1燃煤電站有色煙羽現(xiàn)象

為了減少排煙污染物對環(huán)境的污染，燃煤電站建設了脫硫、除塵、脫硝、水銀等環(huán)境保護設施。但是，設置環(huán)境保護設施，特別是設置脫硝裝置，將電動吸塵器改為高效電源，拆除脫硫系統(tǒng)的煙熱交換器(GGH)或者燃燒高硫煤時，煙囪的煙霧出現(xiàn)了一定程度的有色煙霧，造成了嚴重的視覺污染，給周邊生活的大眾帶來了很多擔心，給電站的環(huán)境保護工作帶來了一定的壓力。

2燃煤電站有色煙羽產(chǎn)生機制

脫硫后的煙霧之所以呈現(xiàn)藍煙或黃煙，是因為煤在燃燒過程中產(chǎn)生了很多SO2、SO3和NOx等污染物，與水分和細微的煙塵粒子凝聚在粒徑與藍光、黃光波長相當大的氣溶膠細粒子上，散發(fā)在光波相當細的粒子上。煙羽拖尾越長，意味著細粒的質(zhì)量濃度越高。煙羽的色度主要受煙中凝結(jié)物和亞微米粒子質(zhì)量濃度的影響。有色煙羽的產(chǎn)生應具備污染物條件和氣象條件。

2.1污染物條件

多數(shù)情況下，濕法脫硫后煙氣存在SO3，硫酸氣溶膠的質(zhì)量濃度超過71.4mg/m3時，可見的藍煙羽出現(xiàn)，硫酸氣溶膠的質(zhì)量濃度越高，煙羽的顏色越濃，長度也越長

煙氣中存在大量NO2時，NO2在光線條件下發(fā)生光化學反應，引起O3的累積，O3本身呈藍色，氧化性強，將煙氣中的SO2氧化為SO3，生成硫酸氣溶膠的同時，煙氣中的NO2和H2O

2．2氣象條件

氣象條件也是造成燃煤電站有色煙羽現(xiàn)象的主要條件之一。當污染物所在大氣區(qū)域結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、風速較低、大氣擴散性能較差時，易造成污染物的積累;太陽輻射強度大，引發(fā)O3產(chǎn)生率高，且存在逆溫現(xiàn)象，就會導致煙囪排放有色煙羽。

煙氣中產(chǎn)生有色煙羽現(xiàn)象的氣溶膠粒徑非常小，容易產(chǎn)生光散射。粒子的尺寸和可見光的波長接近，屬于瑞麗散射，瑞麗散射的特征是散射光的強度與波長的4次方成反比，因此短波的藍色光的散射比長波的紅色光強得多，陽光的反射側(cè)的煙羽呈藍色，煙羽的另一側(cè)(透射側(cè))呈黃褐色。

3有色煙羽產(chǎn)生原因分析

3.1燃燒高硫煤

從表1和圖1可以看出，#1單元煙中SO2質(zhì)量濃度最高，煙囪排放SO2質(zhì)量濃度最高，藍煙現(xiàn)象最明顯#2單元煙中SO2質(zhì)量濃度最高，藍煙現(xiàn)象居中#3單元煙中SO2質(zhì)量濃度最低，藍煙現(xiàn)象比其他2單元輕:因此，煙中SO2質(zhì)量濃度越高(即煤含硫量越高)，煙囪排放煙羽的顏色越明顯。

表1不同機組污染物統(tǒng)計數(shù)據(jù)

圖 13 臺機組煙囪排放煙羽情況

3．2脫硝裝置催化劑與電除塵放電影響

火電機組SCＲ脫硝催化劑V2O5/TiO2在催化還原NOx的同時會使一部分SO2氧化生成SO3，電除塵器放電使一部分SO2氧化生成SO3，提高了煙氣中SO3(包括H2SO4)的生成量和排放量。煙囪出口SO3(包括H2SO4)排放質(zhì)量濃度超過35mg/m圖13臺單元煙囪排放煙羽時，會出現(xiàn)明顯的藍色或黃色煙羽。

單元脫硝系統(tǒng)運行中過度噴射氨時，NH3、H2O和SO3發(fā)生化學反應后，極細的亞微米級(NH4)2SO4容易發(fā)生有色煙霧現(xiàn)象。

3.3煙氣換熱器(GGH)拆除

GGH拆除后，煙氣濕度增加，水分的存在加強了SO3氣溶膠的凝結(jié)，細微粒子物質(zhì)濃度增加，有色煙羽現(xiàn)象加劇。

3.4氣象條件

每年11、12、1、2月光強度弱，有色煙羽現(xiàn)象緩和夏、秋光強時，煙霧擴散能力弱，有色煙羽現(xiàn)象明顯。

4解決措施

消除有色煙羽是一個綜合治理的過程，應從以下方面著手:(1)控制煙氣SO3的生成及排放，降低其排放水平(SO3質(zhì)量濃度低于35．7mg/m3)，控制NOx的排放并合理噴氨;(2)去除亞微米顆粒和酸霧，減少酸性氣溶膠的產(chǎn)生。

4.1噴射堿性物質(zhì)

對爐膛內(nèi)、選擇性催化還原(SCR)裝置后或空氣預熱器前噴射氧化鈣、氧化鎂等堿性吸收劑，降低煙中SO3的質(zhì)量濃度，消除煙囪有色煙羽現(xiàn)象。堿性物質(zhì)的不同噴射位置如圖2所示。

圖2堿性物質(zhì)不同噴射位置

4.2采用新型脫硝催化劑

調(diào)整釩、鎢等要素配比的新型催化劑，在保證脫硝效果的同時，降低SO2/SO3的轉(zhuǎn)化率。

4.3混煤混合

采取混合煤質(zhì)的措施，降低燃煤硫分，降低煙中SO2的質(zhì)量濃度，降低SO2/SO3的轉(zhuǎn)化率。

4.4安裝低溫節(jié)煤器

在一般的電除塵設備前安裝換熱裝置，煙溫下降到80~95℃，煙中的SO3凝結(jié)吸附在煙粒上。SO3的吸附起到飛灰調(diào)質(zhì)的作用，飛灰比電阻降低，吸塵器的效率提高。吸塵器的效率取決于煙氣中的酸露點和灰硫比，通常灰硫比超過100時，SO3低溫省煤器的去除率達到95%以上。

4.5采用濕式靜電吸塵器

濕式靜電吸塵器(WESP)的濕環(huán)境、低阻率、高輸入電壓特性，能有效地收集亞微米級粒子狀物和酸霧。WESP可以配置在脫硫吸收塔中，也可以配置在煙道中，收集從脫硫塔中逃脫的亞微米級粒子狀物質(zhì)和硫酸霧滴，SO3的去除率達到95%。

5結(jié)論

有色煙羽的產(chǎn)生與煙囪排放口SO2、SO3、NOx、NH3(銨鹽)、細粒物、氣溶膠等污染物密切相關(guān)，與燃煤電站進行的超低排放改造相結(jié)合進行調(diào)整，上述氣態(tài)污染物質(zhì)量濃度大幅下降，正常運行情況下有色煙羽的產(chǎn)生也大幅度減輕。