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烟气消白是美容不是治病
2019-1-9 阅读次数:[33]

摘抄:烟气消白是美容不是治病

燃煤电厂排放烟气中的主要成分是氮气、水气、氧气、二氧化碳、一氧化碳等无色气体。当烟气中排放的颗粒物浓度大于每立方米50毫克时,烟气呈现灰色或黑色;小于每立方米50毫克时,基本看不见,小于每立方米30毫克时,根本看不见。

烟气中的水分与消白技术

烟气中水分包括气态水和液态水,气态水的质量占比超过99.95%,液态水的质量占比小于0.05%。液态水是由烟气挟带造成的,包括三方面来源,统称液滴,以镁离子浓度为基准折算成脱硫浆液的浓度,称为雾滴。

一是挟带的脱硫浆液,颗粒直径主要在1000~2000微米之间,其成分与脱硫浆液相同,挟带量过大,会在烟囱附近形成“石膏雨”。由于超低排放电厂,要求可过滤的颗粒物排放浓度小于每立方米10毫克,浓度太低不可能出现“石膏雨”。

二是挟带的除雾器冲洗水,这部分液态水的粒径也在1000~2000微米之间,其成分同冲洗水,基本不含固体悬浮物,溶解盐浓度与冲洗水中的溶解盐浓度相同。第三部分挟带的是因烟气温度下降烟气中气态水冷凝形成的冷凝水,由于烟道或烟囱的壁效应、冷凝水滴之间的碰撞,该部分冷凝水的粒径在1000~5000微米之间,烟气中的酸性气体会部分溶入冷凝水中,使冷凝水的成分类似于酸雨,pH值呈酸性。烟气挟带的除雾器冲洗水与冷凝水,是形成“烟囱雨”的主要原因。可通过提高除雾器的除雾效果,并在烟囱内壁加装烟气中液态水收集装置,可避免出现“烟囱雨”。

占烟气中水量99.95%以上的气态水,其中60%~70%来自煤和空气中的水分,30%~40%来自湿法脱硫中的水分蒸发,不含任何污染物。但其排放大气后,由于温度下降,部分气态水会凝结成粒径在1微米左右的细小水滴,飘散在空中,由于粒径很小,不会降落到地面,就是我们所说的白色烟羽或者大白烟。由于大气不是饱和状态,因此细小的水滴很快就会被蒸发,什么也看不见。

所有的烟气消白技术,均离不开烟气加热环节,即通过加热的方式,大幅提高烟气温度,让烟气中的气态水处于高度不饱和状态,使得烟气排入大气后,即使温度下降,气态水也不会冷凝形成细小液滴,从而消除白色烟羽。由此可见,加热消白的方式并不减少污染物排放,相反,加热烟气要消耗大量能量,烟气加热及阻力增加一般会提高供电煤耗每千瓦时1~3克。即使在超低排放条件下,也会使相应排放的总PM2.5浓度提高每立方米0.6~1.8毫克。可见,烟 气消白是美容,不但不减少污染物排放,相反会增加耗煤,增加污染物排放。

治理雾霾需要对症下药

烟气从烟囱排入大气,依赖动力抬升与热力抬升,烟气抬升高度越高,扩散的范围越大,污染物对地面浓度影响越小。由于烟气消白需要加热,因此消白后的干烟气抬升高度比湿烟气要高,扩散后污染物对地面浓度的影响要小,污染物地面浓度可以下降一倍左右。但由于实现了超低排放,即使是湿烟气排放,颗粒物对地面日均浓度贡献年最大值仅占标准限值的1%左右,因此烟气是否消白,对当地环境空气中的颗粒物浓度影响甚微。

烟气中3种液态水占总水量比例不足0.05%,其中溶解较多盐分的仅是烟气挟带的脱硫浆液,根据实测和计算,满足超低排放要求的采用石灰石—石膏湿法脱硫的电厂,烟气中的溶解盐浓度每立方米一般不超过1毫克。烟气加热消白,不减少这些溶解盐的排放,只是让它们提前蒸发结晶成颗粒物。

由于雾霾的发生,主要在冬季且湿度较大的时候,因此有人认为电厂排放的湿烟气是引起雾霾的主要原因。事实上烟囱排放的水分总量与大气中的水分总量相比微不足道,电厂烟囱排水不可能改变大气的湿度。需要指出的是,加热消白并没有减少烟气中的水分排放,即加热消白没有改变燃煤电厂烟囱的排水总量。

从雾霾控制的角度来看,实现超低排放的电厂,颗粒物、二氧化硫、氮氧化物的减排已没有潜力。白色烟羽后存在蓝烟的少数超低排放电厂,其三氧化硫的治理会有效改善大气中PM2.5的浓度,需要加以重视。治理烟气中的三氧化硫除大幅提高低低温电除尘器、湿法脱硫、湿式电除尘器的协同脱除效果外,还可采用喷碱或烟气冷却的方法。

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