脫白是指煙囪排放出的飽和濕煙氣與環(huán)境較低的環(huán)境空氣接觸時(shí)，在煙氣降溫過程中，煙氣中所含水蒸汽過飽和凝結(jié)，凝結(jié)水滴對(duì)光線產(chǎn)生折射、散射，從而使煙羽呈現(xiàn)出白色或者灰色，稱其為濕煙氣，俗稱大白煙。

   為什么要脫白？第一是解決視覺污染，減少對(duì)飛行、公路運(yùn)輸?shù)挠绊懀坏诙欣诔F霾；第三是節(jié)水； 第四是廢水處理利用。

1

除霧霾

    煙氣中水蒸氣的密度是0.804kg/m3，比空氣輕，離開煙囪后很容易上升，與環(huán)境低溫空氣混合降溫后，水蒸氣飽和冷凝為水滴，水滴的密度是1000kg/m3，顆粒極細(xì)、密度遠(yuǎn)比空氣大的水滴在大氣層中懸浮累積形成霧，濃霧影響飛行、高速公路交通，通過風(fēng)、雨、雪可以刮走或凝結(jié)降落，遇靜穩(wěn)天氣，濃霧就像一個(gè)大蓋子，本身就有溶解性顆粒物析出，還吸收其他污染源顆粒物、阻隔其擴(kuò)散，在霧層中累積，就形成了霧霾，這就是我國(guó)頻繁出現(xiàn)霧霾的成因和過程。以除濕為基礎(chǔ)的煙氣脫白可以去霧霾，減少大霧天氣，特別重要的是可以協(xié)同、低成本實(shí)現(xiàn)粉塵、二氧化硫、氮氧化物、重金屬、有機(jī)污染成分的達(dá)標(biāo)和超低近零排放，使環(huán)保由純投入轉(zhuǎn)變?yōu)橛行б妗?/span>

2

節(jié)水

   基于以下方法可以估算出，我國(guó)每年人為排放到大氣中的水分超過160億噸。

    1）煤電、熱電行業(yè)：每燃燒1噸標(biāo)煤，濕煙氣帶走水分1噸、循環(huán)水冷卻塔排水5噸，煤電、熱電行業(yè)每年排到大氣中的水分超過120億噸。

    2）鋼鐵行業(yè)：每生產(chǎn)1噸鋼，放散1.5噸水分，全行業(yè)每年排放水分約15億噸。

    3）煤焦化行業(yè)：每濕熄1噸焦炭，排放0.5噸水分，焦?fàn)t煙道氣濕法脫硫、干法脫硫都排放水分，合計(jì)煤焦化行業(yè)每年向大氣排放水分超過2億噸。

    4）天然氣燃燒：每燃燒1立方米天然氣，會(huì)產(chǎn)生2立方米、1.55千克水蒸  氣，全國(guó)每年排放超過3億噸水分。

    此外，還有水泥、建材、有色金屬、石油化工等行業(yè)。

   人為排放到大氣160億噸的水分，與大自然的水循環(huán)量相比，確是小數(shù)目，但這是在大自然正常循環(huán)基礎(chǔ)上增加的。我國(guó)水資源分布不均衡，部分地區(qū)水資源的可利用量制約著企業(yè)的生產(chǎn)制造和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。采用以除濕為基礎(chǔ)的煙氣消白，假設(shè)回收濕法脫硫附加排汽的70-80%，全國(guó)每年可以回收相當(dāng)于100多億噸水，可用于民用及生產(chǎn)，具有相當(dāng)顯著的節(jié)水效益。

3

廢水處理利用

    濕法脫硫廢水、焦化廢水、綜合污水處理產(chǎn)生的濃鹽水都是難處理、投資處理成本均高的廢水，采用膜處理為主的常規(guī)處理方法難以做到“零排放”或難以低成本“零排放”，采用煙氣脫白后，阻隔了煙氣中污染物從水中向大氣中的轉(zhuǎn)移，利用煙道氣余熱和殘氧熱解熱氧化、無(wú)害化消解廢水中COD有機(jī)成分、吸收稀釋氨氮，用噴霧蒸發(fā)濃縮、干燥去除溶解鹽，可以大幅度減少?gòu)U水處理投資，特別是降低處理成本。

    綜上所述，煙氣脫白是實(shí)現(xiàn)超低排放、節(jié)約能源、除霧霾、節(jié)水、處理利用廢水的有效手段。

   如何脫白?先看一下這個(gè)圖，圖中曲線代表飽和濕空氣隨溫度變化的曲線。假設(shè)C點(diǎn)為周圍環(huán)境空氣參數(shù)，A點(diǎn)為煙囪出口煙氣參數(shù)，煙氣剛排出煙囪時(shí)處于未飽和狀態(tài)，隨著空氣的混入及煙氣與空氣進(jìn)行換熱，煙氣參數(shù)沿著AB線變化直至達(dá)到狀態(tài)C。煙氣由未飽和狀態(tài)A到達(dá)B點(diǎn)的飽和狀態(tài)是不存在大白煙的，B點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中部分是在飽和曲線的左側(cè)，是氣態(tài)水發(fā)生相變凝結(jié)變成液態(tài)水，形成煙羽。實(shí)際上不會(huì)沿著B點(diǎn)到C點(diǎn)的直線走，形成煙羽煙氣繼續(xù)沿著BDE曲線變化，過量的水蒸氣則凝結(jié)為霧滴即白色煙羽，也就是直線AC與曲線BDE形成的陰影部分范圍。

怎樣實(shí)現(xiàn)脫白?由上圖可知，就是要求煙氣與空氣混合溫度—濕度變化曲線與飽和曲線不發(fā)生交集，甚至遠(yuǎn)離飽和曲線。我們可以認(rèn)定這種設(shè)定環(huán)境條件下基本實(shí)現(xiàn)了煙氣脫白，這就是煙氣脫白的原理。

