1、引言
当前，生态环境问题已经成为制约我国经济社会发展的重要因素，如何有效缓解环境污染，保持可持续发展，成为我国面临的一个重要课题。本文介绍了一种基于浆液降温理论的烟羽深度治理技术原理及改造应用案例，通过对脱硫吸收塔改造，实现降低湿烟羽排放、强化除尘除雾、减少脱硫补水、烟气余热利用等多项功效。
2、技术原理
2.1原理概述
2.1.1传统的脱硫过程，通过向烟气喷浆液，烟气的热量传递给浆液，浆液温度升高，平衡状态下浆液温度为饱和烟气温度，浆液中的部分水蒸发并与烟气混合，烟气温度降低，湿度增加成为饱和湿烟气。烟气在焓湿图上沿着等焓线从A点移动到B点，湿度增加为d2-d1。
2.1.2通过浆液降温技术改进后的系统由于顶层喷浆液的温度比较低，可以对经过下层喷淋进入饱和状态的烟气进行冷却，烟气中的部分气态水凝结为液态水，烟气湿度降低并顺着等100%的相对湿度线从B点处理到C点，烟气湿度降低为d2-d3（见图1）。
图1 烟气在焓湿图上的处理过程
2.2浆液冷凝降温技术节能减排效果
2.2.1 提高除尘除雾效率
部分温度较低的细小雾滴随烟气进入除雾器，这些细小雾滴作为凝结核，可以更好地起到吸附雾滴、烟尘、石膏、气溶胶等的凝并作用，增大雾滴、烟尘、石膏、气溶胶等污染物的粒径。大颗粒惯性力和离心力大，在除雾器的作用下，可以提高各种污染物的脱除效率。另外，通过降温冷凝的水分还可以溶解回收部分烟气中携带的可凝结颗粒物，进一步提高除尘除雾效率。
2.2.2减少脱硫补水作用
低温喷淋浆液可使饱和烟气中的部分水蒸气凝结为凝结水，这部分凝结水为纯净水，这部分由气态转换为液态的凝结水，实际上相当于从烟囱外回收，可以代替脱硫补水，起到了一定的节水作用。
以1kg干烟气为研究对象，50℃的饱和烟气的含水量为81g水，若通过该系统将排烟温度降低到45℃，1kg干烟气中的含水量为61g。每降低1℃烟气温度，可以回收4g水。
2.2.3具有烟气余热回收利用的作用
烟气热量以混合换热方式传递给脱硫浆液，脱硫浆液的热量在浆液冷却装置中以间接换热方式传递给冷却介质。冷却介质可以加热锅炉送风或其他热用户，或者利用热泵技术提取余热，提高余热利用效率。
3、应用方案
3.1项目概况
本次改造选择在天津国电津能热电有限公司进行实施，天津国电津能热电有限公司一期建设有2台330MW亚临界机组，锅炉最大连续蒸发量1100t/h，烟气量1200000Nm3。烟气脱硫系统采用石灰石-石膏湿法一炉一塔全烟气脱硫工艺，设计脱硫效率为95%。
3.2改造内容
3.2.1在第四层（最顶层）脱硫浆液泵的入口增设浆液——水换热器。
3.2.2在循环水塔旁增设一台浆液冷却循环水泵，循环水量1200t/h，将循环水塔中的冷却水引至浆液——水换热器中用于冷却第四层浆液；
4、效果分析
4.1试验分析
表1 烟气温度测试结果
11月24日，脱硫浆液冷却器运行，脱硫进口烟气平均温度为105.7℃，出口烟气平均温度为48.1℃。11月25日，脱硫浆液冷却器停运，脱硫进口烟气平均温度为105.3℃，出口烟气平均温度为52.0℃。试验两天脱硫进口烟气平均温度参数基本相同，从测试结果可以看出，脱硫浆液冷却器运行烟气温度降低了3.9℃。
表2 烟气含湿量测试结果
11月24日，脱硫浆液冷却器运行，脱硫进口烟气含湿量采用干湿球法测试为8.1%，出口烟气含湿量为9.55%。11 月25 日，脱硫浆液冷却器停运，脱硫进口烟气含湿量采用干湿球法测试为8.2%，出口烟气含湿量为11.75%。试验两天脱硫进口烟气含湿量参数基本相近。从测试结果可以看出，脱硫浆液冷却器降低烟气含湿量2.20%。
4.2试验结论
4.2.1脱硫浆液冷却器运行时，能够降低脱硫出口烟气温度3.9℃。
4.2.2脱硫浆液冷却器运行时，能够明显降低脱硫出口烟气含湿量。采用干湿球法脱硫出口烟气含湿量降低2.20%。按2.20%计算，230MW负荷条件下烟气排湿量减少14.27t/h。
4.2.3浆液冷却器出入口压降8.0kp。
4.2.4浆液降温烟羽治理技术在天津国电津能热电有限公司的实际改造应用中基本达到了预期目的，符合节能减排要求。该技术对于我国火电行业湿法脱硫的工艺特点来说，兼具有系统阻力小、经济性好等技术特点，具有较广泛的应用前景。
