王建春，馬果駿

（1.福建龍凈脫硫脫硝工程有限公司，福建 廈門(mén) 361009；2.福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364200）

濕法煙氣脫硫?qū)Νh(huán)境的影響及對(duì)策

王建春1，馬果駿2

（1.福建龍凈脫硫脫硝工程有限公司，福建 廈門(mén) 361009；2.福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364200）

濕法煙氣脫硫技術(shù)具有低鈣硫比、高脫硫率等優(yōu)點(diǎn)，但只能脫除可溶性的污染氣體，不利于多污染物脫除，且難以避免濕煙氣由于煙溫低、煙氣比重大而對(duì)環(huán)境的影響。特別是濕法脫硫工藝無(wú)法有效脫除的硫酸氣溶膠，在超低排放煙氣中將成為主要的污染物，帶來(lái)諸如藍(lán)煙、腐蝕等一系列的問(wèn)題。文章討論了濕煙氣帶來(lái)的濕法煙氣脫硫?qū)Νh(huán)境的不利影響并提出了對(duì)策。

煙氣脫硫；濕煙氣；影響；對(duì)策

1 背景

煙氣脫硫技術(shù)是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一。其中石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝于20世紀(jì)70年代初已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用，技術(shù)成熟于八十年代初，是一種傳統(tǒng)的煙氣脫硫工藝，其以脫硫效率高、鈣硫比低、副產(chǎn)物石膏可做商品出售等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)今占主導(dǎo)地位的煙氣脫硫工藝[1,2]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003后的12年中，我國(guó)共建設(shè)了濕法煙氣脫硫裝置約5000臺(tái)，對(duì)減少燃煤電廠煙氣中SO2的排放起了積極作用。

可以認(rèn)為，2010年之前，在煙氣污染治理的目標(biāo)為減少粉塵、解決酸雨問(wèn)題的背景下，濕法煙氣脫硫工藝是適合大多數(shù)燃煤電廠的選擇。然而，隨著環(huán)境狀況的變化，環(huán)保政策日趨嚴(yán)格，在2010年之后，除了針對(duì)SO2和粉塵的減排要求進(jìn)一步提高（最終部分地區(qū)提出超低排放的要求），煙氣污染治理的目標(biāo)還包括減少NOx、PM2.5、汞和重金屬的排放，此時(shí)濕法煙氣脫硫便顯得力不從心，不但對(duì)于新增種類的污染物減排基本沒(méi)有裨益，甚至無(wú)法以合理的經(jīng)濟(jì)代價(jià)和環(huán)境代價(jià)來(lái)滿足SO2超低排放的要求。特別是，濕法脫硫工藝自身一些根本上的缺陷，對(duì)周邊大氣環(huán)境產(chǎn)生的不利影響逐漸凸顯。

眾所周知，煙氣變濕是濕法煙氣脫硫的關(guān)鍵。煙氣中的可溶性污染物，SO2、HCl、HF首先溶解在水中，然后與溶解在水中的堿性吸收劑中的正離子反應(yīng)，生成不溶性的鹽類。由于離子反應(yīng)的速率很快，傳熱傳質(zhì)的效率很高，因此濕法脫硫可以在很低的鈣硫比時(shí)，實(shí)現(xiàn)高脫硫效率。這同時(shí)也意味著，必須降低煙氣溫度到水露點(diǎn)，才能最大限度地使氣體污染物溶解到水中，所以脫硫煙氣必須是水飽和煙氣。

濕煙氣為濕法脫硫帶來(lái)低鈣硫比、高脫硫率等優(yōu)點(diǎn)，但只能脫除可溶性的污染氣體，對(duì)于不溶氣體，如NO、氣態(tài)汞等則無(wú)能為力，不利于多污染物脫除。并且，由于在濕法脫硫過(guò)程中煙氣的急劇降溫，使得煙氣中的SO3全部生成硫酸氣溶膠，而濕法脫硫吸收塔對(duì)于氣溶膠的捕集能力很低，因此硫酸氣溶膠成為超低排放煙氣中的主要污染物，從而帶來(lái)諸如“藍(lán)煙”、腐蝕等問(wèn)題。本文就濕煙氣帶來(lái)的濕法煙氣脫硫?qū)Νh(huán)境的不利影響進(jìn)行討論并提出相應(yīng)對(duì)策。

