蘇吉春，畢志虎 (石家莊市新星化炭有限公司，河北 石家莊 050100)
關鍵字：炭黑生產、濕法脫硫、消除白色煙羽
1? 前? 言
隨著國家環保政策的趨緊，地方政府的環保 工作壓力傳導，導致企業的環保運行壓力與日俱 增，消除濕法脫硫出口煙氣的白色煙羽逐漸提上 工作日程，我公司近期完成了脫硫塔出口煙氣消 除白色煙羽的技術改造工作，本文就炭黑生產濕 法脫硫煙氣消除白色煙羽的工藝技術的選擇、應 用進行探討，拋磚引玉。請各位同行、專家斧正。 在這里特別感謝北京國能中電李永旺博士提供的 消除白色煙羽計算圖表。
2? 炭黑生產白色煙羽的生成及特點
廣義上白色煙羽的形成是排出的飽和濕煙氣 與溫度較低的環境空氣接觸，在煙氣降溫過程中， 煙氣中所含水蒸氣過飽和凝結，凝結水滴對光線 產生折射、散射，從而呈現出白色濕煙羽。
濕法脫硫的排出口煙氣處于濕飽和狀態，溫度 越高含濕量越大(表1)，在空氣中擴散越困難，形 成的白色煙羽拖尾越長(圖1)，煙囪周圍空氣相對 濕度越大濕煙羽中水分難以及時散開(圖2)，環境 溫度越低，白色煙羽長度呈指數關系增加(圖3)。
炭黑生產排放煙氣由兩部分組成，一是濕法 造粒炭黑干燥產生的干燥廢氣，約占總煙氣量的 30%;另外一部分為尾氣余熱發電鍋爐炭黑尾氣燃 燒廢氣，占總煙氣量的70%。炭黑尾氣的含濕量一 般為 40% 左右，尾氣余熱鍋爐的排氣含濕量約為 20%~25%，溫度則為了降低低溫預熱器的腐蝕和 堵塞，一般控制在180℃左右。干燥廢氣的含濕量 則高達 55% 左右，溫度則一般大于 200℃。
如果將干燥廢氣和余熱鍋爐的排氣合并后進 入濕法脫硫塔，則脫硫排出氣溫度71~74℃，大氣 壓強97.6kpa時，煙氣含濕量27.88%—32.88%，直 接排放會形成非常濃厚的白色煙羽，在冬季拖尾 長度可以達到 300 米左右。
3? 消除白色煙羽工藝及計算結果分析
消除白色煙羽就是采用相關技術手段，調整 煙囪排放氣體的特征，使得排放氣體從進入大氣 開始擴散降低溫度，直到完全和環境溫度一致的 過程中，始終處于濕度飽和線以外。
常用的工藝有直接加熱法(GGH)、冷凝+加 熱(MGGH)、冷凝 + 摻混等 通過對幾種常用的消白工藝理解，針對炭黑 生產的特點，分析結果如下：
3.1? 消白前煙氣基礎參數
3.2? 采用直接加熱法工藝的計算結果
采用直接加熱的工藝方式(圖 4)，需要將煙 氣升溫500℃，可以做到消除白色煙羽，完成這個 方案的代價太大了，直接否定。
3.3? 采用水冷凝 + 加熱工藝的計算結果
該方案采用水冷將煙氣降溫再加熱排放(圖5)， 需要將煙氣溫度冷凝到45℃，回收冷凝水53.16噸 /小時，隨后將煙氣加熱到148℃，可以做到完全消 除白色煙羽。
實現這個方案，首先需要解決煙氣冷凝釋放 的熱量約38MW，由于熱量品味比較低幾乎沒有利 用價值，所以只能使用冷卻循環水來解決，計算得 出溫差 7℃的循環水量需要將近 5000m3 /h。
然后是加熱煙氣需要的熱量大約為 6.3MW， 加熱溫度到145℃，這個可以在脫硫塔進口煙氣管 線加裝換熱器解決，但是必須考慮腐蝕問題。
3.4? 采用風冷 + 摻混工藝的計算結果
這個方案采用空氣作為冷媒給脫硫出口煙氣 降溫，同時得到熱空氣作為摻混的風源(圖 6)， 將脫硫出口煙氣降溫 10℃，回收冷凝水 30.45 噸 / 小時，摻混入103*104 Nm3 /h的50℃熱風，可以達到 消除白色煙羽的效果。
實現這個方案的關鍵是將煙氣降溫 10℃，同 時加熱合適量的空氣到50℃，氣/氣換熱的效率太 低了，同時摻混還必須在 CEMS 檢測后進行。圖6
4? 實施工藝路線的選擇
通過上文的計算結果分析結合炭黑生產的特點，我們對冷凝+加熱和冷凝+摻混的工藝方案進 行了重點比較。
4.1? 冷凝 + 加熱工藝的優缺點
優點：a 換熱器采用循環水作為冷媒，換熱效 率比較高，設備體積小，投資較低。b回收的冷凝 水較多，可以綜合利用。
缺點：a需要的循環水量大，循環泵、貯水池、 機冷塔占地面積大，運行費用較高且冬季還會有 大量的白色水汽，等于是將白色煙羽由煙囪轉移 到了地面。b加熱煙氣需要的和脫硫塔進口的煙氣 進行換熱，由于溫差較大，材料選擇需要考慮防腐 性能，換熱效率還偏低，設備投資較高，后期維護 量較大。
4.2? 冷凝 + 摻混工藝的優缺點
優點：a 工藝設備簡單，只需要一臺換熱器即 可，處理比較徹底，沒有二次污染。b運行中可以 根據天氣的變化，靈活調整冷卻空氣流量，達到消 除白色煙羽的效果。c 對換熱器的防腐蝕要求較 低。d 回收的冷凝水較多，可以綜合利用。
缺點：a 冷凝換熱器換熱效率低，設備體積較 大，投資較高。b 運行中空氣相對濕度大于 80% 時，可能看到少量白色煙羽。
綜上所述，我們選擇了冷凝+摻混的工藝路線 并組織了實施。
5? 消除白色煙羽工藝實施效果
5.1 消除白色煙羽冬季實際運行(圖7)，實際運 行效果達到預定的要求，并且效果較好。
5.2? 消除白色煙羽設備投運前后對比
5.3? 回收冷凝水水質分析
回收冷凝水完全可以滿足炭黑急冷水的使用 要求。
6? 結束語
通過實際試運行，冷凝+摻混的工藝完全可以 滿足現階段炭黑生產脫硫煙氣消除白色煙羽的要 求，實際運行中可以根據天氣的情況靈活調整冷 凝風機的轉速，對消除白色煙羽的效果進行修正， 回收的冷凝水直接用于炭黑生產的急冷水。
