湿法脱硫

2020-03-03 07:45:54 来源：范文大全收藏下载本文

目前燃煤烟气脱硫工艺90%以上是采用湿法脱硫，即通过喷射石灰石浆液与烟气中的二氧化硫分子接触反应，最终生成石膏。绝大部分石膏通过脱水而收集，但浆液中的微小粒子和水溶性盐，随烟气逸出脱硫塔，通过烟囱排入大气。过去，一部分相对较大的颗粒，在烟囱附近因为重力降落，俗称“石膏雨”，现在加装湿电除尘或高效除雾器后，这部分基本看不到了；而PM1.0以下的亚微米粒子及水溶性盐，则随烟气根据NASA灯光数据提取的PM2.5数据、二十世纪六十年代初至2013年山东省霾和雾的天气数据、不同部门实验数据，能够确切地断定2013年雾霾大暴发是一个突发事件。据环保部大气质量实时监测数据（2014年5月13日开始公开）计算的不同时间、不同区域采暖季启动日前后三周内PM2.5的变化，采用新的检测工具对行业性湿法脱硫排出水汽的检测数据；李壮等在2015年《节能技术》上公开发表的实验结果；某著名大学雾霾成因研究团队的部分研究结论，以及采用室内加湿器分别加入纯净水、矿泉水和自来水所导致的室内PM2.5浓度巨大差异的简单实验等。若干条独立证据链证明湿法脱硫是2013年雾霾暴发的主因，并且在之后一直起着主导作用。

1.还原2013年雾霾大暴发形成过程政府一系列针对湿法脱硫设备规范运行的政策和技术措施，以及企业的应对措施，在规定的2012年底前完成。新的湿法脱硫设备运转模式与原来的模式相比，发生了质的变化。进入2013年1月后，连续出现静稳或逆温天气。大量新增的湿法脱硫排放的含有溶解盐类和非溶解物的水汽，脱水后产生大量超细颗粒物，无法扩散，逐渐累积，为雾和霾的形成提供了充足的凝结核和湿度条件，进而引起雾霾的突然大暴发。

始于本世纪初的湿法脱硫在电厂的普及率，2005年达到35%左右，2012年基本普及。到2012年底，以湿法脱硫为主，大量合法化取消烟气再热除湿和允许排放低温湿烟汽的部门，包括：火力发电、燃煤热电、天然气锅炉、钢铁、焦化、电解铝、水泥、平板玻璃、汽车尾气、餐饮等。虽然本文主因是指湿法脱硫，但其他类似的排放低温湿烟汽的设备所起的作用，与湿法脱硫类似。1.2 湿法脱硫导致雾霾大暴发的作用机理湿法脱硫导致雾霾大暴发的作用机理是，已经对酸雨治理发挥重要作用的湿法脱硫，导致次生PM2.5，使得2013年雾霾大暴发，以及后来的雾霾高发、频发并出现反复。具体而言，2013年1月，突然全部正常运行的或新上的湿法脱硫设备排出大量水汽；企业拆除GGH，拆除GGH后常规污染物排放量标准可以提高一倍以上[1]，在湿法脱硫排出的水汽中有大量硫酸盐、脱水后形成大量超细颗粒物、占总的PM2.5比重很高的情况下，如果排出的超细颗粒物翻倍，在2012年底前许多企业一致行动，仅此一项，足以引起雾霾暴发；锅炉烟气标准由130 ℃变成40-60 ℃，干烟气变成低温湿烟（水）汽，在静稳或逆温天气下类似房间中安装了大量加湿器，从根本上改变原有烟气特性，也能够引起雾霾暴发。湿法脱硫排出的大量水汽中，有多种溶解盐和其他非溶解物，在大气中脱水后产生大量超细颗粒物，成为看不见的粒子。这些超细颗粒物隐藏在空气中，在空中停留时间长，不沉降，具有极强的迁移能力，控制和治理难度很大。遇到静稳天气或逆温天气，又吸水、膨胀、粘附、变大，成为雾霾；气象条件转好后，又可能脱水消失，也可能随着雨水落下。加上遍布京津冀及周边的各种电厂和其他有脱硫设备的燃煤设施，24小时不停运转，不断迅速补足大气中的超细颗粒物，静等静稳或逆温天气。其自身也不断向大气中输送脱水后变成大量超细颗粒物的水汽，进一步增加了空气的湿度。

