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2019年习主席指出“烟气消白是美容,不是治病”

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习近平总书记在2018年6月13日中央财经率领小组集会会议上强调指出,要“敦促能源供应革命,大力大举推进煤炭洁净高效操作”,随后在神华团体等发电企业的引领示范和各级当局的敦促下,燃煤电厂超低排放上升为一项国度专项动作,在全国范畴内推广。停止2018年底,全国已完成超低排放改革的燃煤发电机组容量达7亿千瓦,占煤电总装机容量比例约71%。

 

2018年电力行业排放的二氧化硫、氮氧化物和烟尘别离下降至120万吨、114万吨和26万吨,占全国相应排放总量的比例从岑岭时的40%阁下下降到10%阁下,甚至更低。

 

按照“大气十条”终期评估陈诉,燃煤电厂超低排放改革对长三角、珠三角、京津冀等重点区域细颗粒物(PM2.5)年均浓度下降的孝敬别离到达24%、23%和10%,为全国大气情况改进作出了庞大孝敬。但也有少数人认为,燃煤电厂的湿烟气排放加剧了雾霾的产生,力推干法脱硫可能对烟气举办加热,消除白色烟羽排放,并影响少数处所当局出台了相关文件。系统阐明湿烟羽的身分及其消白的技能与情况效益,是科学决定湿烟羽管理的要害。

01烟气身分及颜色

 

燃煤烟气从烟囱排入大气后,在向下风向传输进程中,个中心线会上升,同时烟体向附近扩散。由于烟气在扩散进程中其外形有时像羽毛状,因此常称其为烟羽。烟羽的颜色与烟气身分密切相关。

 

1996年以前,我国燃煤电厂主要节制烟尘排放,其时的烟尘排放浓度每立方米均高出50毫克,烟羽多为玄色或灰色,常常见到烟囱冒黑烟现象,我们称之为玄色烟羽或灰色烟羽,是由烟气中的烟尘引起的。

 

2003年,我国燃煤电厂烟尘的排放尺度严格到每立方米50毫克,同时敦促燃煤电厂的烟气脱硫。烟尘浓度小于每立方米50毫克的干烟气从烟囱排入大气,人眼根基看不见烟羽,称之为无色烟羽。也正如此,世界上仍有不少国度由于大气情况容量较大,燃煤烟气的烟尘排放限值划定为每立方米50毫克。由于石灰石—石膏湿法脱硫可以或许不变实现二氧化硫的高效率脱除,且经济性较好,活着界范畴内获得遍及应用,在我国电力行业的应用容量占比高出92%。湿法脱硫后的烟气如不举办加热处理惩罚,烟气中的气态水在排入大气情况后,由于温度低落,气态水会冷凝形成直径1微米阁下的细小水滴,在烟囱出口四周形成“白烟”,我们称之为白色烟羽。但由于氛围湿度没有饱和,这些细小水滴很快就会被蒸发。

 

2011年,我国出台了史上最严的火电厂大气污染物排放尺度,2014年,推出燃煤电厂超低排放政策,燃煤电厂烟气中的颗粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放限值比全世界最低的尺度限值都要低,靠近燃气电厂污染物排放程度,被称为超低排放。由于要实现氮氧化物的超低排放,大量燃煤电厂必需加装选择性催化还原法举办烟气脱硝,将烟气中的氮氧化物还原为氮气,同时烟气中会有少部门的二氧化硫被氧化为三氧化硫。由于烟气中含有较多的水汽,烟气中的三氧化硫以硫酸气溶胶的形式存在,当浓度较高时呈蓝色。因此,会发明有少数实现超低排放后的电厂,白色烟羽消散后,呈现蓝色烟羽。

 

总之,燃煤电厂排放烟气中的主要身分是氮气、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,烟气泛起灰色或玄色;小于每立方米50毫克时,根基看不见,小于每立方米30毫克时,基础看不见。

 

02烟气中的水分与消白技能

 

烟气中水分包罗气态水和液态水,气态水的质量占比高出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,包罗三方面来历,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,其身分与脱硫浆液沟通,挟带量过大,会在烟囱四周形成“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,浓度太低不行能呈现“石膏雨”。

二是挟带的除雾器冲洗水,这部门液态水的粒径也在1000~2000微米之间,其身分同冲洗水,根基不含固体悬浮物,溶解盐浓度与冲洗水中的溶解盐浓度沟通。第三部门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,该部门冷凝水的粒径在1000~5000微米之间,烟气中的酸性气体会部门溶入冷凝水中,使冷凝水的身分雷同于酸雨,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结果,并在烟囱内壁加装烟气中液态水收集装置,可制止呈现“烟囱雨”。

 

占烟气中水量99.95%以上的气态水,个中60%~70%来自煤和氛围中的水分,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,部门气态水会凝聚成粒径在1微米阁下的细小水滴,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可能懂得烟。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。

 

所有的烟气消白技能,均离不开烟气加热环节,即通过加热的方法,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,纵然温度下降,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,加热消白的方法并不淘汰污染物排放,相反,加热烟气要耗损大量能量,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。纵然在超低排放条件下,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,不单不淘汰污染物排放,相反会增加耗煤,增加污染物排放。

 

03管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,扩散的范畴越大,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阁下。但由于实现了超低排放,纵然是湿烟气排放,颗粒物对地面日均浓度孝敬年最大值仅占尺度限值的1%阁下,因此烟气是否消白,对内地情况氛围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敷0.05%,个中溶解较多盐分的仅是烟气挟带的脱硫浆液,按照实测和计较,满意超低排放要求的回收石灰石—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高出1毫克。烟气加热消白,不淘汰这些溶解盐的排放,只是让它们提前蒸发结晶成颗粒物。

 

由于雾霾的产生,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对比微不敷道,电厂烟囱排水不行能改变大气的湿度。需要指出的是,加热消白并没有淘汰烟气中的水分排放,即加热消白没有改变燃煤电厂烟囱的排水总量。

 

从雾霾节制的角度来看,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,其三氧化硫的管剖析有效改进大气中PM2.5的浓度,需要加以重视。管理烟气中的三氧化硫除大幅提坎坷低温电除尘器、湿法脱硫、湿式电除尘器的协同脱除结果外,还可回收喷碱或烟气冷却的要领。

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