烟囱白烟的形成与防治

湿式烟气脱硫是目前市场上应用最为广泛的一种脱硫工艺，也是今后市场推广的主流技术，具有脱硫效率高、投资适中、结构简单等优点。但脱硫处理后的烟气被增湿冷却，湿度较大，温度较低，容易引起风机带水、设备震动、腐蚀，排放烟气扩散能力差，在一定的气象条件下烟气的排放会发生白烟，引起二次公害。因此，对湿式脱硫过程白烟产生的机理和防治措施的研究，具有十分重要的意义。

1机理

湿法脱硫之所以会产生白烟，是因为在湿式脱硫系统中，脱硫剂溶液和高温烟气直接接触，使烟气被增湿冷却，而脱硫剂溶液中的水分则吸热汽化，导致烟气中的水蒸气总量大大增加。而随着脱硫过程的进行，烟气温度逐渐降低，烟气温度的降低使烟气携带蒸汽的能力降低，60°C时的烟气达到饱和的情况下所能携带的水蒸汽量为0. 1302 kg/m(烟气),90°C时的烟气达到饱和的情况下所能携带的水蒸汽量为0.4235 kg/m(烟气)，可见烟气温度由90 0C降低到60 0C，单位体积烟气的水蒸汽携带能力降低了近70 %，如蒸汽总量超出了烟气的携带能力，就会有大量的水蒸汽凝结为小水滴，烟气中的水滴在烟囱直接排放形成白烟。

另一方面，也可以在温湿图上对该过程加以分析。图1表示了烟气脱硫和排放过程的湿度变化。假设脱硫前烟气的温度为140 °C，含湿量为10 %(体积)(摩尔湿度为0.111kmol水/kmol干烟气)，如图中A点所示，它表示脱硫装置入口处的烟气条件。烟气在脱硫过程中沿绝热冷却线由A到B的方向被增湿冷却到B点状态，B点为脱硫结束时的烟气状态，相当于水蒸汽饱和度为95 % ,温度为60-62°C，水分约为15 %(体积) (摩尔湿度约为0.172kmol水/kmol干烟气)。如果继续增湿冷却，水蒸汽将过饱和，就会有水凝结，造成风机带水，设备腐蚀。

图1湿式脱硫过程中烟气湿度变化示意图

脱硫装置排放烟气状态为B，大气的状态表示在C点(水蒸气饱和度为50 % ,温度为25 °C)。从烟囱排出的烟气，与大气混合，沿BC线向C发生状态变化，到达D点就饱和，开始产生白烟，直到E点又进入非饱和区白烟即告消失，DE为白烟产生段。

2防治措施

由以上分析可知，要避免风机带水和避免产生白烟现象，必须降低烟气的水蒸汽饱和度。为此，可采取以下措施:

 (1)将脱硫装置排放的烟气与未经处理的烟气混合。

图1中从c点引饱和线的切线与AB线相交于F，如果混合后的烟气状态位于自F至A点一侧即可避免白烟发生，为此，将处理后的烟气(B点)与未经处理烟气((A点)二者按与AF BF大致相等的比例混合即可。本法的缺点就是未经处理的烟气中SO2含量高，与处理过的烟气混合排放降低了整个脱硫系统的脱硫效率。

(2)将热空气与烟气混合。

其原理与方法与(1)大致相同，其优点是热空气无尘无SOz ,温度高，且不会降低装置的脱硫效率和除尘效率，易达到消除白烟的目的。但也有很大的不足，高温度的空气一般来源于空气预热器，吸收了锅炉烟气的热量，与烟气混合排放浪费了能量，降低了锅炉效率。

 (3)用换热器来加热烟气，使烟气的温度升高，达到消除白烟的目的。

根据换热器的类型不同可分为:管式换热器(MRG)法，气/气换热器法、汽/气换热器法、水/气

换热器(MGGH)法等，表1为换热器性能比较。

管式换热器:即用热管换热的原理，用热空气或热烟气来加热冷烟气。此法传热过程不消耗动力，具有价格低，节约能源，流动阻力小等优点。

气/气换热器:用回转式空气预热器，利用热空气加热冷烟气。此法最突出的问题是运行中，工质结露严重，问题难以解决，漏风严重时可达30 %^'40%以上，如用作湿法脱硫的烟气再热器，结露不仅影响经济性，更为严重的是降低脱硫效率。

汽/气换热器:用蒸汽加热冷烟气。设备价格便宜，系统简单，但随着年运行小时数的增加，传热阻力增大，蒸汽消耗量也随之增大，年运行费用相当高。如考虑煤价上涨因素，运行费用更高。

水/气换热器:用水作载体来加热冷烟气，此法设备简单，热量的利用率高。但换热系统较复杂，系统维护费用大。上表是以上四种换热方式的比较。

(4)用电除雾器来除雾

普通的湿电除尘除雾器不能消除烟囱白烟，是因为烟气中的水分的比电阻和荷电特性不容易被普通电场高效吸附而捕捉，烟囱出口烟气中含有大量的水分遇冷空气而凝聚形成水滴，就是我们平常看到的白烟。湖北鼎天环境工程有限公司采用德国鲁奇技术的湿式电除雾器，设计独特的电源，可以向极板传输特定频率的变幅度，异形波形的脉冲浪涌高频电流，这种电流形成的特定变化的电场对烟气中的水蒸汽有独有的捕集特性，捕集效率比普通湿电除雾器高得多，烟气中的水蒸汽少了，烟囱就没有形成白雾的条件了，自然就看不到白烟了，该技术在国内几个项目案例已成功运行了很长一段时间，有着实际的应用意义。 

以上所介绍的几种方法都是常用的烟气再热消除白烟的方法，实际工程中可针对实际情况选用合适的方法加以采纳。

3结语

 (1)湿法脱硫系统风机带水和冒白烟的根本原因在于脱硫后的烟气的水蒸汽过饱和。

 (2)解决风机带水和冒白烟问题的根本途径在于提高烟气温度以降低烟气的水蒸汽饱和度。

 (3)各种方案各有利弊，实际工程中应根据具体情况选择方案。

附表

不同温度下空气中饱和水蒸汽含量表