基于Aspen plus热泵型烟气除湿脱白系统的模拟分析

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我国大量的火电、工业和热力等行业的燃煤锅炉基本上采用的都是湿法脱硫,但是排放烟气会有白烟羽现象,经过研究,白烟羽中含有的颗粒物是导致雾霾的原因之一。近年来,随着国内关于环保和能源的要求日益严格,各省份要求对燃煤锅炉造成的白烟羽进行治理,并对余热和水分进行回收,所以烟气脱白技术是当前解决雾霾问题的主要措施之一。
  1.本文通过查阅文献,研究了燃煤电厂白烟羽产生和消除的机理,结合机械式和吸收式热泵方法,采用烟气冷凝再热技术。根据湿空气饱和湿含量图和机械式热泵除湿脱白系统模拟,得到烟气冷凝温度为25℃时,除湿脱白效果较好,除水率达到80%以上。
  2.对于NH3-H2O吸收式热泵烟气除湿脱白系统,对发生器的塔板和进料位置优化后,随着发生温度的升高,烟气冷凝温度降低,COP先升高在降低,当塔底温度在118℃以上,即烟气冷凝温度在35℃以下,COP处于较高水平,在0.678左右。对于H2O-LiBr吸收式热泵烟气除湿脱白系统,随着发生温度的升高,烟气冷凝温度降低,COP逐渐降低,当发生温度在85-88℃时,COP较高,当烟气冷凝温度在42℃,系统cop达到了1.29;随着发生器进口浓度的升高,烟气冷凝温度升高,COP逐渐升高,当发生器进口质量浓度在57%以上时,即烟气冷凝温度在40℃以上,COP最高可达到1.68。
  3.对三种烟气除湿脱白系统性能对比分析,机械式热泵烟气除湿脱白系统的COP高,吸收式热泵烟气除湿脱白系统的烟气余热回收效果好,虽然机械式烟气除湿脱白系统的冷凝回收水量最多,但需向脱硫塔补水,吸收式热泵烟气除湿脱白系统在回收水量同时,基本可以做到无补水,以10t/h的燃煤锅炉为例,年回收水量可达到1.21万吨,锅炉热效率理论提升7.4%。
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