煙氣露點溫度的計算方法
煙氣是含有水分和其他成分的氣體。當煙氣溫度降至露點時，部分水蒸氣會冷凝成水滴，形成結(jié)露現(xiàn)象。若煙氣中含有SO?等酸性氣體，露點會顯著升高至100℃以上，此時稱為酸露點。露點高低取決于水蒸氣分壓力：水蒸氣含量高時，分壓力大，對應(yīng)的露點也高；反之則低。露點對袋式除塵系統(tǒng)影響重大，會導(dǎo)致除塵效率下降、運行阻力增加，并腐蝕結(jié)構(gòu)材料，需特別關(guān)注。露點可通過實測確定，也可采用計算方法求得。在實際應(yīng)用中，必須嚴格控制煙氣溫度，避免結(jié)露現(xiàn)象發(fā)生，以確保除塵系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和材料耐久性。
一、根據(jù)含濕量求露點
根據(jù)氣體的濕含量從圖1和圖2 中可直接查得露點。
圖1 露點
圖2 濕氣體的露點和濕含量的關(guān)系
1-大氣 2-含CO230%的干氣體
二、蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)：能源優(yōu)化與鹽分回收
焓-濕圖包括定焓線、定含濕量線、定溫線、定相對濕度線以及水蒸氣分壓ps與含濕量d的關(guān)系曲線ps=f(d)，如圖3所示。
圖 3 濕氣體的焓-濕圖(h-d圖)
圖3顯示，h-d圖中的定含濕量線（d）是垂直于橫軸的直線，定焓線（h）是與d軸成135°夾角的平行線，而定相對濕度線（φ）為上凸曲線。其中，φ=100%為臨界曲線，劃分未飽和區(qū)（φ<100%）和飽和區(qū)（φ≥100%）。φ>100%為霧區(qū)，φ=0（d=0）對應(yīng)干氣體。
示例應(yīng)用：已知φ=80%、t=40℃的濕氣體，在h-d圖上找到兩線交點，橫坐標即為濕含量d=38.6g/kg干氣體。從該點垂直向下與φ=100%曲線相交，對應(yīng)溫度即為露點t?=36℃。
三、計算濕氣體中含有 SO3的露點
當濕氣體中含有SO2時，只要有過剩氧存在，SO2將發(fā)生向SO3轉(zhuǎn)化，SO3占到百萬分之幾就會變成硫酸蒸氣，而使露點顯著提高。氣體含有水蒸氣和SO3的露點可由 A. H. bapaHoBa 公式求得，即
tp=186+20*lgH2O+26*lgSO3
式中tP--露點(℃)；H2O，SO3--氣體中 H2O，SO33的體積含量(%)。
按上式繪制的列線圖如圖 4所示。
圖 4 露點與氣體中的水蒸氣含量和SO3含量的關(guān)系
例如，濕氣體中水蒸氣體積濃度為5%，SO3的濃度為 1.19g/m3，已知設(shè)備的壓力≈0.1MPa，試確定氣體的露點。
在圖4中，將SO?濃度1.19 g/m3與水蒸氣體積分數(shù)5%的兩點連線，該直線與露點溫度標尺的交點即為露點溫度t?=161℃。使用該圖表時，煙氣中的水蒸氣含量可通過燃料燃燒計算較易獲得，而硫酸含量的確定則較為困難，這主要是因為難以準確判斷煙氣中SO?轉(zhuǎn)化為SO?的轉(zhuǎn)化率。
四、燃煤鍋爐煙氣的露點
鍋爐煙氣中通常含有5%~10%（體積分數(shù)）的水蒸氣，其來源主要包括三個方面：一是煤中所含的結(jié)晶水以及煤吸附的雨水或人為添加的水分；二是煤中氫元素燃燒后生成的水蒸氣。此外，煙氣中還含有硫氧化物（SO?），主要來源于煤中可燃硫燃燒生成的二氧化硫（SO?）。一般情況下，燃燒含硫1%（質(zhì)量分數(shù)）的煤時，煙氣中SO?的濃度約為600×10??（體積分數(shù)）。其中，部分SO?會進一步與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫（SO?）。