2 濕煙氣

濕煙氣是指煙氣溫度等于或低于煙氣水露點(diǎn)溫度的煙氣。煙氣在進(jìn)入濕法煙氣脫硫洗滌塔之前是干煙氣，在濕法煙氣脫硫過(guò)程中，煙氣經(jīng)噴淋降溫后，煙氣的溫度降至水露點(diǎn)溫度，成為濕煙氣。

濕煙氣的主要特點(diǎn)：1）由于煙氣含濕量增加，煙氣的比重增加；2）處于飽和狀態(tài)的濕煙氣，有可能不含有水滴，但很不穩(wěn)定，在受到絕熱條件下壓縮、膨脹和降溫時(shí)會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)水滴；3）濕煙氣中的水分對(duì)于煙氣中的酸性氣體，例如SO2、SO3、HCl和HF有更高的吸收作用，因而增強(qiáng)了煙氣的腐蝕性。

濕煙氣對(duì)電廠運(yùn)行的主要影響是：1）對(duì)洗滌塔以及下游的煙道、擋板門(mén)、膨脹節(jié)、煙囪產(chǎn)生腐蝕；2）由于煙氣密度增大，煙囪的抽拔力相對(duì)降低，煙囪部分區(qū)段出現(xiàn)正壓；3）煙囪內(nèi)部的正壓會(huì)加快對(duì)煙囪的腐蝕，造成煙氣泄漏；4）煙囪的降溫和減壓作用，導(dǎo)致煙氣凝結(jié)水量增加。

3 濕煙氣對(duì)環(huán)境的影響及對(duì)策

3.1 煙氣抬升高度降低

由于濕煙氣溫度較低，在大多數(shù)氣象條件下都會(huì)降低煙氣的熱浮力，排出煙氣的抬升高度也隨之降低。煙氣抬升高度降低會(huì)增加煙氣中污染物的落地濃度，并會(huì)改變煙囪與最大落地濃度點(diǎn)之間的距離。

由于經(jīng)過(guò)脫硫和除塵器之后，源強(qiáng)度大大降低，煙氣抬升高度的降低造成SO2和粉塵的落地濃度不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成很大的影響；但由于抬升高度降低，煙氣擴(kuò)散能力下降，對(duì)煙氣中的NOx、硫酸氣溶膠、汞蒸氣和其它重金屬排放的落地濃度可能有較明顯的影響；在安裝煙氣脫硝裝置之后，濕煙氣中NOx排放對(duì)周圍環(huán)境的影響將會(huì)大大改善。落地濃度最大點(diǎn)與煙囪的距離會(huì)變短，因此可能會(huì)造成對(duì)排放源周邊環(huán)境的影響。

由于煙氣抬升高度降低造成污染物在周邊落地濃度提高，并對(duì)電廠周圍環(huán)境帶來(lái)相應(yīng)影響的相關(guān)報(bào)道很多，其中位于美國(guó)俄亥俄州Cheshire的Gavin電廠就是一個(gè)典型案例。Gavin電廠煙囪排煙中含有較高濃度的硫酸氣溶膠等污染物，定期飄蕩在鄰近的Cheshire村子，造成大量村民患上哮喘等呼吸道疾病，同時(shí)使得周邊停放的汽車及建筑物上落有大量污點(diǎn)而產(chǎn)生腐蝕、褪色。最終，電廠的業(yè)主美國(guó)電力被迫花費(fèi)兩千萬(wàn)美元買(mǎi)下了Cheshire大部分區(qū)域，村民們陸續(xù)外遷，整個(gè)村莊在十年時(shí)間內(nèi)幾乎空無(wú)一人，成為名副其實(shí)的“鬼村”。

3.2 煙囪排水量增加

煙囪排放濕煙氣時(shí)，煙囪底部的排水量一般都會(huì)增加，排水主要來(lái)自煙囪壁上的凝結(jié)水。不同煙囪的排水量有很大差異，有的煙囪沒(méi)有排水。有的煙囪每小時(shí)有十幾噸的排水。此外，同一煙囪在不同負(fù)荷、不同環(huán)境溫度、不同季節(jié)的排水量也有很大差異。

