工业烟气除雾脱白工艺方法综述

王麒麟

（安徽政涛环保科技有限公司，安徽合肥230601）

工业上的“有色烟羽”包括白色烟羽、黄色烟羽、灰色烟羽、蓝色烟羽等。这些年随着国家环保标准要求的不断提高，黄色、灰色、蓝色已基本消除，而白色烟羽依然存在。虽然企业的烟气排放已经符合国家环保标准，但仍然有长长的白色雾带飘扬在工厂上空。

2017年上海、浙江已将消除“有色烟羽”写入地方环保标准。上海市环境保护局和上海市质量技术监督局联合发布的《燃煤电厂大气污染物排放标准》明确要求：燃煤发电锅炉应采取烟温控制及其他有效措施消除石膏雨、有色烟羽等现象。浙江省环保厅发布的浙江省强制性地方环境保护标准《燃煤电厂大气污染物排放标准》明确要求：位于城市主城区及环境空气敏感区的燃煤发电锅炉应采取烟温控制及其他有效措施消除石膏雨、有色烟羽等现象。2018年，部分省、市政府对钢铁、焦化和燃煤电厂等行业提出超低排放、深度减排的实施方案，其中明确提出对湿烟气脱白治理的要求。

企业要生存发展，一方面要适应不断提高的环保标准，另一方面也要承担相应的社会责任，提高品牌信誉和社会公信力。因此，除雾脱白将成为环保发展的一个新方向，也是社会发展的趋势。

1 白烟形成的机理

当温度较高、湿度较大的烟气从烟囱排出去后，遇到较低的环境温度，在降温过程中达到露点温度，从而使烟气中的水蒸气凝结成水雾，形成白烟，亦称之为“白色烟羽”。

湿烟气形成白烟的机理见图1。其中蓝色曲线为饱和空气含湿量曲线，横坐标表示温度（℃），纵坐标表示含湿量（g/kg 干空气）。例如某厂湿烟气排放A 点温度为60℃，含湿量为120 g/kg 干空气；D 点环境温度15℃，环境相对湿度60%，含湿量为6.3 g/kg 干空气。

图中AD 段为烟气排入大气后温度下降的全过程，B 点为该温度下饱和空气的露点温度。BC 降温段经过了过饱和区域，说明BC 降温段都是凝结水析出，即出现了水雾，形成了白烟。

图1 形成白烟的机理图

2 工业烟气除雾脱白工艺方法

2.1 直接加热法

图2 直接加热工业烟气消除白烟流程图

一定温度、湿度的工业烟气用热源（蒸汽、高温烟气等）采用间接换热、直接加热的方式给烟气升温，当升高到一定温度时，烟气通过排烟筒高空排放，可以有效消除白烟，工艺流程图见图2，消除白烟的原理见图3，其中AB 为烟气升温阶段，BC 为烟气最终排入大气后的降温阶段。从图3 可以看到，最终降温阶段BC 不经过过饱和区域，因此不会出现白烟。

图3 采用直接加热法消除白烟原理图

2.2 先降温、再加热法

一定温度、湿度的工业烟气先用冷源（循环水、冷冻水等）换热降温，把部分烟气中的水冷凝下来，再通过热源（蒸汽、高温烟气等）换热升温，当升高到一定温度时，烟气通过排烟筒高空排放，可以有效消除白烟，工艺流程见图4。

图4 先降温、再加热工业烟气消除白烟流程图

消除白烟的原理见图5，其中AB 为烟气降温阶段，BC 为烟气升温阶段，CD 为烟气最终排入大气后的降温阶段。从图5 可以看到，最终降温阶段CD 不经过过饱和区域，因此不会出现白烟。

2.3 降温混风法

图5 采用先降温、再加热法消除白烟原理图

利用高效除雾器对一定温度、湿度的工业烟气换热降温，换热采用风冷气- 气热交换。烟气通过高效除雾器降温后，凝结出大量水，同时利用尾气水分凝结时放出的大量热能，对鼓入的环境干空气进行加热，使其温度升高。温度升高的干空气与降温后的烟气在排烟筒内混合，这样就使烟气的含湿量和相对湿度大大降低，从而降低了排空烟气的露点温度，使排空烟气在排出后很短时间内达不到露点温度，最终降温过程不经过过饱和区域，从而不会凝结形成水雾，达到消灭白烟的目的。

3 结论与展望

对工业湿烟气除雾脱白的处理工艺中，直接加热法工艺简单，投资相对小，但要做到“全年无白”，难度高，能耗大；先降温、再加热法工艺复杂，投资相对大，运行成本适中；降温混风法工艺简单，投资相对适中，由于采用混风，省去了再加热工序，相对能耗小，运行成本低。

上述三种方法适合风量20 万Nm3/h 以下的工业烟气脱白的处理，对于风量超过50 万Nm3/h 甚至100 万Nm3/h 烟气，若采用这三种方法，无论固定投资还是运行费用都是巨大的。

目前针对钢铁、水泥行业风量超过50 万Nm3/h 甚至100 万Nm3/h 的烟气，出现了回转式GGH 换热、管式GGH 换热和MGGH 换热等新工艺，这些工艺对处理大风量工业烟气脱白取得了一定的效果，但无论是GGH还是MGGH，使用中都存在许多制约条件，例如要求除尘后，脱硫前的烟气温度达到120℃或者以上，难以做到烟气全年无白烟等。

随着社会的发展和科学技术的进步，烟气脱白新工艺和新设备会不断出现。针对各行业湿烟气的脱白，一定能找到工艺技术、环保投入和环境保护的平衡点。