平常我們經(jīng)常看見(jiàn)工廠的大煙囪往外冒滾滾白煙。那這些白煙是如何形成的，以及白煙又是如何控制的呢？ 本期介紹石灰石-石膏濕法煙囪“白煙”的形成機(jī)理及控制。 01 前言 石灰石-石膏濕法目前是鋼鐵燒結(jié)（球團(tuán)）/火力發(fā)電廠應(yīng)用的煙氣，基于要求及成本的綜合考慮，鋼鐵燒結(jié)（球團(tuán)）/火力發(fā)電廠在進(jìn)行系統(tǒng)基建或技改時(shí)，出口采用濕排，取消了傳統(tǒng)的GGH煙氣加熱設(shè)備。隨著政策的日趨嚴(yán)厲，鋼鐵燒結(jié)（球團(tuán)）/火力發(fā)電廠的政策要求也越來(lái)越高。煙囪“消白”也逐漸成為新問(wèn)題。 02 “白煙”現(xiàn)象以及地方政策 《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28662-2012）和《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223-2011），對(duì)工業(yè)大氣污染物煙塵、氮氧化物及汞排放等指標(biāo)做出了明確要求。鋼鐵燒結(jié)（球團(tuán)）/火力發(fā)電廠在進(jìn)行排放改造后，排放標(biāo)準(zhǔn)的情況下，多采用濕煙囪排放方式，運(yùn)行中出口煙囪出現(xiàn)“冒白煙”現(xiàn)象。眼觀煙囪有大量水汽排出，有時(shí)還會(huì)因天空背景色、天空光照以及觀察角度不同，而出現(xiàn)藍(lán)煙或黃煙現(xiàn)象。這種煙囪“冒白煙”現(xiàn)象易引起公眾對(duì)工廠環(huán)境保護(hù)工作的質(zhì)疑，認(rèn)為影響環(huán)境感觀，有時(shí)甚會(huì)被誤認(rèn)為有害、有害廢氣，對(duì)排放口周圍居民生活造成困擾，提出治理訴求。河南、河北、上海、山東、浙江等省陸續(xù)發(fā)布了鋼鐵燒結(jié)（球團(tuán)）/火力發(fā)電廠大氣污染物地方排放標(biāo)準(zhǔn)，將“排放”寫入了標(biāo)準(zhǔn)中。其中上海、天津、浙江、邯鄲、唐山等地方已經(jīng)對(duì)“石膏雨”、冒白煙的濕“煙羽”控制提出了要求，相關(guān)政策及標(biāo)準(zhǔn)，如上海市2017年印發(fā)了《上海市燃煤電廠石膏雨和有色煙羽測(cè)試要求（試行）》，規(guī)范上海地區(qū)燃煤電廠設(shè)施運(yùn)行，并認(rèn)為“燃煤電廠石膏雨和有色煙羽污染是近年來(lái)上海地區(qū)關(guān)注的環(huán)境影響因子”。浙江杭州近日也發(fā)布了《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)新建及現(xiàn)有鍋爐的顆粒物、SO2、SO3、氮氧化物、霧滴等提出了具體排放濃度限值，提出將SO3、霧滴項(xiàng)目等列入限值要求。 03 “白煙”的形成機(jī)理 “白煙”形成原因 鋼鐵燒結(jié)（球團(tuán)）/火力發(fā)電廠排放煙氣在煙囪口排入大氣的過(guò)程中因溫度降低，煙氣中部分汽態(tài)水和污染物會(huì)發(fā)生凝結(jié)，在煙囪口形成霧狀水汽，霧狀水汽會(huì)因天空背景色和天空光照、觀察角度等原因發(fā)生顏色的細(xì)微變化，形成“白煙”，通常為白色、灰白色，出現(xiàn)藍(lán)色等。 “白煙”形成機(jī)理 石灰石-石膏濕法系統(tǒng)過(guò)程中，漿液與高溫?zé)煔庵苯咏佑|，發(fā)生傳熱傳質(zhì)。一方面水分蒸發(fā)，增加煙氣的含濕量；另一方面，煙氣溫度降低，煙氣攜帶水蒸汽的能力降低。煙氣飽和狀態(tài)后，會(huì)攜帶部分小液滴。這些攜帶小液滴的飽和濕煙氣經(jīng)除霧器除去大部分液滴后，經(jīng)煙囪排入大氣，由于環(huán)境溫度比煙氣溫度低，飽和濕煙氣中的水分就會(huì)凝結(jié)成小液滴形成“白煙”。 