煙囪排水一般呈酸性，可以排入濕法煙氣脫硫的地溝中，由煙氣脫硫系統(tǒng)回用。煙囪的凝結(jié)水量與煙囪的保溫狀況有直接關(guān)系，保溫良好，凝結(jié)水量就少。在正常運(yùn)行時(shí)，濕煙氣在煙囪內(nèi)凝結(jié)的水量可按15L/min·100MW估算，即600MW機(jī)組每小時(shí)煙囪內(nèi)的凝結(jié)水量為5～6噸。機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，由于煙囪的壁溫很低，凝結(jié)水量會(huì)更大。凝結(jié)水的腐蝕性很大（圖1所示為煙囪排水的腐蝕實(shí)例），建議煙囪在設(shè)計(jì)時(shí)考慮安裝導(dǎo)流、收集系統(tǒng)。

圖1 煙囪排水的腐蝕實(shí)例照片

3.3 濕煙氣中的粉塵濃度

濕法煙氣脫硫有一定的除塵作用，洗滌塔除塵的原理主要依靠洗滌和碰撞，因此取決于煙氣的流速和洗滌塔內(nèi)部的設(shè)計(jì)。假定濕法煙氣脫硫洗滌塔的除塵效率為50%，是在設(shè)計(jì)時(shí)為便于進(jìn)行物料平衡計(jì)算進(jìn)行的取值，測(cè)試證明不同煙氣脫硫系統(tǒng)、不同負(fù)荷時(shí)，洗滌塔的除塵效率有很大的不同，由于洗滌塔的除塵主要依靠慣性，因而對(duì)細(xì)顆粒的脫除效果很差[3]。丹麥兩個(gè)燃煤電廠（Nordjylland電廠和Aved?re電廠）采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，脫硫塔使粉塵濃度降低了50%～80%，但PM1濃度卻提高了20%～100%[4]。

圖2所示為上述兩個(gè)電廠在濕法煙氣脫硫后濕煙氣中顆粒物的粒徑分布[4]，從圖2可看出，在濕法煙氣脫硫后煙氣中顆粒物粒徑基本集中在0.1～3μm，粒徑呈雙峰分布，對(duì)應(yīng)非球形顆粒在0.2μm處有一亞微峰，對(duì)應(yīng)粗顆粒在2～3μm處有最高峰。細(xì)微顆粒物已逐漸成為我國(guó)許多大中城市的首要空氣污染物，對(duì)人體健康、氣候和大氣能見(jiàn)度等都造成了一定的危害和影響[5-9]。

圖2 濕法煙氣脫硫后濕煙氣中顆粒物的粒徑分布

濕法煙氣脫硫除霧器后煙氣中的漿液攜帶量約為50mg/m3，漿液含固量約為20%，因此濕法煙氣脫硫?qū)駸煔庵械姆蹓m濃度的貢獻(xiàn)約為10mg/Nm3，在粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)限值很低時(shí)（如20mg/Nm3或更低時(shí)），濕煙氣的上述貢獻(xiàn)，必須予以考慮。

將洗滌塔作為末端除塵器來(lái)達(dá)到高粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)的做法是不正確的，由于不能確保除塵效率，將帶來(lái)后患。同時(shí)，濕煙氣中的硫酸氣溶膠的含量較高，因此對(duì)PM2.5的貢獻(xiàn)比干煙氣要大。

由于濕法煙氣脫硫?qū)?xì)微顆粒物的減排效果不佳，在粉塵需要達(dá)到超低排放要求時(shí)，可考慮在濕法煙氣脫硫下游安裝多電場(chǎng)濕式電除塵器，從而有效脫除硫酸氣溶膠和超細(xì)粉塵，但目前濕式電除塵器的投資費(fèi)用較高，且會(huì)產(chǎn)生新的廢水處理問(wèn)題。

3.4 白色煙羽

濕法煙氣脫硫所帶來(lái)的“白煙”是由于濕煙氣在環(huán)境中降溫，煙氣中的水分凝結(jié)成霧滴而形成的，因此其主要成分是水蒸汽，對(duì)環(huán)境完全無(wú)害。消除白煙的唯一辦法是煙氣再熱，這無(wú)疑會(huì)大大降低電廠的熱效率，而如果環(huán)境溫度在0℃以下，即使煙氣再熱到100℃以上，也無(wú)法消除白煙。與電廠冷卻塔的白煙相比，脫硫煙氣的白煙是很少量的，關(guān)鍵是爭(zhēng)取要得到周邊民眾的理解。在德國(guó)（見(jiàn)圖3），大部分地區(qū)的民眾對(duì)于白煙的認(rèn)知都比較清楚，對(duì)于其周邊電廠的白煙情況可說(shuō)是“熟視無(wú)睹”，已成習(xí)慣。

