烟气消白中工业烟气和天然气锅炉白烟消除的物理方式原理是什么?

今年1月下旬在疫情期间,全国多地出现了重度雾霾天气。于是一个话题又引起了网友的热烈讨论:“烟羽”有没有必要“消白”,对雾霾的形成到底有没有影响?

针对上述问题,小真收集了相关资料,为各位一一解答。

“白色”与污染物有关吗?

就是指从烟囱中持续排放出来的烟气团,因其外形有时呈羽毛状而得名,业界也称之为湿烟羽。

资料显示,火电厂产生的“白烟”是采用了湿法脱硫工艺,烟气温度可达45℃—52℃。这些烟气排放时与温度相对较低的外环境空气接触而冷凝,所形成的大量雾状水汽对光线产生了折射或散射。由于天空背景色和天空光照、观察角度等因素发生了颜色的细微变化,通常呈现出白色、灰白色或蓝色等。其中,“白色烟羽”较为常见。

“对于环保治理设施合格的超低排放机组来说, 烟羽的成分以水雾为主,污染物浓度很低,对环境质量没有直接影响,属于视觉污染。” 中国电力企业联合会副理事长王志轩说。

那么“白色”与污染物是否有直接联系?

一个例子可以说明:再干净的水用水壶烧开,都会冒“白烟”。所以, “白色”并不是衡量污染物多少的标准

烟气“消白”减少污染物是得不偿失

根据《中华人民共和国大气污染防治法》第九条明确规定:“ 国务院生态环境主管部门或者省、自治区、直辖市人民政府制定大气污染物排放标准,应当以大气环境质量标准和国家经济、技术条件为依据”。

因此是否进行烟气“消白”,要先弄清 烟气“消白”污染物的减排效果、对环境的改善效果、经济投入与运行费用、技术可行性及运行可靠性与稳定性等相关问题。

在治理“白色烟羽”时,往往需要采用直接加热或烟气冷凝再加热等技术进行处理,其中, 直接加热不减少任何污染物的排放,相反由于烟气加热需要消耗能量,增加能源消耗,反而增加污染物的排放;烟气冷凝再加热,但由于总的CPM排放浓度很低,即使较高的脱除效率, 脱除的总量依然很小

可以看出这两种方式, 不但对控制污染物排放作用不大,如果加上把治理所消耗的元素和用电的污染量计算在内, 还间接增加能耗和污染物排放

2014年,《煤电节能减排升级与改造行动计划()》与《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》等重磅文件接连印发,要求燃煤电厂实施超低排放。

目前燃煤电厂烟气中的 颗粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放限值比全世界最低的标准限值都要低,已经接近了燃气电厂污染物排放水平

因此,在燃煤电厂普遍实现超低排放基础上再进行消除湿烟羽, 总体上是盲目的、得不偿失。如果仅从“消除视觉污染”的角度来看, 单纯通过加热消除“白色烟羽”中的雾状小水滴是劳民伤财

看完以上回答,有人会问:即使烟气“消白”是得不偿失,但“白色烟羽”中含有可凝结颗粒物(CPM),CPM也是会引起雾霾,所以就要控制可凝结颗粒物。

燃煤电厂排放水平已处世界前列

燃煤电厂排放的一次颗粒物实质上包括过滤颗粒物(FPM)与可凝结颗粒物(CPM), 目前我国燃煤电厂排放标准中的烟尘实际为FPM

到目前为止,世界上尚无任何国家出台燃煤电厂的可凝结颗粒物排放标准。

为了弄清超低排放后燃煤电厂烟气中可凝结颗粒物的排放,有相关单位对 京津冀地区的14座燃煤电厂烟气中的CPM按照美国EPA规定的标准方法进行了检测,结果表明 14座燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫入口的CPM平均值为13.38毫克/立方米,脱硫出口的CPM平均值为6.68毫克/立方米,对外排放的CPM平均值为5.62毫克/立方米

而美国EPA公布的188台锅炉烟气中CPM的排放数据平均值为18.61毫克每立方米,最大值为197.43毫克每立方米,在CPM的成分中无机组分占82.46%,有机组分占17.54%。

通过整理上海市环境监测中心和中国环境科学研究院等单位对 上海、陕西、山西、新疆、浙江等地13台超低排放燃煤机组CPM的监测结果 ,平均值为10.20毫克/立方米,最大值为19.86毫克/立方米。清华大学环境学院邓建国等人对 国内5座超低排放电厂CPM排放浓度的测试,结果表明均小于2毫克/立方米

可见,不论是京津冀地区还是全国,我国燃煤电厂可凝结颗粒物的排放水平均是世界领先

按照全国燃煤电厂烟气中CPM的平均排放水平按10毫克/立方米考虑,每年排放的CPM总量大约只有12万吨,占全国PM2.5的总量不及1%,影响微乎其微

2018年全国火电烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放量比2013年分别下降了86%、87%、88%,为常规大气污染物的总量减排做出了重要贡献。

据生态环境部公布的数据,截至2019年底,全国实现超低排放的煤电机组约8.9亿千瓦

“我国 燃煤电厂的低排放技术与管理水平已处于世界先进行列大幅削减了常规大气污染物排放。”国电环境保护研究院院长朱法华说。

点赞生态环境部 科学决策显担当

生态环境部在2019年10月印发的 《京津冀及周边地区年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》与11月印发的 《长三角地区年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》《汾渭平原年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》中都明确规定: 对稳定达到超低排放要求的电厂,不得强制要求治理“白色烟羽”

毫无疑问,这些“行动方案”会影响“白色烟羽”治理企业的经济效益,会引来一些人的争论,不足为怪。

期待地方各级政府能够按照“行动方案”的要求,推行大气污染综合治理,而不能病急乱投医,受骗上当,让燃煤电厂无故买单。

综上所述,我国燃煤电厂烟气超低排放技术,为雾霾治理做出来重要贡献,烟气“消白”减少污染物排放得不偿失、劳民伤财, 生态环境部明确“对稳定达到超低排放要求的电厂,不得强制要求治理‘白色烟羽’”是有担当的科学决策

燃煤电厂应继续努力,保障烟气治理系统高效、安全、稳定运行,为大气环境改善持续作出应有的贡献。

参考来源:生态环境部、中国环境新闻、中国电力报发电报道

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