[科普中国]-烟气调质

释义

烟气调质一般是指主要用以改变除尘器中比电阻而将化学物质喷入到气流中的各种方法，包括无论生产工艺本身所具有的，还是从外部供给的各种方法。采用喷水或喷蒸汽的方法将水分加入到烟气中，被认为是烟气调质中主要的方法。在许多工艺中往气流喷水，经常是属于工艺操作的一个组成部分。

简介在某些情况下，水是原料的一部分，而在另一些情况下，水主要是用来控制工艺过程排料时烟气的温度的。燃料是水分的另一个来源。如上所述，气体体积含湿量超过20%时，可能消除比电阻方面存在的问题，这取决于除尘器中的气体温度范围。蒸汽用得很少，主要是造价太高，但是当用水淋喷烟气可能出现冷凝问题时，可采用蒸气作为一项临时措施。

如果从时间上或经济方面考虑，确认任何改变工艺的措施都不能取得满意的效果，则另一种办法是采用化学添加剂。近年来，这种方法已广泛用于捕集飞灰。在烟气调质方面，有许多专业公司和技术，而且在一些难度大的设备上也获得了成功。2

电除尘器收尘效果的好坏不仅与除尘器结构本身有关，而且在很大程度上与通入烟气的性质有关。目前常规的电除尘器仅适用于回收比电阻值为104～1011欧·厘米的粉尘，对于燃用低硫煤产生的高比电阻飞灰，难以用电除尘器进行捕集。

降低烟尘比电阻的方法很多，目前国内外普遍采用液相调质剂来改变烟气的湿度和温度，或者向烟气加入添加剂。调质剂对烟尘比电阻的影响，国内外发表了不少研究报告。这里我们着重对液相调质装置和控制系统进行了研究，以确定调质装置的结构形式和控制系统的基本组成，解决烟气调质在工程上实际应用的问题。

调质装置目前国内外普遍采用的调质装置是一个圆筒形的钢结构构造物，其中设置若干个喷嘴，水从喷嘴中以雾状喷出，细小的水珠与通过调质装置的烟气进行热交换，使小水珠完全蒸发成水蒸气，即可增加烟气的湿度，降低烟气的温度。

调质装置的设计计算主要包括调质装置的内径和有效高度的计算。

调质控制系统调质控制系统应能满足在较宽范围之内调节调质剂的喷入量，并且调节速度要快，能适应烟气参数的变化。

根据不同条件下的烟气调质的要求，可采用不同的控制方案。

方案一采用单回路仪表自动调节系统，把调质装置出口温度作为被调量。当调质剂喷入塔后，在高温下蒸发成水蒸气，吸收热量，往增加湿度的同时，使烟气温度降低，通过控制出口温度可以控制喷水量。

出口温度的设定值是根据以下几个条件确定的：

测量进口温度，计算需要增加烟气湿度而喷入的水量进入调质装置后使温度下降的数值，从而可计算出调质装置的出口温度。

调质装置出口温度应控制在粉尘比电阻曲线峰值附近的临界范围以外。

调质装置出口温度应高于烟气露点温度。

方案二采用前馈-反馈仪表自动凋节系统，在基本反馈回路之外加上进口温度预先调节回路，可以克服系统的滞后，将进口温度的扰动检测出来，预先将它的变化送到系统中进行调节，以便在进口温度变化之前就克服了扰动的影响。当进口温度前馈回路不能完全补偿扰动对出口温度的影响时，由出门温度反馈回路加以调节。

方案三采用计算机控制系统。将调质装置进、出口温度、进口烟气流量、室外温度、喷嘴进水量和回水量等信号经信号调理后输入计算机中，根据水的降温和蒸发潜热以及调质装置本体的降温模型，给出所需增加的温度值，计算得出喷水量，再经信号转换后，控制回水管路上的电动调节阀从而控制喷水量。

这三种控制方案，从调节特性上比较，以方案三为优，尤其是对于工艺参数变化较大的系统，采用这种控制系统才能保证调节质量。然而，这几种方案在成本上也有不小的差距，因此，在具体选择控制方案的时候，应根据实际工况条件、工艺参数的变化情况来确定，以求得最佳的性能价格比。

从目前掌握的实验结果和对调质装置、调质控制系统的研究结果看，构成一套完整的液相调质系统是可以满足实际工程需要的，但对电除尘器收集高比电阻粉尘的效果，有待于在今后的实验和工程应用中进一步验证。

同时需要指出的是，目前在设计控制系统时，受测量仪表的限制，国内还没有适合于调质系统的连续测量工况条件下烟气湿度能一次仪表。对除尘器出口粉尘排放浓度的连续监控也有一定困难。如果解决了测量仪表问题，调质控制系统能够进一步完善。3