燃煤電廠白煙的產(chǎn)生與防治

燃煤電廠白煙的產(chǎn)生與防治:燃煤電廠濕法脫硫后的煙氣排放會(huì)造成白煙問(wèn)題，給環(huán)境帶來(lái)不利影響。本文針對(duì)白煙問(wèn)題的產(chǎn)生和防治機(jī)理迚行了討論，并在煙氣焓濕圖上表示，為處理白煙現(xiàn)象供應(yīng)了依據(jù)。我國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤炭作為主要能源的國(guó)家，煤炭消耗占能源消耗總量的70%以上。但隨著經(jīng)濟(jì)的高速進(jìn)展，我國(guó)所承受的環(huán)境壓力也越來(lái)越大。燃煤電廠排放的重要污染物之一SO2會(huì)導(dǎo)致酸雨的形成，給環(huán)境帶來(lái)危害。目前煙氣脫硫的主要技術(shù)分為干法、半干法、濕法脫硫三種。其中，濕法脫硫技術(shù)(WFGD)具有脫硫效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、運(yùn)行穩(wěn)定性高的優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)燃煤電廠中應(yīng)用廣泛。濕法脫硫技術(shù)利用堿性循環(huán)漿液與煙氣逆流混合，充分反應(yīng)其中的SO2，同時(shí)通過(guò)氧化風(fēng)機(jī)鼓入空氣得到石膏(CaSO4.2H2O)。在此過(guò)程中，漿液中的部分水分吸熱蒸發(fā)，使煙氣達(dá)到飽和狀態(tài)。在煙氣再熱器(GGH)取消安裝以后，由汲取塔出來(lái)的煙氣經(jīng)過(guò)除霧器直接送往煙囪，排放到大氣環(huán)境中。由于飽和濕煙氣的溫度高于大氣環(huán)境，在冷卻稀釋過(guò)程中，煙氣中的水蒸氣會(huì)凝聚成液態(tài)水，形成白煙現(xiàn)象。白煙現(xiàn)象不僅會(huì)造成不良的公眾影響，殘余的SO2也會(huì)在水和氧氣的作用下生成H2SO4

，腐蝕煙囪以及四周環(huán)境，因此，減輕甚至消退白煙現(xiàn)象是采納WFGD后必需考慮在內(nèi)的。<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954129832.jpg”alt=“QQ截圖20181219100046.jpg”width=“394”height=“629”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954136031.jpg”alt=““width=“390”height=“100”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954138629.jpg”alt=““width=“388”height=“157”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954137157.jpg”alt=““width=“343”height=“116”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954136454.jpg”alt=““width=“463”height=“379”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954134135.jpg”alt=“QQ截圖20181219100121.jpg”width=“398”height=“498”/2.1煙氣再熱法煙氣再熱是指將由汲取塔出來(lái)的煙氣加熱到肯定溫度后再排放到大氣中而不發(fā)生水蒸氣冷凝液化現(xiàn)象的技術(shù)，其總的加熱量是煙氣抬升和集中的熱量、消退可見(jiàn)白煙的熱量和煙囪凝聚的熱量之和。國(guó)外電廠針對(duì)煙氣再熱溫度的選擇有著明確規(guī)定。德國(guó)規(guī)定煙囪出口處的煙氣溫度不得低于72℃，否則必需經(jīng)過(guò)冷卻塔排放。英國(guó)規(guī)定排煙溫度為80℃。日本冬季寒冷，一般將脫硫后的煙氣加熱到90-110℃。我國(guó)很少有關(guān)于煙氣排放狀況與環(huán)境中相對(duì)濕度的詳細(xì)計(jì)算，姚增權(quán)提出，為了要求環(huán)境溫度高于5℃時(shí)不消失白煙，45℃的濕煙氣需要加熱到70℃;50℃的濕煙氣需要加熱到86℃以上;55℃的濕煙氣需要加熱到108℃以上。<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954132123.jpg”alt=““width=“399”height=“266”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954142084.jpg”alt=““width=“415”height=“345”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954146861.jpg”alt=““width=“394”height=“98”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954140549.jpg”alt=““width=“395”height=“333”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954141897.jpg”alt=““width=“346”height=“271”/從代表環(huán)境條件的C點(diǎn)引一條100%相對(duì)濕度的切線，切點(diǎn)為D’，此切線與脫硫過(guò)程線A-B相交于點(diǎn)E，點(diǎn)E即為熱煙氣與煙氣混合比例的臨界點(diǎn)。熱煙氣與煙氣的比例只要超過(guò)BE：AE，就不會(huì)發(fā)生白煙。煙氣熱空氣混合法的原理與直接加熱法相同，也能用類似的焓濕圖表示。煙氣熱空氣加熱法是將空氣引入再熱風(fēng)機(jī)，加熱后的高溫空氣被鼓入煙道與煙氣混合，從而提高煙氣的溫度。據(jù)計(jì)算，12%的熱空氣添加率(200℃)能使煙氣升溫30℃。但是由于煙氣流量的增加，下游煙氣管道和煙囪必需滿意肯定的煙氣體積。該方法與直接燃燒法相比，避開(kāi)了SO2

