燃煤电厂环保新问题蓝烟黄烟现象的研究及其对策

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1、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

2、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

3、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

4、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

5、现蓝色，而在烟羽的另一侧（透射侧）呈现黄褐色。1.1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

6、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。1.2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[VerhoffandBanchero1974]。如果烟囱的温度足够低，而水蒸气和H2SO4的浓度又足够高，那么H2SO4凝结后形成的气溶胶的浓度就可能达到在烟囱出口就形成可见烟羽

7、的程度。一旦烟气离开烟囱，由于冷却使得H2SO4的完全凝结，而周围的环境空气又夹卷进入烟羽，对烟羽进行稀释，蓝烟/黄烟在一段距离之后会逐渐消失。即便在烟囱的工况能够使烟囱出口处仍有足够高的温度（例如湿法FGD系统安装了GGH），这时在烟囱的出口处，烟气中大部分H2SO4仍然保持蒸汽状态，烟囱的出口可能看不到烟羽，但是在离烟囱出口不远的下风向上，仍然会出现一个与烟囱出口分离的蓝烟/黄烟的可见烟羽，这是由于在H2SO4的浓度没有被稀释之前，烟温已经降低到了露点以下的缘故。图2硫酸的露点与硫酸浓度和水蒸气浓度之间的关系在大多数的情况下，尤其是H2SO4、水、亚微米颗粒