圖3 德國(guó)某濕法煙氣脫硫后煙囪“白煙”現(xiàn)象

3.5 藍(lán)煙或黃煙

許多電廠在投運(yùn)濕法脫硫之后，煙囪經(jīng)常出現(xiàn)藍(lán)色或黃色的煙羽（如圖4、圖5所示），此類現(xiàn)象在國(guó)內(nèi)外均有發(fā)生，十分普遍。

圖4 國(guó)外電廠煙囪藍(lán)煙/黃煙現(xiàn)象

圖5 國(guó)內(nèi)電廠煙囪藍(lán)煙/黃煙現(xiàn)象

出現(xiàn)藍(lán)煙/黃煙的主要原因是濕煙氣中含有SO3生成的硫酸氣溶膠，而濕煙氣中的亞微米粉塵顆粒，作為H2SO4的凝結(jié)中心，加強(qiáng)了凝結(jié)過(guò)程。由于硫酸氣溶膠的直徑與可見(jiàn)光波長(zhǎng)接近，因此會(huì)對(duì)光線產(chǎn)生瑞利散射（散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的4次方成反比，顆粒直徑越小，對(duì)于短波長(zhǎng)的散射越強(qiáng)），使得煙羽呈現(xiàn)藍(lán)色，而在煙羽的另一側(cè)會(huì)呈現(xiàn)黃褐色，因此，出現(xiàn)藍(lán)煙/黃煙實(shí)際上是同一個(gè)原因造成的。

煙羽的顏色和不透明度（濁度）取決于氣溶膠的濃度和大小、太陽(yáng)光照射角度、煙氣溫度以及大氣環(huán)境條件。經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)煙氣中的硫酸氣溶膠濃度在5～10ppm就有可能會(huì)出現(xiàn)藍(lán)煙/黃煙，硫酸氣溶膠濃度在10～20ppm時(shí)，出現(xiàn)藍(lán)煙/黃煙的幾率很高。硫酸氣溶膠的濃度越高，則顏色越濃且煙羽長(zhǎng)度也越長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)甚至可以落地。

由于SCR催化劑會(huì)將部分SO2氧化為SO3，增加煙氣中SO3的含量，因此在安裝了SCR裝置后，更多的電廠可能會(huì)出現(xiàn)藍(lán)煙問(wèn)題。據(jù)美國(guó)EPA估計(jì)，約75%的安裝了SCR+濕法煙氣脫硫的電廠會(huì)受到藍(lán)煙問(wèn)題的困擾。伴隨著民眾對(duì)空氣質(zhì)量狀況的持續(xù)關(guān)注和更深入的了解，PM2.5與藍(lán)煙之間的關(guān)系將更加受到公眾的關(guān)注。

解決藍(lán)煙/黃煙問(wèn)題的關(guān)鍵在于減少煙氣中硫酸氣溶膠的濃度，因此可以在選擇SCR催化劑時(shí)，盡量選用對(duì)SO2氧化率低的催化劑材料（價(jià)格較為昂貴）；可以采用脫除硫酸氣溶膠效率極高的干法煙氣脫硫工藝替代濕法煙氣脫硫工藝；或者在濕法煙氣脫硫的上游安裝用于脫除煙氣中SO3的裝置，如DSI煙道噴射系統(tǒng)（見(jiàn)圖6）[10]。

圖6 安裝在煙道上的煙道噴射系統(tǒng)（DSI）

采用濕式電除塵器（WESP）脫除濕法脫硫后的硫酸氣溶膠，也可解決藍(lán)煙/黃煙問(wèn)題[11]。但WESP投資較大，增加了運(yùn)行費(fèi)用，不適宜用于中小型鍋爐；同時(shí)，WESP在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生廢水，需要考慮采取相應(yīng)措施，此外，還需根據(jù)具體情況考慮場(chǎng)地、板結(jié)、腐蝕等問(wèn)題[12-14]。目前，約有50套WESP應(yīng)用于美國(guó)、歐洲及日本的電廠[15]。由于目的是脫除SO3，因此國(guó)外實(shí)施的WESP均為多電場(chǎng)形式。而在國(guó)內(nèi)實(shí)施采用的WESP大多為單電場(chǎng)，目的是要滿足粉塵排放達(dá)到5mg/Nm3的要求，對(duì)SO3脫除效果并不理想。此外，WESP布置在濕法脫硫的下游，因此對(duì)SO3的減排無(wú)法惠及其上游的設(shè)備，對(duì)降低SCR運(yùn)行溫度、緩解由于ABS帶來(lái)的SCR和空預(yù)器堵塞、提高空預(yù)器效率、減輕電除塵器和吸收塔的腐蝕等均沒(méi)有作用。圖7和圖8為脫除煙氣中硫酸煙霧前后的電廠周邊大氣環(huán)境質(zhì)量的對(duì)比，可看到脫除硫酸煙霧后，大氣環(huán)境質(zhì)量得到了顯著改善[11]。

