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燃煤电厂烟气深度治理技术研究

本文针对目前应用的烟气深度治理技术进展了讨论。讨论内容主要为

“烟羽”的形成缘由及影响“烟羽”的因素，并给出烟气消白技术的技术

路线及比照状况，便利各发电厂确定烟气深度治理及湿烟羽治理技术路线。

1前言

2022年中以来，多地公布了地方标准和政策要求，对治理白色烟羽

的详细指标、完成时间等进展了明确规定，如2022年06月06日《上海

市燃煤电厂石膏雨和有色烟羽测试技术要求（试行）》标准中提出“有色

烟羽污染是近年来上海地区关注的环境影响因子。

有色烟羽测相宜的环境条件：场地地面环境湿度低于60%，温度高于

17℃。”；2022年8月28日浙江省《燃煤电厂大气污染物排放标准》（征

求意见稿）要求“城区及环境空气敏感区的燃煤电厂应实行有效措施消

退石膏雨飘落、白色烟羽现象。”其他相关指标未明确指出；2022年03

月《唐山市2022年“十项重点工作”工作任务：生态环境爱护工作》指

出“2022年完成17家燃煤电厂(含自备电厂、煤和其他能源混烧电厂)湿

法脱硫烟气“脱白”治理”。各地政府相继出台的消白烟政策，说明消退

烟囱冒白烟已成为发电企业将来急需解决的问题。

2烟羽的形成

从发电厂烟囱中排放出来的烟气，形状呈羽毛状，因而得名“烟羽”。

烟气在烟囱口排入大气的过程中因温度降低，烟气中局部气态水和污染物

会发生凝聚，在烟囱口形成雾状水汽，雾状水汽会因天空背风光和天空光

照、观看角度以及SO3气溶胶发生光化学反响等缘由发生颜色的微小变化，

形成“有色烟羽”。通常为白色、灰白色或淡蓝色。

湿法脱硫的燃煤发电机组在取消GGH（烟气再热系统）后，烟囱排烟

温度在45-60℃之间，处于湿饱和状态。脱硫除雾器不能有效去除烟气中

小于22μm的雾滴，而雾化后的石灰石浆液经碰撞后会产生少量直径在

15μm左右的雾滴，因此，烟气中会不行避开的携带石膏浆液。

单纯的白色/有色烟羽现象只是水汽凝聚后形成的现象，对环境影响

较小，相当于冷却塔出口的雾气；有危害的是烟气中携带的各种气体以及

气体与水分及微小烟尘分散的气溶胶。而与SO₃形成的硫酸气溶胶会在

大气形成PM2.5，导致雾霾现象加重。假如形成石膏雨则会对周边居民生

活及电厂生活生产产生不良影响。

3影响烟羽的因素

3.1环境温度是烟羽形态的重要影响因素

随着环境温度降低，烟羽长度呈指数关系增加，说明环境温度越低，

湿烟羽治理难度约大,如图1。

图1环境温度对白烟长度的影响

3.2环境相对湿度也是烟羽的影响因素之一

在环境相对湿度较高时，湿烟羽中的水份难以准时集中，湿烟羽的长

度呈指数关系急剧增大，烟羽影响范围增大，湿烟羽治理难度增大，如图

2。

图2环境湿度对白烟长度的影响

4.消退烟羽的技术路线

高温烟气在进入汲取塔之前处于不饱和状态。进入汲取塔后，烟气与

浆液除了在接触过程中发生化学反响外，还伴随着混合传热过程，烟气冷

却释放热量，将浆液中的水分蒸发成水蒸气汲取热量。

随着传热过程的连续，烟气中的水蒸气含量增加，直到其在出口烟气

温度到达接近饱和状态。因此，汲取塔入口处的烟气温度越高，释放的热

量越多，并且由于浆料的热汲取产生更多的水蒸气。烟气蒸发水量与入口

烟气量、出口烟温柔含湿量有直接关系。汲取塔内蒸发水量的计算式⑴，

如下所示[4]：

在其他参数不变的状况下，蒸发水量与湿度成正比，湿度与出口温度

下饱和蒸气压成正比，与当地大气压和汲取塔出口净烟气压力之和成反比，

由于Ps值（0.5～2kPa）相对于Pa值（101.3kPa）较小，Ps对湿度的影

响很小[3]。

此外，PH2O是影响蒸发水量的主要因素，与温度有关，脱硫塔出口

烟气含湿量与温度变化曲线如图3所示（横坐标为温度、纵坐标为含湿量）。

如图3所示，曲线左边为烟气过饱和状态，即白烟产生区；右侧为烟气不

饱和状态，即无白烟区[4]。

烟气经汲取塔净化后为饱和湿烟气（或近似于饱和），此时状态位于

曲线上。烟气温度在不断降低的过程中，湿度下降慢，其含湿量始终处于

过饱和状态，冷凝液不断产生，对应曲线左侧过饱和区。当烟气温度渐渐

降至环境温度，含湿量下降至环境温度下的饱和状态以下时，处于非饱和

状态时，此时白色烟羽消逝。