孟震:氟塑料换热器在工业尾气脱白治理中的应

作者:现金网平台发布日期:2020-07-01 04:42

  北极星大气网讯:各位领导,各位专家,各位行业同仁,大家上午好!很荣幸在北极星这个工业烟气深度治理的专业的会议上跟大家分享和交流一下沃斯坦公司关于烟气脱白技术上的一些研究成果。今天我给大家介绍一下沃斯坦对于烟气脱白的一些相关的技术总结。

  首先,今天的交流主要是以技术为主。沃斯坦公司作为一个氟塑料换热器行业中的引领者,我就不做过多介绍,放在最后面。

  第一点,从技术角度上大家再重温一下烟气脱白到底是怎么回事,尤其是希望大家记住,烟气脱白叫做湿烟羽的治理和有色烟羽的治理是两个概念。第二点,关于政策的汇总和分析,我也是把之前参加别的会议的专家发言的意见在这里跟大家一块分享一下。第三点,关于沃斯坦公司的氟塑料换热器在这个领域的应用。举了三个行业,第一个行业是燃煤电站,电力,第二个行业是垃圾焚烧和危废焚烧这个行业,第三个行业是钢铁冶金。第四点,对沃斯坦公司的氟塑料换热器,沃斯坦的氟塑料换热器跟别人有什么不同,为什么沃斯坦可以号称自己是行业中的引领者,待会儿做一个探讨。第五点,对沃斯坦公司做一个简单介绍。

  今天的话题从脱白说起,脱白这个概念的产生从原理上先了解一下,脱白的定义是目前比较广泛的定义,这个脱白是指烟囱排放出的饱和湿烟气与环境较低的环境空气接触时,在烟气降温过程中,烟气中所含水蒸汽过饱和凝结,凝结水滴对光线产生折射、散射,从而使烟羽呈现出白色或者灰色,称其为湿烟气,俗称大白烟。关于咱们现在烟气排放出来的烟气是否是饱和态,含水量到底是不是百分之百,这个点研究一下就有结论了。

  如何去消白呢?先看一下这个图,这个图正常排放出来的烟气如果说锅炉,就是咱们正常锅炉在没有做脱硫的情况下,一般是从A点,A点排放出来的烟气是经过一个B点到C点,C点我们设定的是一个环境空气温度,这个图里面我们设定的是环境温度14度,这个过程中如果A点到B点是在过饱和区是不存在大白烟的,B点到C点的过程中是在饱和曲线的左侧,是气态水发生相变凝结变成液态水,形成大白烟,实际上不会沿着B点到C点的直线走,而是B点到O点的曲线。我们怎么去消白呢?我们超低排放温度一般50度左右,我们从E点的位置上,从E点加热到F点,从F点再降到C点的时候,这条线就已经不和左侧的饱和曲线发生交集,只是有切点,我们可以认定这种设定环境条件下基本实现了烟气脱白,这是理论。理论具体怎么实现呢?我们可以考虑有两种方法,第一种方法,我们就是把E点到F点直接加热,加热这个温度到底加热多少呢,比如我们现在设定的环境温度是14度,如果说环境温度低于10度,甚至于低于5度、低于0度的时候,你想想你的加热点F点应该在什么地方了,有可能远远超过140度,这个表格的最右侧远远超过了,这个时候所消耗的能量远远高于你所产生的经济效益的,就不合理了,于是诞生出一个先冷凝,就是我们人为的控制,从E点降到O点这个位置,人为控制的降温,人为控制的时候凝结水可以收回来,不会排到空气中去,再从烟囱排放。这也是一个脱白的方法,但是这个脱白的方法涉及到的冷源条件非常苛刻,自然环境把温度降低到30度以下换热的冷源10度以下,用什么介质换热,基本上只能选用热泵了,热泵的造价又是非常高的。