04 除“白煙”外的情況 除了“白煙”外，煙囪排煙還會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色/黃煙的煙羽，主要原因是霧滴的存在。煙囪排出的煙氣中含有的氣溶膠，氣溶膠的粒徑小， 對(duì)光線產(chǎn)生散射。由于顆粒的尺寸和可見(jiàn)光的波長(zhǎng)接近，因此屬于瑞利散射，瑞利散射的特點(diǎn)是散射光的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的四次方成反比，因此短波的藍(lán)色光線散射要比長(zhǎng)波的紅色光線強(qiáng)許多，使得煙囪在陽(yáng)光照射的反射側(cè)，排煙的煙羽呈現(xiàn)藍(lán)色，而在煙羽的另一側(cè)（透射側(cè)）呈現(xiàn)黃褐色。在大多數(shù)情況下，當(dāng)煙氣中氣溶膠的濃度10－20ppm時(shí)，會(huì)出現(xiàn)可見(jiàn)的藍(lán)色煙羽，且氣溶膠的濃度越高，煙羽的顏色越濃、煙羽的長(zhǎng)度也越長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)可以落地。 05 “白煙”的影響 多數(shù)鋼鐵燒結(jié)（球團(tuán)）/火力發(fā)電廠在經(jīng)過(guò)排放改造后，石膏雨現(xiàn)象有所減輕，然而隨著環(huán)境形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，“白煙”現(xiàn)象也被認(rèn)為是形成霧霾的因子而受到公眾的質(zhì)疑，“白煙”治理的呼聲也越來(lái)越高，對(duì)鋼鐵燒結(jié)（球團(tuán)）/火力發(fā)電廠的生產(chǎn)、帶來(lái)了很大的壓力。對(duì)環(huán)境的影響。目前燃煤煙氣中所排放的酸性煙霧對(duì)健康影響的研究尚不夠深入。有文獻(xiàn)指出，當(dāng)SO3和H2SO4氣溶膠與下沉煙羽結(jié)合在一起時(shí)，煙囪附近的環(huán)境污染濃度明顯較高，結(jié)合氣象條件和運(yùn)行工況，在煙囪鄰近區(qū)域會(huì)出現(xiàn)酸霧，如這種酸霧持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，則會(huì)損害建筑物和植被。 06 "白煙"的控制加強(qiáng)燃煤的管理 燃煤是SO2/SO3形成的主要來(lái)源，因此，加強(qiáng)燃煤的管理，燃用低煤種、加強(qiáng)配煤摻燒管理，可以降低生成。 脫銷催化劑配比的調(diào)整 現(xiàn)在鋼鐵燒結(jié)（球團(tuán)）/火力發(fā)電廠，脫硝系統(tǒng)SCR中大多采用以TiO2為載體的催化劑，成分中TiO2具有較強(qiáng)的耐SO2性能，WO3有助于控制SO3的生成，但V2O5或V2O5-WO3、V2O5-MoO3能 SO2向SO3的轉(zhuǎn)化。此外，SO2/SO3的轉(zhuǎn)換率還與SCR的面積速度即煙氣流速與催化劑的表面積之比有關(guān)，面積速度越大，SO2/SO3的轉(zhuǎn)換率越小。因此，合理調(diào)整煙氣流速和催化劑的表面積的配比，適度減小催化劑的壁厚，在不影響脫硝效果的條件下，可控制脫硝階段的SO3的生成。 濕式靜電除塵器濕式電除塵器（WESP）與干式電除塵器的收塵原理相同，都是靠高壓電暈放電使得粉塵荷電，荷電后的粉塵在電場(chǎng)力的作用下到達(dá)集塵板/管，通過(guò)定期沖洗的方式，使粉塵隨著沖刷液的流動(dòng)，煙氣經(jīng)過(guò)WESP后經(jīng)煙囪排入大氣。WESP可收集微細(xì)顆粒物(PM2.5粉塵、SO3酸霧、氣溶膠)、(Hg、As、Se、Pb、Cr)、污染物(多環(huán)芳烴、)等。使用濕式電除塵器后含濕煙氣中的煙塵排放可達(dá)10mg/Nm3甚5mg/Nm3以下，其對(duì)SO3的脫除率可達(dá)95，煙羽的濁度幾乎為0，收塵性能與粉塵特性無(wú)關(guān)。