Конденсация дымовых газов — это процесс, при котором дымовые газы охлаждаются ниже точки росы воды , а тепло, выделяющееся в результате конденсации воды, рекуперируется в виде низкотемпературного тепла.
Охлаждение дымовых газов может осуществляться либо напрямую с помощью теплообменника , либо косвенно через конденсационный скруббер .
При конденсации воды выделяется более 2 гигаджоулей (560 кВт·ч) на тонну конденсированной воды, которую можно рекуперировать в охладителе, например, для нужд централизованного теплоснабжения .
Избыток конденсированной воды необходимо постоянно удалять из процесса.
Газ на выходе насыщен водой, поэтому, даже если из охлажденного газа было удалено значительное количество воды, скорее всего, останется видимый дымовой шлейф водяного пара.
Если топливо содержит серу, дымовые газы будут содержать оксиды серы. Если дымовые газы охлаждаются ниже кислотной точки росы, пары кислоты (серная кислота, H 2 SO 4 ) начнут конденсироваться. Конденсация кислоты может привести к низкотемпературной коррозии, которая может угрожать безопасности установки. [1] Важен правильный выбор коррозионно-стойкого материала.
Потенциал рекуперации тепла конденсации дымовых газов наиболее высок для топлива с высоким содержанием влаги (например, биомасса и муниципальные отходы ), и где тепло полезно при самых низких возможных температурах. Таким образом, конденсация дымовых газов обычно реализуется в котлах, работающих на биомассе, и мусоросжигательных заводах , подключенных к сетям централизованного теплоснабжения с относительно низкими температурами возврата (ниже примерно 55 °C (131 °F)).
Конденсация дымовых газов может привести к тому, что восстановленное тепло превысит низшую теплотворную способность исходного топлива, и, таким образом, эффективность превысит 100%. Поскольку исторически большинство процессов сгорания не конденсировали топливо, обычные расчеты эффективности предполагают, что продукты сгорания не конденсируются. Это предположение подразумевается при расчетах на основе низшей теплотворной способности. Более строгий подход заключался бы в том, чтобы основывать расчеты эффективности на высшей теплотворной способности , что обычно приводит к эффективности менее 100%. [ необходима цитата ]
Если дымовые газы охлаждаются ниже 25 °C (77 °F), даже эффективность, рассчитанная на основе высшей теплотворной способности, может превышать 100%, поскольку типичные определения теплотворной способности предполагают, что все тепло выделяется при охлаждении продуктов сгорания до температуры от 15,56 °C (60,01 °F) до 25 °C (77 °F).