近年来国家持续加大污染治理力度,环境质量总体有所改善,但冬季京津冀地区雾霾仍然频发,引起不少人质疑治霾措施的正确性。有观点认为,由于燃煤电厂的湿法脱硫排放大量的可溶盐,未对烟气加热排放,导致低温、高湿度的烟气难以扩散,进而得出“湿法脱硫治理燃煤污染或是雾霾形成的重要原因”的结论,并极力推行干法脱硫。因此,有必要全面认识湿法脱硫,厘清雾霾形成的主要原因,把握正确的治霾方向
1、湿烟气中的主要成分
湿法脱硫后排放的湿烟气中除氮气、氧气、二氧化碳、一氧化碳外,还有常规污染物烟尘、二氧化硫、氮氧化物,此外,还有可凝结颗粒物、液态水及其溶解盐、气态水。
烟尘,实际上是指可过滤颗粒物,包括除尘器未能完全收集的烟尘及烟气脱硫、脱硝过程中产生的未被捕集的次生颗粒物,如石膏颗粒等。早期的湿法脱硫工程,由于工程投资、运行管理等方面的原因,“石膏雨”现象较为普遍,但随着超低排放的实施,“石膏雨”现象越来越少,因为“石膏雨”严重的电厂,其烟尘(可过滤颗粒物)排放浓度不可能满足排放标准要求,更不用说满足超低排放要求了。此外,“石膏雨”中石膏均是大颗粒,在烟囱周围500米范围内降落到地面,所以与雾霾表征因子PM2.5无关。
依据美国环保署的定义,可凝结颗粒物是指在烟道温度状况下为气态,离开烟道后在环境状况下降温数秒内凝结成为液态或固态,此类物质通常以凝结核的形式存在,空气动力学直径小于1微米。燃煤电厂湿烟气中可凝结颗粒物主要是气雾状的三氧化硫等。
湿烟气中的液态水是指在烟道温度状况下呈液态形式存在的水,其中会溶解部分盐,排入大气中蒸发后,溶解的盐即形成PM2.5。
湿烟气中的气态水是指在烟道温度状况下呈气态形式存在的水,俗称水蒸气,气态水中基本不含任何污染物,对PM2.5无贡献。
毋庸置疑,湿法脱硫极大地减少了烟气中二氧化硫及可过滤颗粒物的排放,但三氧化硫及液态水中的可溶盐排放会增加大气中的PM2.5,因为三氧化硫排入大气中会与碱性组分反应生成硫酸盐。
2、湿法脱硫可减少烟气中的可过滤颗粒物
湿法脱硫塔内有多层喷淋层,类似于下大暴雨,正常情况下会将烟气中的颗粒物淋洗下来。湿法脱硫对烟气中烟尘(可过滤颗粒物)的去除效率与颗粒物的初始浓度和粒径、脱硫系统的液气比、流场均匀性、烟气流速、除雾器的除雾效果等许多因素有关。
日本电厂的测试结果表明,湿法脱硫对烟气中可过滤颗粒物的去除效率一般在70%-80%。我国早期的湿法脱硫工程,由于脱硫效率较低,测试结果表明湿法脱硫对可过滤颗粒物的脱除效率一般在50%左右,新建电厂环评报告编制过程中湿法脱硫对烟尘的去除效果均是按50%进行计算的。
对于少数除雾器效果较差、“石膏雨”现象严重的电厂,甚至出现脱硫后可过滤颗粒物浓度增加的现象,这些电厂排放烟气中的雾滴浓度均不满足2005年颁布的国家环保标准《火电厂烟气脱硫工程技术规范石灰石/石灰-石膏法》的要求。但不能以个别早期不满足环保标准要求的电厂,烟气脱硫后可过滤颗粒物或PM2.5质量浓度稍有增加的案例来否定湿法脱硫对可过滤颗粒物的脱除效果。
2014年以后,随着超低排放的大力推进,燃煤电厂湿法脱硫工程的脱硫效率及除雾器的除雾效率均大幅提高。大量电厂的测试结果表明,湿法脱硫对可过滤颗粒物的脱除效率与日本燃煤电厂的测试结果相近,在70%-80%,甚至更高。
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