而且WESP還具有壓力損失小、操作簡(jiǎn)單、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、二次揚(yáng)塵、維護(hù)費(fèi)用低、生產(chǎn)停工期短、可工作于煙氣溫度以下、由于結(jié)構(gòu)緊湊而可與其它煙氣治理設(shè)備相互結(jié)合、設(shè)計(jì)形式多樣化等優(yōu)點(diǎn)。另外，對(duì)三氧化的去除效果也較好。雖然WESP的除塵效率比管束式除霧器高。但是WESP設(shè)備投資運(yùn)行費(fèi)用較高、設(shè)備龐大、占地大，水蒸氣效果不明顯，且需與其它除塵設(shè)備配套使用，其投資的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行成本需要從整體進(jìn)行評(píng)價(jià)。 管束式除霧器 管束式除塵器應(yīng)用于濕法脫塔飽和凈煙氣攜帶的霧滴和塵的脫除凈化。使吸收塔出口塵排放值不大于5mg/Nm3，霧滴排放值不大于25mg/Nm3。其工作原理是利用凝聚、捕悉和湮滅的原理，在煙氣湍流、劇烈混合、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，將煙氣中攜帶的霧滴和粉塵顆粒脫除。凝聚指煙氣中夾雜的細(xì)小的液體顆粒相互之間碰撞而凝聚成較大的顆粒后沉降下來(lái)；捕悉指細(xì)小的液體顆粒跟隨氣體與湍流器中的持液層充分接觸后，被液體捕悉實(shí)現(xiàn)分離；湮滅指細(xì)小的液體顆粒與被拋灑湍流器的表面時(shí)，形成附著液膜從而在煙氣中脫離出來(lái)；這三種運(yùn)動(dòng)過(guò)程同時(shí)將夾雜在液滴其中的塵除去。管束式除塵除霧器占用空間小、運(yùn)行阻力低，利于新建項(xiàng)目和在運(yùn)機(jī)組的排放改造項(xiàng)目，配套凈煙氣再熱的使用，對(duì)鋼鐵燒結(jié)（球團(tuán)）/火力發(fā)電廠“白煙”的治理提供了一種解決方案。 07 結(jié)束語(yǔ) 隨著公眾對(duì)霧霾形成的關(guān)注，相關(guān)部門新政策，“白煙”治理已逐漸成為一種趨勢(shì)。鋼鐵燒結(jié)（球團(tuán)）/火力發(fā)電廠，在經(jīng)過(guò)排放改造后，對(duì)“白煙”治理，希望具有初投資省、占地少，操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定且成本低的特點(diǎn)。在鋼鐵燒結(jié)（球團(tuán)）/火力發(fā)電廠，煙氣除塵除霧上，管束式除霧器應(yīng)用市場(chǎng)逐步擴(kuò)大。對(duì)在用改進(jìn)，輔以凈煙氣再熱的綜合應(yīng)用，“白煙”定能得到治理。

管束式除塵器應(yīng)用于濕法脫塔飽和凈煙氣攜帶的霧滴和塵的脫除凈化。使吸收塔出口塵排放值不大于5mg/Nm3，霧滴排放值不大于25mg/Nm3。其工作原理是利用凝聚、捕悉和湮滅的原理，在煙氣湍流、劇烈混合、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，將煙氣中攜帶的霧滴和粉塵顆粒脫除。凝聚指煙氣中夾雜的細(xì)小的液體顆粒相互之間碰撞而凝聚成較大的顆粒后沉降下來(lái)；捕悉指細(xì)小的液體顆粒跟隨氣體與湍流器中的持液層充分接觸后，被液體捕悉實(shí)現(xiàn)分離；湮滅指細(xì)小的液體顆粒與被拋灑湍流器的表面時(shí)，形成附著液膜從而在煙氣中脫離出來(lái)；這三種運(yùn)動(dòng)過(guò)程同時(shí)將夾雜在液滴其中的塵除去。管束式除塵除霧器占用空間小、運(yùn)行阻力低，利于新建項(xiàng)目和在運(yùn)機(jī)組的排放改造項(xiàng)目，配套凈煙氣再熱的使用，對(duì)鋼鐵燒結(jié)（球團(tuán)）/火力發(fā)電廠“白煙”的治理提供了一種解決方案。