工業煙氣除霧脫白工藝方法綜述

王麒麟

（安徽政濤環保科技有限公司，安徽合肥230601）

工業上的“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。雖然企業的煙氣排放已經符合國家環保標準，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”寫入地方環保標準。上海市環境保護局和上海市質量技術監督局聯合發布的《燃煤電廠大氣污染物排放標準》明確要求：燃煤發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。浙江省環保廳發布的浙江省強制性地方環境保護標準《燃煤電廠大氣污染物排放標準》明確要求：位于城市主城區及環境空氣敏感區的燃煤發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。

企業要生存發展，一方面要適應不斷提高的環保標準，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，除霧脫白將成為環保發展的一個新方向，也是社會發展的趨勢。

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 點環境溫度15℃，環境相對濕度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 直接加熱工業煙氣消除白煙流程圖

一定溫度、濕度的工業煙氣用熱源（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、濕度的工業煙氣先用冷源（循環水、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。針對各行業濕煙氣的脫白，一定能找到工藝技術、環保投入和環境保護的平衡點。