平衡关系，需要根据机组运行的具体情况进行各参数的动态调整，使系统运行效果最佳、能耗最低。

2.3 钛管冷凝除湿系统污染物协同治理效果分析

通过对比改造前后二氧化硫及粉尘CEMS监测数据，分析钛管冷凝除湿系统协同污染物治理效果，具体数据详见表1。从表1改造前/后SO2、粉尘CEMS监测数据可以看出：钛管冷凝除湿系统提高了SO2及粉尘的脱除率，改造后SO2的脱除效率平均约为：99.062%，较改造前（脱硫效率：98.352%）提高了近0.71%;改造后粉尘的脱除效率平均约为：89.35%，较改造前（脱硫效率：76.754%）提高了近12.596%;同时增加对改造前后冷凝水的pH值进行检测，发现改造后冷凝水pH值（1-2之间）低于改造前冷凝水的pH值（2-3之间），由此可以得出钛管冷凝除湿系统有助于污染物的协同治理，达到减排的目的。

3 总结

（1）钛管冷凝除湿系统不仅能降低净烟气的排烟温度、湿度，减轻“白烟”的现象，还能对饱和湿烟气中的水分进行回收利用，节约水资源。

（2）钛管冷凝除湿系统运行的影响因素较多，各影响因素间处于动态平衡关系，需要根据相应情况进行动态调整，确保系统运行能耗最低、效果最佳。

（3）钛管冷凝除湿系统对SO2、粉尘等污染物具有协同治理作用，进一步实现节能减排。

参考文献

[1]燃煤电厂超低排放烟气治理工程技术规范： HJ2053—2018[S].北京：中国环境出版社.

[2]石爱军，胡月琪，白志鹏，等.湿法脱硫烟气中多形态颗粒物的测量方法及组分特征[J].中国环境监测，2017，33（2）：101–109.

收稿日期：2019-11-24

作者简介：连长康（1986-），男，汉族，硕士研究生学历，工程师，研究方向大气治理工程。