  今天讲这个图表只是给大家讲一下烟气的脱白是一个气态水的转变,而并不是咱们烟气中不要涉及到所谓的减排,上来就讲减排,上来就讲脱硫脱硝等等一系列别的脱除,所以我们今天既然是湿烟气的治理,在技术层面说,我们就是把它从技术上研究透了。

  目前咱们在市场上出现的脱白技术也非常多,我这里也罗列了一下,其中我要提一点最后一条“其他方案”,其他方案里面更多收集的是脱硫之后的液态水,而非气态水,最后一条工艺路线里我们认为只是脱白的辅助工艺,并不是脱白的技术路线,这里希望大家注意一下。

  时间问题我直接总结,目前湿烟羽的治理被认为是超低排放改造的一个辅助手段叫做胁从手段,在已完成的烟气改造中更多的是受到政策的影响,并不是实现真正的所谓的脱白,而是超低排放以冷凝的技术路线选择的居多。工业领域各行业烟羽治理技术路线的选择差别较大,巨大的投资成本面前更多的是在观望。同时要有一个完善的考核方法,这是一个最重要的,很多政策制定是没有考核方法的。

  我们下面再看政策上,相关政策做了简单的总结,前四个是我们省级单位做的脱白的要求,只有这四个,这个政策的颁布其实有一定道理的,比如咱们天津,天津的面积就只有那么大,所以它可以颁布一个统一的政策出来,但是咱们河北如果颁布一个统一的政策,其实受到的制约是比较大的,比如说唐山一个电厂和邯郸的一个电厂,自然条件是完全不一样的,在唐山实现了脱白,在唐山可能远远实现了脱白甚至投资造价非常高,在河北省推一个一刀切的政策不太合理,但是河北省的政策也是相对灵活的,第一把脱白变成了空白,第二鼓励加热,加热到多少度根据各地的政策自己来制定,我觉得这也是比较好的一点。脱白政策颁布比较有效的还是上海市环保局和浙江省环保局,我记得我们做了一个浙江的项目,当时业主要求我们在环境温度1.75度的时候实现脱白,当时我觉得这个设计调整很不合理,温度太低了,在浙江基本达不到,但是浙江当时的政策就是要实行脱白,不提多少度,当时浙江第一版试行稳健的时候,今年浙江环保厅发的正式意见稿的时候延续了上海的政策,变成了降温以后加热到冬季、夏季60多度、78度左右实现脱白。

  但是这些政策有一个共同的问题是什么,我在这里总结了一下,烟气脱白国家层面上并没有一个统一的政策,为什么呢?受三点条件的制约,第一,自然环境差异大;第二,自然环境发展不均衡,国家没法去制定。比如我现在在西藏、在新疆,这种较为偏远、经济相对落后的地区我们搞脱白,其实社会收益并不是非常大。第三,在不同行业、不同规模,同行业的不同规模,同行业、同规模的、不同工艺,都无法做到统一要求,我建议一厂一策。

  第二点,省级政策文件较少、地级政策文件较多,这个脱白的需求目前为止有点类似于自上而下的需求,这点我觉得大家值得考虑一下。第三点,政策的借鉴性较多,概念定义较为模糊,比如邯郸政策制定的时候是结合了天津市环保局的政策和上海市环保局的政策,把两个政策结合起来作为自己当地的政策取做的,更有些别的地方,甚至于直接拿来主义了。

  有政策、无监管,目前脱白监管难度还是比较大的,我们怎么脱白、怎么监管它,环保局可能因为现在脱白的手段工程还没有完工,下一步环保局怎么考虑控制它也是下一步的方向。

  各行业一刀切的模式依然存在,比如前一阵颁布的文件说钢铁行业达到什么什么要求、火电行业达到什么要求。其实关于脱白的理解我在这里想给大家交流一下,在今年10月份,在邯郸举行的脱白会议上,当时朱教授打了一个比方我觉得挺形象的,他说脱白就像整容,为什么整容呢?比如一个女士需要当电影明星的时候她得需要整容,为什么?她要给一个公众效应,而如果这个女士是做一个简单的就是家里面种菜的农民,一个民有必要整容吗?整完容给谁看,我觉得整容有必要要给那些明星机组或者有需要整容的机组真的要去做脱白,脱白这个东西既然做了就要做正规医院、正规厂家去搞整容,不要去搞一些小的比如敷的面膜说也整容了,不要一刀切,需要的单位认真去做,不需要的单位也不要搞这个东西,有点形而上学的感觉,形式主意。

