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一.物料中的水分分为游离水和化合水(附着水、结合水等等)

以电厂燃料煤为例,煤中水分按结合状态可分为游离水和化合水两大类。游离水以吸附、附着等机械方式与煤结合;而化合水则以化合方式同煤中的矿物质结合,是矿物质晶格的一部分,如硫酸钙(CaSO4·2H2O)高岭土(AL2O3.2SiO2.2H2O)中的结晶水。煤的工业分析,只测定游离水。
游离水按其赋存状态又分为外在水分和内在水分。煤的外在水分是指吸附在煤颗粒表面上或非毛细孔穴中的水分,在实际测定中是煤样达到空气干燥状态所失去的那部分水分。煤的外在水分很容易蒸发,只要将煤放在空气中干燥,直到煤表面的水蒸气压和空气相对湿度平衡即可。
即使是干燥基的煤,仍然存在水分。

二.完全干燥的煤在燃烧过程中,氢元素也会生成水。所以燃烧烟气一定是含有水分的

三.气体的干与湿

烟气虽然有水分,如果在“过热”的情况下,所有水分成为气态,没有液体(雾滴)存在,我们称为干烟气,但是水分仍然存在。

四.饱和与过热

以水为例,我们说在大气压下,水的饱和温度是100度,就是说超过100度,水就是气态;低于100度气态水就成为液体。必须说明:超过100度,水是“过热”的,是肉眼看不见的,我们平时在常温常压下看到的水蒸气实际是包含了大量水蒸气凝结成为的液体雾滴。在汽轮机中,蒸汽必须是过热的,而且过热程度比较高的干蒸汽,否则会损害设备。

五.凝结、“露点”与湿烟气

如果烟气中的水蒸汽不与其它物质化合,则其凝结温度(露点)仅决定于烟气中水蒸汽的分压力,一般为35---60度。
实际上由于烟气中存在二氧化硫、三氧化硫,等等酸性气体就会使露点大大高于水的露点。虽然烟气中三氧化硫浓度很低,,使得露点升高很多。当硫酸蒸汽浓度为10%时,露点可达190C左右。一般的排烟温度往往低于这个温度,所以三氧化硫常常是雾态,工程上称为酸雾。解释其原理比较复杂,只要注意到工业上中吸收三氧化硫以制造硫酸的工艺需要使用90%以上的浓硫酸甚至发烟硫酸,(工艺复杂、设备腐蚀、动力消耗大而没有别的办法。只有这样气相中三氧化硫的分压才最低)就可以理解了。

因为烟气中水蒸气分压和各种其他气体的分压成分不确定,有各种公式计算,我们也不需要掌握。
六。雾霾不仅仅指干细颗粒

最近中国能源网转载“一场环保人和电力人的辩论:火电湿法脱硫是雾霾隐形推手?”引起大家的注意,中国电力企业联合会秘书长王志轩认为:霾本身的定义就是干细颗粒,没有霾何来雾霾?反击很成功,但是在工程上的干和湿是很复杂的,是可以互相转化的。

“霾”的古典定义确实如王秘书长所说是干的颗粒物,和“雾”作为湿的、水的凝结物对应的。在人类认识世界的初级阶段,确实需要以“非此即彼”来定义各种概念。

但是到了高中阶段,人类认识到还有“亦此亦彼”如光的“波粒二象性”。作为成年人讨论工程现象应当认识到没有绝对的“干”和“湿”,就是干的细颗粒,在火电湿法脱硫的过程中不可能不附着水分。在低温排放的情况下,水分增加了大气气溶胶的含量。

 

 

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朱伯刚

朱伯刚

60篇文章 3年前更新

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