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蓝烟/黄烟现象的研究及其对策

摘要

燃煤电厂锅炉在燃烧过程中产生的SO3，在经过烟气污染控制系统处理后其浓度会有

所变化，尤其是在安装了SCR和湿法烟气脱硫系统之后，一般SO3的浓度会有所增加，并

以H2SO4气溶胶的形式通过烟囱排放到大气中去。这不但造成了酸性烟雾的排放，而且会

形成蓝色或黄色的烟羽，增加了烟囱排放的烟羽的浊度。酸性烟雾的排放和烟羽浊度的增

加，不但对公众的健康造成威胁，而且有色烟羽的排放破环了景观、影响了视觉感受，给

公众带来一定的心理压力。

本文就部分燃煤电厂在投运脱硫/脱硝系统之后，部分出现蓝烟/黄烟现象进行了将要

的分析，分析研究后认为：SO3的排放是可见烟羽和浊度形成的主要因素。因此必须将其排

放量降低到不会引起可见烟羽和浊度问题。本文针对燃煤电厂近年来出现的SO3“蓝烟”现

象进行分析研究，并提出控制对策和建议。

0前言

随着环保法规的日趋严格，为有效降低烟气SO2和NOX的排放，遏制酸雨的蔓延，燃

煤电厂纷纷建设了SCR/SNCR脱硝装置和烟气脱硫装置，据统计：到2007年底，我国燃

煤电厂建设脱硫装置的装机容量超过2.7亿千瓦，约占火电装机总容量的50%，建设

SCR/SNCR脱氮装置的装机容量超过5000万千瓦。随着脱硫脱硝装置的建设投运，新的环

保问题—烟囱排烟出现了“蓝烟/黄烟”的可见烟羽现象，特别是取消GGH后，这种现象更

为严重，出现频次高，对周边环境产生了潜在危害，也给生活在周边的群众带来了很多顾

虑。笔者针对燃煤电厂出现可见烟羽“蓝烟/黄烟”的新的环境污染问题，进行了较为深入

的研究分析，并提出了消除“蓝烟/黄烟”烟羽现象的可选的技术措施。

1、“蓝烟/黄烟”可见烟羽

首次发现燃煤电厂出现“蓝烟/黄烟”烟羽现象，是2000年美国电力公司Gavin电厂在

总容量为2600MW的多个机组上安装了SCR装置和无GGH的烟气脱硫后，烟囱排烟由原

来几乎看不到、不明显的烟羽，改变为较为浓厚、明显的蓝色烟羽，对电厂的景观产生

严重的影响。随着越来越多的SCR装置和湿法FGD装置的投运，我国部分电厂也出现了

类似的现象，如利港电厂、龙山电厂、韶关电厂、常熟第二电厂等在建设无GGH的脱硫

装置后，烟囱排烟的烟羽则出现了明显的黄色或蓝色烟羽。

1.1可见烟羽形成的原因

烟囱排烟出现可见烟羽的主要原因是：

（1）烟囱排出的烟气中含有硫酸的气溶胶；

（2）排出烟气中亚微米颗粒粉尘的存在，使得H2SO4以亚微米颗粒粉尘作为凝结中心，

加强了凝结过程；

（3）硫酸气溶胶的粒径非常小，对光线产生散射；由于颗粒的尺寸和可见光的波长

接近，因此属于瑞利散射，瑞利散射的特点是：散射光的强度与波长的四次方成反比，因

此短波的蓝色光线散射要比长波的红色光线强许多，最终使得烟囱在阳光照射的反射侧，

排烟的烟羽呈现蓝色，而在烟羽的另一侧（透射侧）呈现黄褐色。

1.2影响烟羽的因素

影响烟羽颜色和不透明度（浊度）的主要因素是：

（1）气溶胶颗粒粒径的大小和浓度；

（2）太阳光的照射角度；

（3）烟囱的排烟温度；

（4）大气环境条件。

在燃煤电厂建设了满足环保要求的高效除尘器、SCR脱硝装置后和烟气脱硫装置后，

除了由于烟羽中水蒸气凝结所造成的白色烟羽之外，SO3的排放成为影响烟羽颜色和不透明

度最主要的因素。在大多数情况下，当烟气中硫酸气溶胶的浓度超过10－20ppm时，会

出现可见的蓝烟烟羽，且硫酸气溶胶的浓度越高，烟羽的颜色越浓、烟羽的长度也越长，

严重时甚至可以落地。因此，要有效控制或解决蓝烟/黄烟现象，燃煤电厂应有效控制烟气

SO3的排放，将其排放量降低到不会引起烟羽可见和浊度问题。

1.3可见烟羽的形成

燃煤电厂排烟形成可见烟羽的主要原因是硫酸雾滴的存在。硫酸雾滴的形成取决于硫

酸的浓度和其在烟气中的露点温度，以及烟气中未被除尘器脱除的亚微米级固体颗粒的浓

度，这些粒子可以成为酸液的凝结中心。硫酸的露点与硫酸浓度和水蒸气浓度之间的关系

见图2。当硫酸和水蒸气浓度增加时，露点温度就升高[Ver