通常，煙氣中的SO?約有1%~2%以SO?形式存在，其余98%~99%以SO?形式存在。SO?向SO?的轉(zhuǎn)化率受多種因素影響，如燃燒溫度、氧氣含量、煙氣中顆粒物的化學(xué)組成等。由于SO?對水蒸氣具有極強的親和力，兩者極易結(jié)合形成硫酸（H?SO?）。即使煙氣中硫酸濃度很低，也會顯著提高酸露點溫度，使其遠高于純水露點。
若煙氣溫度降至酸露點以下，或接觸到低溫表面，硫酸會直接冷凝，導(dǎo)致金屬部件和濾料嚴重腐蝕，并可能堵塞濾料孔隙，影響除塵效率。因此，準確掌握酸露點對鍋爐和除塵系統(tǒng)的運行至關(guān)重要。圖5和圖6提供了基于SO?濃度直接查詢鍋爐煙氣酸露點的曲線。一般而言，燃煤鍋爐煙氣的酸露點約為120℃，為確保安全運行，進入除塵器的煙氣溫度建議保持在酸露點以上25℃左右。
圖 5 煙氣中的酸露點
圖 6 SO3濃度與露點
五、吸入冷空氣后的露點
吸入空氣冷卻高溫氣體時，不僅會改變氣體的溫度與風量，還會影響其成分和濕度。具體影響如下：
1. 濕度與露點的變化
若吸入空氣的濕度低于被冷卻氣體的濕度，混合氣體的濕度會降低，從而導(dǎo)致露點下降。
若吸入空氣的濕度較高，混合氣體的露點可能升高。
因此，吸入冷空氣后，需重新計算混合氣體的露點，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
2. 對除塵系統(tǒng)的影響
露點降低有利于除塵器的工作，可減少粉塵堵塞、糊袋及腐蝕風險。
若露點過高，可能導(dǎo)致酸冷凝，加劇設(shè)備腐蝕和濾料堵塞問題。
3. 露點計算
利用圖7，可根據(jù)氣體的初始露點（或濕含量）及空氣吸入比例（%），直接查得混合氣體的最終露點。
通過合理控制空氣吸入量，可優(yōu)化氣體露點，提高除塵效率并延長設(shè)備使用壽命。
圖 7 求解混合氣體露點圖
例如，已知被冷卻煙氣最初的露點為60℃;空氣吸入量為 100%;空氣的濕度為15g/kg。求從 A 點到 15g/kg 曲線上B點的修正值和混合氣體的露點。
解:a.在圖7右下部，從吸入空氣100%的A點向上引垂線與曲線相交于濕度為15g/kg的B點處，再向左引水平線與縱坐標相交于濕度2.5g/kg處，即得B點上的修正值為+2.5g/kg。
在圖 7 中露點60℃的C點處，向右引水平線與吸入空氣量100%的曲線相交于 D點，把修正值加到D點上得到E點，從E點向下引垂線與0的曲線相交于下點，由下點向左引水平線與縱坐標軸露點相交與G點，該點的露點溫度為48℃，即得到所求的混合氣體露點。
六、含有水蒸氣和HCl氣體的露點溫度
含有水蒸氣和HCl氣體露點溫度可從圖8查出。
圖 8 含有H2O和HCI氣體的露點溫度列線圖
已知氣體中各組分的分壓為：
水蒸氣分壓 pH2O=5.44×103Pa
氯化氫分壓 pHCl=2.72×103Pa、
1. 確定冷凝溫度
①在圖8的縱坐標軸上找到 pH2O=5.44×103Pa 對應(yīng)的點，并向右作水平線。
②該水平線與 pHCl=2.72×103Pa 的曲線相交于一點（記為點d）。
③點d對應(yīng)的橫坐標值即為冷凝溫度，本例中為 50℃。
2. 計算冷凝液濃度
①從點d向下作垂線，與pHCl=2.72×103Pa 的濃度曲線（圖8上半部分）相交于點b。
②點b對應(yīng)的縱坐標值即為冷凝液中HCl的質(zhì)量分數(shù)，本例中為 26.3%。
該方法通過分壓-溫度關(guān)系圖，可快速確定混合氣體的冷凝特性，為工藝優(yōu)化提供依據(jù)。
七、含有水蒸氣和HF氣體的露點溫度
含有水蒸氣和HF氣體的露點溫度可從圖9查出。
圖 9 含有H2O和HF氣體的露點溫度列線圖
例如，在氣體中pH2O=8.16x10^3Pa，pHF=680Pa，需確定其露點溫度。由圖9查得露點t≈49℃，冷凝液的最初濃度約24%。
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