圖8 脫除煙氣中硫酸氣溶膠之后

3.6 煙囪雨

煙囪雨是指在排放濕煙氣的煙囪周圍出現(xiàn)的液滴降落。有的煙囪出現(xiàn)的煙囪雨為無(wú)色透明的水滴；有的煙囪出現(xiàn)的煙囪雨的液滴中含有白色的固體物，又被稱為“石膏雨”。煙囪雨的出現(xiàn)會(huì)對(duì)周邊民眾的工作生活造成困擾（見(jiàn)圖9、圖10）。

圖9 某熱電廠附近經(jīng)常下的“煙囪雨”

圖10 電廠的煙囪雨飄落在周圍的地面上

煙囪雨的液體來(lái)源為：1）除霧器出口煙氣攜帶的漿液液滴。大部分液滴均已沉積在煙道和煙囪中，只有很小一部分細(xì)小液滴（<50μm）可到達(dá)煙囪出口；2）沉積和冷凝在煙道壁上的液滴被氣流二次帶出的大直徑液滴，這是煙囪雨的主要來(lái)源之一；3）煙氣冷凝形成的液滴，雖然流量很大，但是液滴很細(xì)，對(duì)降落到地面上的煙囪雨的貢獻(xiàn)不大；4）在煙囪防腐層上沉積的冷凝液體流，由于煙氣流速過(guò)高，液流向上流動(dòng)，從煙囪出口排出，這也是煙囪雨的主要來(lái)源之一。此類煙囪雨的液滴直徑很大，可達(dá)300～2000μm。

根據(jù)國(guó)內(nèi)的實(shí)際運(yùn)行情況，發(fā)生煙囪雨主要有以下原因：

（1）除霧器運(yùn)行不正常

主要可能出現(xiàn)的是煙氣流速過(guò)快或泄漏的問(wèn)題。除霧器結(jié)垢、煙氣量增加、漏風(fēng)率增加都可能造成通過(guò)除霧器的煙氣流速增加，而通過(guò)除霧器的煙氣流速如果超過(guò)設(shè)計(jì)臨界值，除霧器的攜液量會(huì)以指數(shù)速率急劇增加；另外，除霧器局部坍塌或穿孔，會(huì)造成煙氣漏流，從而提高煙囪雨產(chǎn)生的幾率。

（2）煙道保溫或冷凝水收集不當(dāng)

煙囪雨的主要來(lái)源之一是煙囪壁上的凝結(jié)水：凝結(jié)水在煙囪壁上形成水膜，水膜在煙氣流速較低時(shí)，向下流動(dòng)，當(dāng)煙氣流速高于某個(gè)臨界流速時(shí)，水膜向上流動(dòng)并被帶出煙囪，煙氣流速過(guò)高，還會(huì)引起水膜表面二次夾卷，使液滴重新返回到煙氣中，其中會(huì)有大液滴被帶出現(xiàn)象。

（3）煙囪未按濕煙囪要求設(shè)計(jì)

1） 煙囪保溫不夠。與一般的陶瓷磚相比保溫性能好的賓高德磚使煙囪壁溫很快超過(guò)煙氣的水露點(diǎn)，可以減少凝結(jié)水量；2）煙囪煙氣流速太高。根據(jù)國(guó)外有關(guān)濕煙囪的設(shè)計(jì)規(guī)范，煙氣流速應(yīng)控制在低于16m/s；3）煙囪內(nèi)壁粗糙。煙囪內(nèi)襯的表面粗糙度決定了凝結(jié)水膜上行和二次夾卷進(jìn)入煙氣的臨界速度。美國(guó)Alden實(shí)驗(yàn)室對(duì)若干種常見(jiàn)內(nèi)襯的臨界速度進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果可用作濕煙囪設(shè)計(jì)時(shí)的參考（見(jiàn)下表）[16]；4）煙囪形狀不佳。直筒形的煙囪的臨界速度最高，應(yīng)首先選用；錐臺(tái)形的煙囪，尤其是磚砌、錯(cuò)層砌筑的煙囪最差，應(yīng)避免使用。