  第三部分,氟塑料烟气换热器在工业领域的应用。目前沃斯坦的氟塑料换热器已经在电力、石油化工、垃圾危废的焚烧、钢铁冶金、烧结机、高炉等等行业有了应用,在座的很多人我相信大家听到氟塑料换热器或者氟塑料这种原材料是跟着烟气脱白的政策一块听到的,氟塑料可以干这个、干那个。氟塑料换热器最早是经典应用工艺,第一是作为低温省煤器做的,是氟塑料材质,没有低温控制,可以把温度降的更低,里面的没有搞到70度、75度的温度,这样会影响换热效率,可以拉大冷热源的换热温差。第二个,他的应用工艺分三个应用工艺,第一是加热凝结水、除烟水。第二点加热送风,加热凝结水,比电厂的凝结水无非是六七八加低品位的,这个不一定是个节能的效果,当然每个电厂的效果不同,我们觉得如果加热送风的话,针对于咱们现在的超低排放改造项目,我觉得效益更好,为什么呢?超低排放改造时候的脱硝工艺,不知道大家知道不知道,大部分都是采用过量的喷氨来减少氮氧化物的排放,这种过量的喷氨法会导致严重的腐蚀和堵塞问题,大家如果有实际工程经验都会了解到。如果通过加热送风的方式,保持稳定的较高温度下,可以缓解堵塞,加热送风工艺是非常好的工艺,值得我们在工艺行业领域推广。最后对热力管网项目,增加热力管网回收,增加我们的热力管网面积。

  氟塑料换热器的烟气再热工艺,当时在德国上世纪七八十年代的时候就开始研发一种新的材料来取代老式的回转式GGH工艺,当时最后研究的结果就是氟塑料,这个氟塑料材料也是在欧洲和德国开始使用的,后续我讲材料对比的时候会具体讲这个项目。氟塑料换热器作为再热器,第一避免是回转式GGH腐蚀和泄漏的问题,同时可以有效的增加换热的端差可以灵活布置。同时我们看,加热有两种工艺,第一种是以水作为换热媒介叫MGGH,第二种我是以烟气作为烟气的直接换热,这两种工艺其实都可以去用,但是第一种工艺相对来说是适用于改造项目,相对来说布置灵活,对空间的要求比较小。第二种工艺,可能更多的是新建工艺,但是它的好处在哪里?它具有零腐蚀、零泄漏、零维护、零能耗这四个零的效果,因为是烟气和烟气的直接换热,不存在传动部件,所以能耗是非常低的,而且系统相对来说结构简单、稳定,值得咱们工业领域推广和应用。

  氟塑料换热器另一个应用工艺就是冷凝提水工艺,之前我们考虑氟塑料换热器或者低温省煤器的时候我们更多考虑酸度电的概念,实际上MGGH大面积普及以后在冷却端的腐蚀问题并不是非常严重,我们当时通过合理的低温控制其实已经都解决了,再热端反而对湿烟气反应问题非常严重,在广东的几个大电厂,运行不到一年的时候再热端腐蚀已经快漏了。

  氟塑料换热器在工业领域中烟气脱白中的应用,烟气脱白是结合了刚刚讲的再热和冷凝的两种工艺综合考虑,烟气脱白刚刚赵总提到的氨法脱硫,我们可以考虑一下氨法脱硫做冷凝的过程中,氨法里面很多溶解氨或者溶解的硫铵,随着烟气里面的水一块带出来了,我采用氟塑料换热器,其实是非常好的替代工艺,如果有兴趣我们可以探讨一下这个问题。

