本帖最后由 tonyzh111 于 2014-8-26 17:51 编辑
对降低众多中小型工业锅炉烟气排污的初步探讨
--
试论向烟囱内喷水雾降低
PM2.5
排放的可行性
--
人们日常从自身生活体验中常会感到，每当雨过天晴，总觉得空气变得清新很多。其实古人早就晓得“黎明即起，洒扫庭除”的好处，在不同场合用洒水、喷水或喷水雾的方法来减少浮尘。如今我们在面对众多中小工业锅炉烟囱的排烟时，也自然会想到可否在烟囱内用喷射水雾来降低烟气对大气环境的污染。这看似十分简单的问题至今未受到锅炉行业的重视，应有其一定的难点所在。例如人们对锅炉烟囱中烟气性状的了解还不多，对温度不一，流速多样的烟气流该用多大尺度的水雾颗粒喷射才有较好的粘附效果也不知道，对不同直径的烟囱该用多高的水压去喷水雾才最合适，以及人们过去不太着重从环保角度去思考降低烟气排污的重要性，正如奥拓和狄塞尔两位科技前驱未曾重视的那样，它们在发明创造汽油机和柴油机造福人类的同时，却遗下了向大气排污的后患。今天在思考用喷水雾去降低烟尘对大气环境的危害就值得我们多去做一些探讨，哪怕是十分肤浅的探讨。
锅炉燃煤改燃气是从源头上改善锅炉排污的重要措施，是国家大力推行的减排项目，由于我国中小燃煤锅炉数量众多，对其燃烧系统进行升级改造不仅需要强大的财力物力支撑，也需一定的时间跨度，因此在过渡阶段对有些排放超标尚不严重的锅炉，如果用喷水雾能适当降低其排污量，使其向达标方向更靠近一步，这将为煤改气的自主研发争取到一段宝贵时间，并能为今后进一步自主创新研发打下基础。
上述喷水雾部件制作上并没有什么难点，只要有一般乡镇企业的加工能力就可以制作。对雾化颗粒大小的要求可以采用不同孔径喷孔的组合来试用，而它的最大的优点则在于，如果在煤改气前它能起到适当降低烟气排污的功能，则改气后仍将会保持适当降低燃气烟气排污的作用，而继续保留其使用价值。
不过在安装和日常维护及维修方面却有不少难点，因为：
（
1
）众多中小锅炉的烟囱，不论直径大小，也不论是钢材或水泥等材质高度一般都在十多公尺以上，要把水雾装置拿到烟囱中间高度位置去安装以及定期要维护保养，或遇突发性修理和检测等，都需有一个虽然简单但却十分安全的固定工作平台，这个工作平台则因各个烟囱结构并不统一而需单配。
（
2
）在旧烟囱内装喷水雾装置并不能盲目去开一个或几个孔，盲目拦腰开孔可能造成烟囱筒体在开孔部位失稳，引发重大工伤事故，这是绝对不允许的。当然我们也可以不开孔，而从不破坏和损伤旧筒体强度方面去思考。
上述探讨十分粗略，但我们仍可以感到，向锅炉烟气喷水雾消尘虽不复杂，但仍存在一些我们未曾遇到过的细节和因素，正等我们进一步去探索和探讨。
（待续）
全部回复（13 ）
只看楼主 我来说两句-
tonyzh111
沙发
对降低众多中小型工业锅炉烟气排污的初步探讨（续3）
2014-10-21 18:00:21
赞同0
-
tonyzh111
板凳
对降低众多中小型工业锅炉烟气排污的初步探讨（续2）
2014-09-15 19:01:15
赞同0
加载更多---提高“水雾滤网”功能的另一种措施---
上节我们对燃煤炉膛用自然进风进行燃烧的中小锅炉烟囱的功能作了一些探讨感到，烟囱中的烟气应该是保温而不是降温，为了避免烟气在通过“水雾滤网”时会降温这一客观存在的矛盾，我们把“水雾滤网”装在了烟囱出口端以外，但却又可能削弱了降污除尘的功效，为此我们从两方面对其进行了一些思考。