白色煙羽排放特征

通常情況下白色煙羽嚴(yán)重程度：冬季>秋季≈春季>夏季。冬季由于環(huán)境溫度相對(duì)較低，更容易出現(xiàn)濕煙羽，夏天由于溫度高，出現(xiàn)濕煙羽的幾率大幅降低。

煙氣減白煙技術(shù)路線

減少白煙現(xiàn)象的出現(xiàn)一般有三種解決方法：

1

煙氣冷凝，降低煙氣溫度，將冷凝后的水分提出，既減少了排煙水分又縮小了煙氣與周邊環(huán)境空氣溫差，煙氣變化曲線與飽和曲線不相交或相交段減少，此法可減輕或徹底消除冒白煙現(xiàn)象；

2

煙氣加熱，提升煙氣溫度，使得煙囪出口煙氣參數(shù)遠(yuǎn)離飽和曲線；

3

先冷凝再加熱，既可減少排煙水分又可使得煙囪出口煙氣參數(shù)遠(yuǎn)離飽和曲線。

1分析方案

假設(shè)脫硫塔出口煙氣為B點(diǎn)，環(huán)境空氣為C點(diǎn)。首先將煙氣由B點(diǎn)冷凝至F（50℃）點(diǎn)，隨著溫度的降低煙氣中水蒸氣部分冷凝為液態(tài)水，煙氣與空氣混合變化曲線為FDEC，消除大部分白色煙羽現(xiàn)象。為了提高煙氣抬升力，并且保證遠(yuǎn)離飽和曲線，把煙氣加熱到H（90℃），煙氣中的水分含量不變，溫度提高，此時(shí)，煙氣混合空氣的曲線（近直線）變化為HC，不與飽和曲線有交集。HC的延長(zhǎng)線與Y軸相交的溫度為6.8℃左右，也就是說環(huán)境溫度不低于該溫度時(shí)候，達(dá)到了消除“冒白煙”現(xiàn)象。

2 分析方案

首先將煙氣由B點(diǎn)冷凝至D（45℃）點(diǎn)，隨著溫度的降低煙氣中水蒸氣部分冷凝為液態(tài)水，煙氣與空氣混合變化曲線為DEC，幾乎消除白色煙羽現(xiàn)象。為了提高煙氣抬升力，并且保證遠(yuǎn)離飽和曲線，把煙氣加熱到I（85℃），煙氣中的水分含量不變，溫度提高，此時(shí)，煙氣混合空氣的曲線（近直線）變化為IC，不與飽和曲線有交集。IC的延長(zhǎng)線與Y軸相交的溫度為5℃左右，也就是說環(huán)境溫度不低于該溫度時(shí)候，達(dá)到了消除“冒白煙”現(xiàn)象。

3 分析方案

首先將煙氣由B點(diǎn)冷凝至D（45℃）點(diǎn)，隨著溫度的降低煙氣中水蒸氣部分冷凝為液態(tài)水，煙氣與空氣混合變化曲線為DEC，幾乎消除白色煙羽現(xiàn)象。為了提高煙氣抬升力，并且保證遠(yuǎn)離飽和曲線，把煙氣加熱到J（115℃），煙氣中的水分含量不變，溫度提高，此時(shí)，煙氣混合空氣的曲線（近直線）變化為JC，不與飽和曲線有交集。JC的延長(zhǎng)線與Y軸相交的溫度為0℃左右，也就是說環(huán)境溫度不低于該溫度時(shí)候，達(dá)到了消除“冒白煙”現(xiàn)象。

結(jié)論

從上面3個(gè)方案分析的結(jié)果來看，每個(gè)方案在一定的條件下都能達(dá)到消除“冒白煙”的目的，但是所采用的方案與煙氣冷凝器和再熱器的成本有著很大關(guān)聯(lián)，并且所采用的方案被外部環(huán)境溫度影響的程度都有不同。因此，環(huán)境溫度越低，要求看不到白煙所需冷凝溫度越低，再熱溫度越高。

煙氣脫白工藝路線

不同地區(qū)氣候條件、政策要求都不一樣，脫白要求的冷凝溫度、再熱溫度以及產(chǎn)生的能耗是不一樣，因此可以根據(jù)實(shí)際條件及政策要求采取不同的脫白工藝，目前廣泛采用的脫白技術(shù)路線有以下幾種：

1

MGGH+冷凝

2

GGH

3

冷凝+SGH

4

漿液冷卻+SGH

    捷瑪公司自行設(shè)計(jì)研發(fā)的MGGH系統(tǒng)綜合應(yīng)用煙氣余熱回收設(shè)備已廣泛應(yīng)用于新疆、內(nèi)蒙等各地的大型鋼鐵企業(yè)：

    ①通過熱回收器回收出口煙氣余熱，使除塵器入口溫度由120～150℃降低至90～100℃。煙溫的降低促使粉塵比電阻（每平方厘米面積上、沿高度方向上一厘米粉塵的電阻值，稱之為粉塵的比電阻）相應(yīng)降低，進(jìn)而大幅提高除塵效率，并有效脫除煙氣中絕大部分的SO3，滿足低排放要求，節(jié)省濕法脫硫工藝耗水量，減少煙囪水汽的排放。

    ②熱回收器回收的熱量由熱媒體運(yùn)輸至煙氣再加熱器，將脫硫出口煙氣溫度由約50℃升高到80℃左右，從而避免煙囪降落液滴，減輕煙囪腐蝕，提高煙氣排放抬升高度，消除“煙羽”視覺污染。