  这里我要提一下工业领域里面对于电力我们更多的是沿着政策的需求,比如说把烟气冷凝到45度加热到60度,按照政策的需求在做电力行业,这是电力行业的一个推荐工艺路线图,这个工艺路线图里面我要给大家提到的是,我建议的是采用二级低温省煤器的工艺,同时结合了金属换热器和氟塑料换热器的各种优势,放置不同的区域里面,叫深度节能回收利用。

  垃圾焚烧行业里面跟钢铁行业一样,工艺里面跟电力行业有一个区别在哪里,它的排放烟气温度是60度—70度,相对来说烟气温度比较高,如果我们采用传统的冷凝工艺,如果冷凝到45度你得冷凝多少、需要的冷凝量是多少,投资非常大。在垃圾焚烧领域里面我们推荐的工艺路线图,当然这个是烟气温度是前面采用这个技术,这个项目是当时在江浙地区的项目,这个项目在这种温度下才能实现全年的脱白,在江浙地区,可想而知如果我们在河北地区或者北京津冀及地区要想实现脱白得需要多大的冷源或者热源,所以经济性是需要考虑的。

  这是半干法烟气脱白的工艺,我是采用冷凝以后,先把它变成一个冷凝到饱和态,然后再做冷凝降温,因为有后续的细节所以再跟大家探讨。

  最后是钢铁行业,我们在包钢做了256平的烧结机的脱白项目,给大家一个借鉴和引荐的作用,是北方地区的烟气脱白项目,能够基本实现环境温度5度以上、相对湿度30%,如果提到脱白除了温度还要提相对湿度,不要光提温度。

  总结一下,烟气脱白项目各行业、各工艺都不相同,所以在制定的时候建议大家在工艺路线选择一定要仔细。

  我这里给大家讲一下沃斯坦关于材料的对比,氟塑料和别的材料的对比,这是德国当时做的实验,是氟塑料和镍金合金都做了对比,是把所有的换热器装在一个换热器框架里进行测试,只氟塑料换热器经过了2万小时的时间测试,其他的换热器在不到1万小时或者几千小时的时候就已经腐蚀的非常严重了。这个是镍金合金新安装和投运以后的效果,最左侧是镍仅合金运行一年以后的效果,最右侧是哈合合金,不到一年的情况下就腐蚀的非常严重了。

  这是沃斯坦公司的氟塑料换热器,具有无腐蚀、无泄漏、易清洗、换热性能稳定等一系列优点。

  沃斯坦的氟塑料换热器给大家最后做一点介绍,首先具有来源纯正,沃斯坦公司是美国杜邦公司在中国大陆的战略合作伙伴,沃斯坦的氟塑料换热器基本上用的全是杜邦公司的氟塑料的原材料树脂。沃斯坦作为一家德资公司,不仅有原装进口的设备,而且自身研制出来的氟塑料换热器的管材质量跟别的管材是不一样的,为什么不一样,下来咱们继续探讨。同时沃斯坦公司可以分享德国沃斯坦总部最新的研发成果和技术,在亚太地区沃斯坦具有最具规模化的制管能力,目前它的制管生产线条线,但是速度是最快的,专业的氟塑料换热器的设计是从氟塑料的生产、原材料的研发、整体设备的设计、制造于一体,个全面的把控,区别于其他的厂家买一个管装上,质量怎么把控不好说。

  氟塑料换热器在项目上的应用,上面是刚刚停机时候的一个图片,下面是用水冲完以后,这是运行3年以后的氟塑料换热器管材,效果非常好。

  这是沃斯坦公司在烟气脱白里面的简单业绩罗列。沃斯坦公司我在这里不做过多的介绍了,目前沃斯坦公司在国内已经拥有了70台机组的在建业绩和48台机组的投运业绩,如果大家有兴趣可以到我们哪里去做考察了拜访。这是沃斯坦公司的业绩清单。

  今天时间有点紧,本来很多东西可以跟大家一管块分享的,大家有兴趣我们可以下来再联系。谢谢大家!

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