可见，是企业整齐划一的湿法脱硫行为的改变，导致大气中湿法脱硫产生的超细颗粒物（形成霾的凝结核）突然增加，排出的水汽也导致空气湿度增加，从而导致2013年初静稳天气下雾霾的突然暴发和后来的频发。而在同期，国家为了治理酸雨，逐渐加大脱硫力度。虽然一些上了脱硫设备的企业并不按照要求一直开动设备，也有的通过烟气旁路系统偷排以减少成本，而烟气旁路系统是为了避免脱硫设施维护期间停产检修留的备用系统。在烟气排放到大气中之前，也有个对烟气的再加热系统（GGH）。

3.1 采用环保部监测数据验证湿法脱硫是导致集中供暖季开始时雾霾显著上升的主因

采用环保部1800多个站点300多个城市多种污染物按照小时监测数据，选取京津冀及周边部分通道城市20

14、20

15、2016年三个集中供暖季（11月15日开始）启动前后和黑龙江省主要城市2016年集中供暖季（10月20日开始）后前后三周的变化，来验证湿法脱硫对雾霾的程度变化是否显著。由于采暖锅炉大都达到较高的排放标准，像电厂燃煤机组PM2.5去除率已经达到98.98%，国家规定采暖锅炉或其它行业也要达标排放或超低排放。所以，燃煤锅炉启动后多燃烧的煤炭，在经过达到国际水平的除尘设施后，相对其它所有排放源的排放的贡献，可以忽略不计。说明少数几个超低排放的燃煤锅炉的启动，激发了某种雾霾产生机制——湿法脱硫排出的大量水汽中含有大量超细颗粒物。而其他常规因素，如散煤采暖等，不可能在短期内，在不同地区、不同时间引起同样类型的剧烈变化。经过脱硫工艺后，PM2.5的粒子数在0.07微米出现峰值。这是由于脱硫浆液形成细微颗粒物所致，主要是脱硫工艺中带来的硫酸根、氯离子等形成的矿物质盐。此外，还可能有通过除雾器逃逸的石膏晶粒经过脱水干燥后形成的微粒。目前的相关除尘设施对0.38微米（PM0.38）以下的超细颗粒物没有作用。

这些随着水汽排放到大气中的超细颗粒物形成霾的两个关键因素：湿度条件和凝结核，之后静等静稳或逆温天气的到来，就形成雾霾。而过去，即使是静稳或逆温天气，如果缺少另外这两个因素，也形不成霾。这两个技术层面的证据，进一步使湿法脱硫导致2013年雾霾大暴发等结论无可辩驳。 4.对策措施多种湿法脱硫政策和技术措施作用的叠加，是2013年初雾霾暴发的主因，并不是说PM2.5源解析中的其他因素不重要。现在已经对其他来源的PM2.5采取了铁腕治霾行动。这些工作难度非常大，远比针对湿法脱硫的技术措施复杂，还需要继续加强。

针对现有湿法脱硫装置的大中型燃煤设施，或具有低温湿烟汽排放的燃气设施等，可采取以下措施：

1.采用冷凝装置等减少水汽（低温湿烟汽）排放污染。

2.降低水汽中的各类溶解盐和非溶解物。

3.制定标准限制烟气排放湿度和次生颗粒物。

4.加快相关技术研发，尽快进行国内湿法脱硫技术局部改造，或研发并国产化干法脱硫技术，实现合理替代。

湿法脱硫塔设计 Microsoft Word 文档