針對(duì)“煙囪雨”的防治與對(duì)策，主要有：1）電廠應(yīng)認(rèn)真對(duì)待出現(xiàn)“煙囪雨”的可能性，投運(yùn)后一旦出現(xiàn)“煙囪雨”，會(huì)引發(fā)很大的社會(huì)輿論壓力，甚至因此而停產(chǎn)；2）出現(xiàn)“煙囪雨”的主要原因在煙囪、煙道和除霧器的設(shè)計(jì)不當(dāng)，屬于先天不足，因此很難進(jìn)行事后彌補(bǔ)；3）盡管目前已經(jīng)有一些在煙囪的入口或出口降低、收集煙囪雨的技術(shù)，但是電廠很難承受由此帶來(lái)的建設(shè)期機(jī)組停運(yùn)的經(jīng)濟(jì)損失；4）“煙囪雨”的出現(xiàn)因廠而異，具有明顯的個(gè)體化差異的特點(diǎn)，強(qiáng)烈建議在設(shè)計(jì)凈煙氣煙道、煙囪入口煙道和煙囪筒時(shí)，對(duì)每個(gè)電廠進(jìn)行物理和CDF模擬，并采取最有效的降低“煙囪雨”的措施。

不同材料防腐層的臨界流速表

3.7 煙氣下洗

圖11所示為濕煙氣排放帶來(lái)的煙氣下洗現(xiàn)象[17]。當(dāng)煙囪出口處水平風(fēng)速大于煙囪出口垂直煙速的兩倍時(shí)，有可能出現(xiàn)煙羽下洗現(xiàn)象。下洗的煙羽會(huì)在煙囪外殼上產(chǎn)生凝結(jié)水，腐蝕煙囪的混凝土或鋼外壁，同時(shí)，更加容易造成煙囪出口結(jié)冰的問(wèn)題。

圖11 濕煙氣排放造成的煙氣下洗

針對(duì)煙囪下洗，可根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖畲箫L(fēng)速，適當(dāng)提高煙氣出口煙速，如加喉管等（如圖12）；采用套筒煙囪的通煙筒應(yīng)高出外殼（如圖13）[16,17]。

3.8 煙囪出口結(jié)冰

圖12 帶喉管的煙囪（風(fēng)速10m/s）

圖13 帶煙羽消減裝置的煙囪（風(fēng)速30m/s）

圖14所示為濕煙氣帶來(lái)的煙囪出口結(jié)冰現(xiàn)象。寒冷地區(qū)冬季的室外溫度很低（達(dá)-30℃），未設(shè)置GGH裝置的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)凈煙氣攜帶水滴和水蒸汽經(jīng)煙囪向大氣排放，經(jīng)煙囪筒首排入大氣時(shí)，溫度驟降，凈煙氣攜帶的水滴和水蒸汽在煙氣擴(kuò)散的同時(shí)會(huì)有部分凍結(jié)在煙囪筒首，從而導(dǎo)致煙囪筒首結(jié)冰。嚴(yán)重時(shí)煙囪筒首結(jié)冰厚度可達(dá)1m以上，結(jié)冰高度可達(dá)5m，結(jié)冰體積會(huì)達(dá)到幾十立方米。煙囪筒首的結(jié)冰重量可達(dá)幾十噸，嚴(yán)重影響煙囪結(jié)構(gòu)的安全。煙囪筒首結(jié)冰體若出現(xiàn)脫落，將對(duì)煙囪下部的設(shè)備造成嚴(yán)重破壞，也可能對(duì)過(guò)往人員造成人身傷害，后果非常嚴(yán)重。

