烟气余热回收与烟气脱硫脱硝是工业烟气处理中的重要环节,二者相互关联且都具有重要意义。
烟气余热回收原理:通过特定的设备和技术,将工业生产过程中排放的高温烟气中的热量进行回收再利用。例如,利用热管式换热器,热管受热侧吸收高温烟气的热量,使管内工质吸热沸腾和蒸发成蒸汽,蒸汽上升至放热侧,受管外低温流体冷却而冷凝并放出凝结潜热,将热量传递给低温流体,冷凝液依靠重力回到受热侧,如此循环实现热量回收。
设备类型
热管式换热器:传热效率高,冷、热侧可根据需要缠绕翅片增加传热面积;每根热管相对独立,能有效避免冷、热流体串流;可通过调整热管根数或冷热侧传热面积比防止露点腐蚀;无转动部件,运行稳定,部分元件损坏不影响整体运行。
板式换热器:结构紧凑,占地面积小;换热效率高,板片波纹设计可增强流体扰动;模块化设计,可根据需求灵活调整。
回转式换热器:蓄热体在高温烟气和低温介质之间旋转,实现热量传递,具有较大的换热面积和较高的换热效率。
意义
节能降耗:回收的余热可用于预热助燃空气、加热水或其他工艺介质,减少了对外部能源的需求,降低了能源消耗和生产成本。例如,在钢铁企业中,利用余热回收装置预热助燃空气,可提高燃烧效率,降低燃料消耗。
减少热污染:降低了排烟温度,减少了高温烟气对环境的热污染,有利于改善环境质量。
烟气脱硫脱硝原理脱硫:通过物理或化学方法,将烟气中的二氧化硫去除。常见的湿法脱硫是采用液体吸收剂在离子条件下进液反应,如石灰石 - 石膏湿法脱硫,利用石灰石或石灰制成吸收浆液,在吸收塔内与烟气中的二氧化硫反应生成二水石膏,从而脱除二氧化硫。干法脱硫则是利用固体吸收剂去除二氧化硫,如将石灰石细粉喷入炉膛,受热分解成氧化钙,吸收二氧化硫生成亚硫酸钙。
脱硝:主要是将烟气中的氮氧化物转化为无害的氮气和水。例如,选择性催化还原法(SCR),在催化剂的作用下,用氨水、液氨或尿素等还原剂将氮氧化物还原为氮气和水。
工艺方法
湿法脱硫脱硝:如石灰石 - 石膏湿法脱硫、氧化镁湿法脱硫等,具有脱硫效率高的优点,但处理过程中需要消耗大量水资源,且可能产生二次污染。
干法脱硫脱硝:包括活性炭吸附法、电子束照射法等,不需要耗费大量水资源,对环境影响较小,但处理效率和成本可能因工艺不同而有所差异。
半干法脱硫脱硝:结合了干法和湿法的特点,如循环流化床半干法脱硫,具有较好的脱硫效果和较低的水耗。
意义
环保要求:有效减少了烟气中二氧化硫和氮氧化物的排放,降低了酸雨、雾霾等环境问题的发生概率,保护了大气环境和生态系统。
符合法规:满足国家和地方的环保法规要求,避免企业因超标排放而面临的罚款和停产等风险。
二者结合的优势提高能源利用效率:在脱硫脱硝过程中,部分工艺需要对烟气进行加热或冷却,通过余热回收可以为这些过程提供所需的热量或冷量,减少了额外的能源消耗。例如,利用回收的余热加热进入脱硫塔的烟气,可提高脱硫反应的效率。
降低运行成本:余热回收减少了能源成本,同时脱硫脱硝减少了企业因环保违规而产生的费用,综合降低了企业的运行成本。
增强系统稳定性:合理的余热回收可以优化烟气的温度和湿度等参数,有利于脱硫脱硝设备的稳定运行,提高处理效果和设备的使用寿命。