工業(yè)煙氣除霧脫白工藝方法綜述

王麒麟

（安徽政濤環(huán)?？萍加邢薰?，安徽合肥230601）

工業(yè)上的“有色煙羽”包括白色煙羽、黃色煙羽、灰色煙羽、藍色煙羽等。這些年隨著國家環(huán)保標準要求的不斷提高，黃色、灰色、藍色已基本消除，而白色煙羽依然存在。雖然企業(yè)的煙氣排放已經符合國家環(huán)保標準，但仍然有長長的白色霧帶飄揚在工廠上空。

2017年上海、浙江已將消除“有色煙羽”寫入地方環(huán)保標準。上海市環(huán)境保護局和上海市質量技術監(jiān)督局聯合發(fā)布的《燃煤電廠大氣污染物排放標準》明確要求：燃煤發(fā)電鍋爐應采取煙溫控制及其他有效措施消除石膏雨、有色煙羽等現象。浙江省環(huán)保廳發(fā)布的浙江省強制性地方環(huán)境保護標準《燃煤電廠大氣污染物排放標準》明確要求：位于城市主城區(qū)及環(huán)境空氣敏感區(qū)的燃煤發(fā)電鍋爐應采取煙溫控制及其他有效措施消除石膏雨、有色煙羽等現象。2018年，部分省、市政府對鋼鐵、焦化和燃煤電廠等行業(yè)提出超低排放、深度減排的實施方案，其中明確提出對濕煙氣脫白治理的要求。

企業(yè)要生存發(fā)展，一方面要適應不斷提高的環(huán)保標準，另一方面也要承擔相應的社會責任，提高品牌信譽和社會公信力。因此，除霧脫白將成為環(huán)保發(fā)展的一個新方向，也是社會發(fā)展的趨勢。

1 白煙形成的機理

當溫度較高、濕度較大的煙氣從煙囪排出去后，遇到較低的環(huán)境溫度，在降溫過程中達到露點溫度，從而使煙氣中的水蒸氣凝結成水霧，形成白煙，亦稱之為“白色煙羽”。

濕煙氣形成白煙的機理見圖1。其中藍色曲線為飽和空氣含濕量曲線，橫坐標表示溫度（℃），縱坐標表示含濕量（g/kg 干空氣）。例如某廠濕煙氣排放A 點溫度為60℃，含濕量為120 g/kg 干空氣；D 點環(huán)境溫度15℃，環(huán)境相對濕度60%，含濕量為6.3 g/kg 干空氣。

圖中AD 段為煙氣排入大氣后溫度下降的全過程，B 點為該溫度下飽和空氣的露點溫度。BC 降溫段經過了過飽和區(qū)域，說明BC 降溫段都是凝結水析出，即出現了水霧，形成了白煙。

圖1 形成白煙的機理圖

2 工業(yè)煙氣除霧脫白工藝方法

2.1 直接加熱法

圖2 直接加熱工業(yè)煙氣消除白煙流程圖

一定溫度、濕度的工業(yè)煙氣用熱源（蒸汽、高溫煙氣等）采用間接換熱、直接加熱的方式給煙氣升溫，當升高到一定溫度時，煙氣通過排煙筒高空排放，可以有效消除白煙，工藝流程圖見圖2，消除白煙的原理見圖3，其中AB 為煙氣升溫階段，BC 為煙氣最終排入大氣后的降溫階段。從圖3 可以看到，最終降溫階段BC 不經過過飽和區(qū)域，因此不會出現白煙。

圖3 采用直接加熱法消除白煙原理圖

2.2 先降溫、再加熱法

一定溫度、濕度的工業(yè)煙氣先用冷源（循環(huán)水、冷凍水等）換熱降溫，把部分煙氣中的水冷凝下來，再通過熱源（蒸汽、高溫煙氣等）換熱升溫，當升高到一定溫度時，煙氣通過排煙筒高空排放，可以有效消除白煙，工藝流程見圖4。

圖4 先降溫、再加熱工業(yè)煙氣消除白煙流程圖

消除白煙的原理見圖5，其中AB 為煙氣降溫階段，BC 為煙氣升溫階段，CD 為煙氣最終排入大氣后的降溫階段。從圖5 可以看到，最終降溫階段CD 不經過過飽和區(qū)域，因此不會出現白煙。

2.3 降溫混風法

圖5 采用先降溫、再加熱法消除白煙原理圖

利用高效除霧器對一定溫度、濕度的工業(yè)煙氣換熱降溫，換熱采用風冷氣- 氣熱交換。煙氣通過高效除霧器降溫后，凝結出大量水，同時利用尾氣水分凝結時放出的大量熱能，對鼓入的環(huán)境干空氣進行加熱，使其溫度升高。溫度升高的干空氣與降溫后的煙氣在排煙筒內混合，這樣就使煙氣的含濕量和相對濕度大大降低，從而降低了排空煙氣的露點溫度，使排空煙氣在排出后很短時間內達不到露點溫度，最終降溫過程不經過過飽和區(qū)域，從而不會凝結形成水霧，達到消滅白煙的目的。

3 結論與展望

對工業(yè)濕煙氣除霧脫白的處理工藝中，直接加熱法工藝簡單，投資相對小，但要做到“全年無白”，難度高，能耗大；先降溫、再加熱法工藝復雜，投資相對大，運行成本適中；降溫混風法工藝簡單，投資相對適中，由于采用混風，省去了再加熱工序，相對能耗小，運行成本低。

上述三種方法適合風量20 萬Nm3/h 以下的工業(yè)煙氣脫白的處理，對于風量超過50 萬Nm3/h 甚至100 萬Nm3/h 煙氣，若采用這三種方法，無論固定投資還是運行費用都是巨大的。

目前針對鋼鐵、水泥行業(yè)風量超過50 萬Nm3/h 甚至100 萬Nm3/h 的煙氣，出現了回轉式GGH 換熱、管式GGH 換熱和MGGH 換熱等新工藝，這些工藝對處理大風量工業(yè)煙氣脫白取得了一定的效果，但無論是GGH還是MGGH，使用中都存在許多制約條件，例如要求除塵后，脫硫前的煙氣溫度達到120℃或者以上，難以做到煙氣全年無白煙等。

隨著社會的發(fā)展和科學技術的進步，煙氣脫白新工藝和新設備會不斷出現。針對各行業(yè)濕煙氣的脫白，一定能找到工藝技術、環(huán)保投入和環(huán)境保護的平衡點。