和煙塵的排入，不會(huì)降低脫硫和除塵效率，但是高溫度空氣一般是經(jīng)過(guò)未處理煙氣加熱后，由空氣預(yù)熱器引過(guò)來(lái)，假如直接和煙氣混合排放會(huì)造成這部分熱量的鋪張，進(jìn)而增加燃煤鍋爐的熱量損失。2.2煙氣冷凝法煙氣冷凝法是指通過(guò)降低煙氣露點(diǎn)溫度來(lái)達(dá)到消退白煙的方法。煙氣露點(diǎn)溫度是煙氣達(dá)到飽和時(shí)的溫度，若煙氣溫度連續(xù)下降，其中的水蒸氣就會(huì)凝聚出來(lái)。假如把進(jìn)入煙囪前的煙氣溫度降低到大氣溫度以下，由于煙氣流經(jīng)煙囪過(guò)程中溫度連續(xù)下降，排入大氣后就不會(huì)產(chǎn)生水蒸氣凝聚現(xiàn)象。煙氣冷凝法在煙氣焓濕圖上表示如下：<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954141938.jpg”alt=“QQ截圖20181219100314.jpg”width=“324”height=“233”/圖中A點(diǎn)為煙氣脫硫前的狀態(tài)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的A1點(diǎn)所處的溫度為脫硫前煙氣的露點(diǎn)溫度。B點(diǎn)為脫硫后的狀態(tài)點(diǎn)，B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度為脫硫后煙氣的露點(diǎn)溫度。F點(diǎn)為100%含濕量曲線上的低于大氣溫度的一個(gè)狀態(tài)點(diǎn)。假如脫硫過(guò)程根據(jù)A-F直線進(jìn)行，那么脫硫后煙氣排放將不會(huì)產(chǎn)生白煙現(xiàn)象。關(guān)于煙氣冷凝，王啟軍提出了冷卻汲取液的方法[7]。通過(guò)冷卻設(shè)備降低汲取液的入塔溫度，然后將低溫汲取液和煙氣在汲取塔內(nèi)進(jìn)行充分熱交換，從而煙氣的溫度會(huì)大幅度下降至露點(diǎn)溫度以下。其提出的詳細(xì)工藝過(guò)程如圖5所示：<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954140175.jpg”alt=“QQ截圖20181219100338.jpg”width=“449”height=“245”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954144198.jpg”alt=““width=“404”height=“296”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954145704.jpg”alt=““width=“399”height=“297”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954158097.jpg”alt=““width=“749”height=“217”/<imgsrc=“/UploadFiles/2022002/202212/Env/202212141954158838.jpg”alt=“QQ截圖20181219100400.jpg”width=“336”height=“246”/2.4煙塔合一排放技術(shù)煙塔合一排放在德國(guó)應(yīng)用廣泛，是將脫硫后的煙氣直接排入優(yōu)化后的冷卻塔，使煙氣與冷卻塔內(nèi)的熱蒸汽形成混合氣體并由塔頂排放的新型技術(shù)。我國(guó)于2005年開(kāi)頭建設(shè)一批煙塔合一排放項(xiàng)目，目前國(guó)內(nèi)的神華三河電廠、大唐錦州熱電公司、大唐哈爾濱第一熱電廠等都采納了煙塔合一排放技術(shù)。煙塔合一排放技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：1)工程投資的削減煙塔合一排放技術(shù)避開(kāi)了煙囪建筑以及再熱系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用，雖然增加了冷卻塔的改造及防腐費(fèi)用，但總體的工程投資大大削減2)環(huán)境效益的提高煙塔合一技術(shù)不僅有著良好的脫硫效率(95%以上)而且提高了煙氣的抬上升度，有利于污染物的集中，避開(kāi)了常規(guī)脫硫系統(tǒng)白煙的產(chǎn)生。不過(guò)，目前的煙塔合一排放技術(shù)還存在著一些問(wèn)題，主要集中在煙道材料的選擇及其運(yùn)行經(jīng)