圖14 濕煙氣帶來(lái)的煙囪出口結(jié)冰現(xiàn)象

解決煙囪出口結(jié)冰的問(wèn)題極為困難，尤其是在目前環(huán)保要求和監(jiān)管日益趨嚴(yán)的情況下，退出濕法煙氣脫硫，打開(kāi)旁路采用原干煙氣進(jìn)行化冰的方法基本無(wú)法實(shí)施，只能停機(jī)處理。也有采用安裝電加熱管進(jìn)行化冰的，如某燃煤電廠在600MW機(jī)組鍋爐210m高的煙囪上安裝240根電加熱管，以此來(lái)緩解煙囪筒首結(jié)冰的現(xiàn)象；或者采取安裝柔性硅膠電熱膜來(lái)進(jìn)行加熱的處理方案[18]。無(wú)論采用何種加熱方案，針對(duì)煙囪結(jié)冰的處理均存在能耗增加、故障點(diǎn)增加、檢修維護(hù)困難等問(wèn)題，提高了燃煤電廠的運(yùn)行維護(hù)成本，代價(jià)極大。

4 總結(jié)

濕法煙氣脫硫工藝是當(dāng)今世界占主導(dǎo)地位的脫硫工藝，但其濕煙氣會(huì)帶來(lái)諸如煙氣抬升高度降低、煙囪排水量增加、煙氣中粉塵濃度增加、白色煙羽、藍(lán)煙或黃煙、煙囪雨、煙羽下洗、煙囪出口結(jié)冰等一系列對(duì)環(huán)境的不利影響。在當(dāng)前以環(huán)境質(zhì)量改善為導(dǎo)向的大氣污染治理情況下，多污染物治理是大趨勢(shì)，因此在選擇脫硫工藝上要有前瞻性。針對(duì)新建和改造的濕法煙氣脫硫工程，一定要考慮到對(duì)環(huán)境的不利影響。

[1] 閆小紅.煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用及展望[J].循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2006（7）：27-29.

[2] 高輝.石化電廠2×287MW鍋爐石灰石濕法煙氣脫硫工程技術(shù)可行性研究[D].

[3] Johannesen J.T.，Christensen J.A.，Simonsen O.，and Livbjerg H.The dynamics of aerosols in condensational scrubbers[J]. Chem. Eng. Sci., 1997（52）：2541-2556.

[4] M.Thellefsen, Nielsen. H. Livbjerg. Formation and emission of fine particles from two coal-fired power plants[J]. Combust. Sci. and Tech.， 2002(174): 79-113.

[5] 劉澤常，王志強(qiáng)，等.大氣可吸入顆粒物研究進(jìn)展[J].山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，23（4）：97-100.

[6] 范柏祥，孫煦，王金波.可吸入顆粒物的治理[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2003（3）：31-33.

[7] 邵龍義，時(shí)宗波，黃勤.都市環(huán)境大氣中可吸入顆粒物的研究[J].環(huán)境保護(hù)，2000（1）：24-29.

[8] J.H.塞思菲爾德.空氣污染-物理和化學(xué)基礎(chǔ)（中譯本）[M].北京：科學(xué)出版社，1986.

[9] 楊復(fù)沫，馬永亮，賀克斌.細(xì)微大氣顆粒物PM2.5及其研究概況[J].世界環(huán)境，2000（4）：32-34.

[10] Robert E.Moser，SO3’s impacts on plant O&M：Part III.http://www. powermag.com/.

[11] Triscori R，Kumar S, Lau Y L A，et al.Performance Evaluation of Wet Electrostatic Precipitator at AES Deepwater[J].2007.

[12] Staehle R C，Triscori R J，Kumar K S，et al. The Past，Present，and Future of Wet Electrostatic Precipitators in Power Plant Applications[C]. Mega Symposium，May，2003：19-22.

[13] 劉鶴忠，陶秋根.濕式電除塵器在工程中的應(yīng)用[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2012（3）：43-47.

[14] WESP Reduces Opacity Below 10 Percent at DGC. NEWSLETTER, PRECIP. 2003（3）. No. 326.

[15] Staehle R C，Triscori R J，Kumar K S，et al.Wet Electrostatic Precipitators for High Efficiency Control of Fine Particulates and Sulfuric Acid Mist[C]. Institute of Clean Air Companies（ICAC）Forum，2003.

[16] David L.Anderson，A REVIEW OF THE NEW EPRI/CICIND REVISED WET STACK DESIGN GUIDE. Alden Research Laboratory.

[17] Revised Wet Stack Design Guide.EPRI，Palo Alto，CA：2012.1026742.

[18] 李曉梅.火電廠脫硫煙囪改造[J].城市建設(shè)理論研究，2013（33）.

Impact of Wet Process Flue Gas Desulfurization on Environment and Countermeasure

WANG Jian-chun, MA Guo-jun

X701

A

1006-5377（2017）03-0027-06