由于煙氣脫白剛起步,對于為什么煙氣脫白,有不同的理解。筆者認為,排煙實現一年四季無白是起碼的要求,可以減少對飛行、高速公路的影響,解決視覺污染的同時,應該至少還有四個功能:有利于除霧霾、節水、節能、處理廢水。
1、除霧霾
煙氣中蒸汽的密度是0.804kg/m3,比空氣輕,離開煙囪后很容易上升,與環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,密度遠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、雨、雪可以刮走或凝結降落,遇靜穩天氣,濃霧就像一個大蓋子,本身就有溶解性顆粒析出,還阻隔、吸收其他污染源顆粒物的擴散,在霧層中累積,就形成了霧霾,這就是我國頻繁出現霧霾的成因和過程。以直接噴淋除濕為基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同、低成本實現粉塵、二氧化硫、氮氧化物、重金屬、有機污染成分的達標和超低近零排放,使環保又純投入轉變為有效益。
2、節水
基于以下方法可以估算出,我國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:每燃燒1噸標煤,濕煙氣帶走水分1噸、循環水冷卻塔排水5噸,煤電、熱電行業每年排到大氣中的水分超過120億噸。
(2)鋼鐵行業:每生產1噸鋼,方散1.5噸水分,全行業每年排放水分約15億噸。
(3)煤焦化行業:每濕熄1噸焦炭,排放0.5噸水分,焦爐煙道氣濕法脫硫、干法脫硫都排放水分,合計煤焦化行業每年向大氣排放水分超過2億噸。
(4)天然氣燃燒:每燃燒1m3天然氣,會產生2m3、1.55kg水蒸氣,全國每年排放超過3億噸水分。
此外,還有水泥、建材、有色金屬、石油化工等行業。
人為排放大氣160億噸的水分,與大自然的水循環量相比,卻是小數目,但這是在大自然正常循環基礎上增加的,特別是我國經濟發展不均衡、發達地區排放強度是全國平均值的10倍以上,極不均勻。我國耗能、排放巨量的國情決定,在中國做煙氣脫白,必須充分重視節水。水分上天是霧霾、收回來就是資源,特別對于西部缺水企業而言,回收水分更有意義。大氣水分是我國不可忽視的重要非常規水源。對于鋼鐵行業,全國噸鋼消耗新水3噸,外排水1噸、煙氣帶出水分1.5噸。鋼鐵企業真正的“零排水”應包括“零排汽”做到近零排汽、回收冷凝水作為新水回用,就可以做到近零取新水,不足部分用生活污水中補充,從而實現近零排水、近零排汽、近零消耗新水,不僅使企業獲得顯著經濟效益,也會促進自然水體的改善。
3、節能
采用以除濕為基的煙氣脫白,假設回收70%排汽,全國每年可以回收相當于100多億噸水蒸氣的熱量,用于采暖、加熱礦粉、煤粉,具有相當顯著的節能效益。對于鋼鐵行業,相當于噸鋼回收1噸以上水蒸氣的余熱,利用后會有可觀的經濟效益。比如,河北某市回收一個鋼廠的低溫余熱,一期可以為城市提供600萬平方米、最終提供1200萬平方米的采暖,余熱作為采暖供熱基礎負荷、原有供熱鍋爐用于調峰,直接節煤、節天然氣、節電,節能同時兼顧了大氣治理。這是國家發改委、住建部力推余熱暖民工程的主要目的。
4、處理利用廢水
直接噴淋脫白不僅部新產生廢水,還有助于處理原來的難處理廢水。濕法脫硫廢水、焦化廢水、綜合污水處理產生的濃鹽水都是難處理、投資處理成本高的廢水,采用膜處理為主的常規處理方法難以做到“零排放”或難以低成本“零排放”,采用直接噴淋除濕脫白后,阻隔了煙氣中污染物從水中向大氣中的轉移,利用煙道氣余熱和殘氧熱解熱氧化、無害化消解廢水中的COD有機成分、吸收稀釋氨氮,用噴霧蒸發濃縮、干燥去除溶解鹽,可以大幅度減少廢水處理投資,特別是降低處理成本。