（一）是上节（续2）所述，把“水雾滤网”装置在烟囱出口端以外，使水雾尽量不去干扰烟囱内烟气的温度和流通。（二）也是此处要探讨的，是针对由钢材制成的中小烟囱，设法利用烟囱筒体向外散发出的热量，把水预热再把热水传送到烟囱出口端在“水雾滤网”以下的“蒸汽发生器”内，由烟气加热产生水蒸气排向烟气与烟气混合，当水蒸气分子与烟气微粒相互接触并不断粘附时，烟尘颗粒将有所增大，而这些增大了的颗粒通过“水雾滤网”时，将更容易被“水雾滤网”阻拦而随更大些的水雾颗粒回落到漏斗形挡板上被回收，减少了污染性烟尘向外飘散，提高了“水雾滤网”降污除尘的功效。
上述功能主要是由“蒸汽发生器”来完成，因此我们需要对“蒸汽发生器”部件的性能及其构造作一些探讨：
1）“蒸汽发生器”可分成两部分，一是水的预热装置，可由薄钢板或水管做成预制件，再到现场组装成围绕在烟囱筒体外的水套，它与筒体保持一定间距，使其既吸收了热量也对烟囱产生一定保温作用，另一部分则是一个装置在烟囱出口端外，专为产生蒸汽的“蒸汽发生器”。它可按不同需求做成不同形式能由烟气加热产生蒸汽的“蒸汽加热器”。但必须遵从不增加排烟阻力和能快速产生水蒸气两原则。此刻应借助上节（续2）所述安装“水雾滤网”的框架，对烟囱进行支撑加固，防止受到一些未知的不利因素，如强风暴雨等的损害，以确保烟囱安全。
2）要求“蒸汽发生器”能快速产生蒸汽的目的，是为了在锅炉烟气量有较大变动时，它产生的蒸汽量也应快速有所反映，使降污除尘作用能相应平稳。为此我们就需要在不影响排烟原则下尽可能把“蒸汽发生器”的受热面积做大，而要加热的水量也须适应，这些功能则可由电动供水泵来自动调控。
3）上述探讨中我们能感到，用水蒸气加水雾对中小锅炉烟囱降污除尘，其装置部件都很普通，不存在怎样的难点，一般乡镇工业企业都有能力来制作，造价也不会高，十分有利于促进各中小锅炉用户愿意用它来降污除尘达标排放，但它又毕竟是一项新的环保设想和创意，仍会有很多细节有待解决。因此其降污除尘效果仍须通过一定的实践和探讨来验证。
回复 举报
---旧烟囱安装“水雾滤网”所面对的问题---
“水雾滤网”是一个很普通的机械部件，制作上没有技术难点，人们可以从不同需求和经济实用目的对所用锅炉进行安装并降污除尘，但都应尽量遵循不影响炉膛燃烧效率这一基本原则。
人们都知道，燃烧油、气、煤等燃料的锅炉，烟囱是必需的装置。它的功能大致是：
1) 燃料在自然通风情况燃烧时，所需的氧气是依靠烟囱中烟气温度远比外界空气高，其比重也相应低的条件下，烟气沿着烟囱上升并排出，而使炉膛产生负压把外界新鲜空气不断吸入炉膛来参与燃烧。
2) 烟囱内应有足够的横剖面积和比较平顺的表面以减少烟气的流通阻力。
3) 烟囱内烟气温度的变动应尽可能小些使上升速度均衡，以提高炉膛燃烧效率。
从上述几点粗略的探索，使我们会感到烟囱中烟气的温度和流速是我们装置“水雾滤网”要关注的重点，人们从不同角度和不同需求对上述情况会有不同的思考和处置方法，这里仅提出一点个人的设想：
1) 我们并不希望烟囱中烟气在上升过程中温度下降过快，也就是不需要去降温，而是希望能保温。这样“水雾滤网”最好是装置在烟囱上端出口以上，但需要一个独立的框架来安装，好在它的重量并不大，框架及其基础的建造费也就不会太高，而且这个框架也可同时用作日常检测维修的工作平台，一举两用。
2) 框架和“滤网”完全可做成方形，便于各部件在工厂车间预制，再到现场拼装。
3) “水雾滤网”可以是一个分层的，类似漏斗的形状，烟气从中央和四周都可排出，水雾向上喷淋，少数会回落到烟囱内，多数则会沿漏斗形挡板流下回收，重新使用。
用“水雾”除尘降污并不是新事物，但把它用作现今中小工业锅炉烟囱的环保降污措施，过去并未被人重视，因此其中很多细节，尚有待人们通过实践和实验去进一步探索。
（待续）
回复 举报