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在日益嚴格的環保排放要求下,越來越多的各類工業企業也越來越重視環保新技術。經過一系列各種各樣的環保設施過濾后排出的白色煙霧,也被看做一個重工業企業環保是否合格的明顯標志?!鞍谉熕菑娝嵝缘?,且含有會產生霧霾的可溶性硫酸鹽和一部分有毒物質,煙氣消白就是要將白煙里的污染物進一步消除?!?/span>
煙囪冒白煙 也要治理
我國焦化、鋼鐵、火電企業眾多,生態環保治理的壓力也非常大。企業的煙囪也從黑色、黃色、藍色等逐漸變成了白色?!暗@些白色煙霧會給周邊環境帶來‘石膏雨’和‘有色煙雨’。
“石膏雨”是指濕法煙氣脫硫系統吸收塔出口凈煙氣,由于處于濕飽和狀態,在流經煙道、煙囪排入大氣的過程中因溫度降低,煙氣中部分氣態水和污染物發生凝結,液體狀態的漿液量增加,并在一定區域內有液滴飄落,沉積至地面干燥后呈白色石膏斑點的現象。
“有色煙雨”是指煙氣在煙囪口排入大氣的過程中因溫度降低,煙氣中部分氣態水和污染物發生凝結,在煙囪口形成霧狀水汽,霧狀水汽因天空背景色、天空光照、觀察角度以及SO3和NH3氣溶膠等物質成分的細微變化,形成白色、灰白色和藍色等顏色的煙雨。
“除了‘石膏雨’和‘有色煙雨’等不良現象,部分學者還認為霧霾出現的元兇是濕法脫硫后排放的高濕煙氣以及排煙水分中溶解性顆粒物,即煙囪白煙?!比绻苡行Ы鉀Q濕法脫硫后煙氣除濕消白的問題,則不僅可以減輕“白煙”這種視覺污染,解決“石膏雨”和“有色煙雨”等不良現象,而且還是治理大氣霧霾污染的有效途徑之一,同時起到回收煙氣中的水分和余熱的作用,兼顧解決環境與發展的矛盾。
基于這一形勢,上海、浙江、天津、河北、山西、山東等省份相繼出臺政策法規要求重點行業進行大氣污染物深度治理,而焦化、鋼鐵和火電等重點行業首當其沖。山西省于2017年4月12日出臺的《山西省大氣污染防治2017年行動計劃》中,規定2017年10月底前省內4個傳輸通道城市火電行業的燃煤發電機組(含自備電廠),必須全部達到超低排放,否則停產。山西省目前共有焦化企業147家,產能約15300萬噸;鋼鐵行業仍在產的企業為25家,產能約4000萬噸;火電企業294家,總裝機容量約6404萬千瓦。因此,仍有大量的企業需要進行大氣污染物深度治理煙氣消白改造以滿足政策法規要求。
環保新技術 源自偶然
“這項技術的研發是從2009年開始的?!弊T教授學生、全程跟隨研發煙氣消白技術的熊英瑩博士告訴記者,當時內蒙古華能北方上都電廠及華北電力設計院,聯系到譚教授,希望能研發一種技術,降低濕法脫硫中水的消耗?!斑@個電廠是為北京提供電力,由于內蒙古缺水,使用濕法脫硫要消耗大量地下水資源,而用干法脫硫不僅建設成本是濕法脫硫的四五倍,還要配套建設一個化肥廠,投入太大?!毙懿┦勘硎?,譚教授組建了團隊,通過計算發現,一個600MW機組排煙中含水250噸/小時以上!完全有可能從煙氣中取出濕法脫硫塔要消耗的80噸/小時水,因此譚教授大膽提出了“從煙氣中取水”的新思路。在實驗室里模擬搭建了一套濕法脫硫小試試驗系統,研發濕法脫硫后煙氣節水技術。經過3年多的系統研究,終于研發出了在實驗室條件下,可回收90%凝出水的新技術和新結構。
2012 年,譚教授團隊在該600MW電廠搭建了煙氣量5萬立方米的中試試驗系統,檢驗在工廠生產條件下該項技術的效果。經過將近一年的調試,確定可以回收70%80%的煙道凝結水用于再生產,煙氣溫度降低5℃-8℃,就可實現該廠濕法脫硫零水耗。到此時,可以說此項技術已經成功?!霸谠囼炛形覀冏⒁獾?,收水裝置底部沉淀有大量顆粒物,經過化驗發現主要成分為各種可溶性鹽類顆粒物?!彪y道此套設備還有除塵的效果?為了驗證此猜想,2013年,團隊在中試系統拆除前,對除塵效果進行試驗,發現可以有效減少煙氣中的SO3、重金屬、PM級微細顆粒物等污染物含量。2013年底,研究團隊在北京舉辦了科研成果評審會,該項技術被中國電機工程學會認定為“國際先進技術”。
2013年對中國環保來說,是一個重要節點。在這年的2月,全國科學技術名詞審定委員會將PM2.5的中文名稱命名為細顆粒物。霧霾,成了當時人們重點關注的環保名詞。各個省也出臺了更加嚴格的空氣污染指標?!?014年,西安提出了工業鍋爐顆粒物排放10mg/m3的標準,可當時能達到這個標準的技術很少,西安環保部門得知我們的技術后,便推薦市內企業使用?!毙懿┦扛嬖V記者,當時共有三家工業企業上了4套設備,投入運營后,監測數據顯示這三家企業全部達標。外省市的環保部門和企業得知消息后,也主動聯系譚教授,商討技術開發事宜。
“當時,江蘇省提出了超低排放的要求,國電南京環保研究院就多方面尋找有效的環保技術。在得知我們的技術成果后,便主動和我們聯系,希望能共同研究,實現超低排放?!毙懿┦勘硎?,當時選擇了常州一個電廠,為一套660MW的