隨著人們環保意識的增強。水泥生產的窯尾除塵一直受到人們更多的關注。許多水泥廠都有過這樣的經歷:窯尾收塵尾排煙囪。階段性地可見明顯的白煙。煙囪口附近是透明的。排煙約10多m后,顏色是灰白色的,從不同角度看顏色有稍許變化。在線檢測和實時測試數據表明。煙囪顆粒物排放數值并沒有超標。然而,究竟是什么原因導致這種現象的發生呢?且看下面的案例。
1煙羽
2000年。在美國電力公司Gavin電廠首次出現煙羽現象。該廠在總容量為2600MW的多個機組上安裝了SCR裝置和濕法FGD裝置后。煙囪排煙由原來幾乎看不到的煙羽。改變為較為濃厚的藍色、黃色煙羽。對電廠的景觀產生不良的影響。隨著越來越多的SCR裝置和濕法FGD裝置的投運,我國部分水泥廠、電廠也出現了類似的現象。煙囪排放出現可見煙羽的主要原因是煙囪排出的煙氣中含有硫酸的氣溶膠。
煙囪排出的煙氣中由于亞微米顆粒粉物的存在,使得H2S04以亞微米顆粒粉物作為凝結核,加強了凝結過程。硫酸氣溶膠的粒徑非常小,對光線產生散射。由于顆粒的尺寸和可見光的波長接近。屬于瑞利散射。瑞利散射的特點是。散射光的強度與波長的4次方成反比。因此短波的藍色光線散射要比長波的紅色光線強許多。最終使得煙囪在陽光照射的反射側。排煙的煙羽呈現藍色。而在煙羽的另一側(透射側)呈現黃褐色。
2影響煙羽的因素
影響煙羽顏色和不透明度(濁度)的主要因素是。氣溶膠顆粒粒徑的大小和濃度:太陽光的照射角度;煙囪的排煙溫表l某水泥廠5000t/d窯尾除塵器尾排測試情況(磨開時)表2某水泥廠5000t/d窯尾除塵器尾排測試情況(磨停時)度;大氣環境條件。在大多數的情況下。尤其是HrS04氣溶膠、水、亞微米顆粒物同時存在時,凝結是主要的生成機理。煙羽的濁度主要受到煙氣中可凝結物和亞微米飛灰濃度的影響。當H2s04濃度較低或中等時,亞微米煙塵的粒徑分布對煙羽的濁度有明顯的影響。主要是由于這些顆粒起到了汽相H2S0。凝結中心的作用。因此,在水泥廠建設了滿足環保要求的高效除塵器、SCR脫硝裝置和煙氣脫硫裝置后,在無法進一步降低亞微米顆粒物排放濃度的情況下。除由于煙羽中水蒸汽凝結所造成的白色煙羽之外。S0、的排放成為影響煙羽顏色和不透明度最主要的因素。在大多數情況下。當煙氣中硫酸氣溶膠的濃度超過lOxl0巧時,會出現可見的藍煙、黃煙煙羽,且硫酸氣溶膠的濃度越高,煙羽的顏色越濃、煙羽的長度也越長。嚴重時甚至可以落地。
3水泥工藝中的硫
(1)原料硫。水泥生產所用原料中的硫化物大部分為黃鐵礦和白鐵礦,2者均為FeS2,還有一些單硫化物(如FeS)。原料中的硫酸鹽主要包括石膏(CaSO4。˙2H20)和硬石膏(Ca.S04),這2種礦物在低于燒成帶溫度下很穩定。原料中存在的硫酸鹽大體上都會進入窯系統。硫化物(比如硫鐵礦)會在500——600%發生氧化生成S0,氣體。主要發生在第二級旋風筒。
(2)燃料硫。燃料中硫的存在形式和原料中的一樣。有硫化物、硫酸鹽還有有機硫。燃料在分解爐或者回轉窯燃燒。分解爐存在大量的活性CaO.同時分解爐的溫度正是脫硫反應發生的最佳范圍。因此燒成帶產生的S02氣體可以在分解爐被CaO吸收或者在過渡帶和燒成帶與堿結合生成硫酸鹽。也就是說在正常情況下。燃料中的硫很少會影響到硫的排放。但是以下這些情況出現例外:①燃料的燃燒是在還原狀況下進行的;②生料易燒性很差,燒成帶溫度被提得很高;③硫堿比明顯偏高。
經過多次煙氣測試。在原料磨停和原料磨開的2種情況下。顆粒物排放值維持在12——15mg/m3之間。磨開轉為磨停的切換過程中。顆粒物排放未出現較大的波動。同時在線監測上顯示的顆粒物排放數據維持在12-22mg/m3之間。也未發現原料磨開停切換過程中出現異常波動情況。從表1、表2中不難看出,磨開時煙氣含濕量較大。但煙囪觀察不到有水汽出現。磨停時煙氣含濕量略小。但能從煙囪看出有可見物充冒。這說明煙囪的可見物并不是由水汽造成的。或者說不是由水汽原因直接造成的。但是,在磨開與磨停工況下,SO2的數據變化卻非常大。由15mg/m3上升至251mg/m3。如此大的變化,使我們不得不聯系到S02與煙囪可見物的關系。

1煙羽
2000年。在美國電力公司Gavin電廠首次出現煙羽現象。該廠在總容量為2600MW的多個機組上安裝了SCR裝置和濕法FGD裝置后。煙囪排煙由原來幾乎看不到的煙羽。改變為較為濃厚的藍色、黃色煙羽。對電廠的景觀產生不良的影響。隨著越來越多的SCR裝置和濕法FGD裝置的投運,我國部分水泥廠、電廠也出現了類似的現象。煙囪排放出現可見煙羽的主要原因是煙囪排出的煙氣中含有硫酸的氣溶膠。
煙囪排出的煙氣中由于亞微米顆粒粉物的存在,使得H2S04以亞微米顆粒粉物作為凝結核,加強了凝結過程。硫酸氣溶膠的粒徑非常小,對光線產生散射。由于顆粒的尺寸和可見光的波長接近。屬于瑞利散射。瑞利散射的特點是。散射光的強度與波長的4次方成反比。因此短波的藍色光線散射要比長波的紅色光線強許多。最終使得煙囪在陽光照射的反射側。排煙的煙羽呈現藍色。而在煙羽的另一側(透射側)呈現黃褐色。
2影響煙羽的因素
影響煙羽顏色和不透明度(濁度)的主要因素是。氣溶膠顆粒粒徑的大小和濃度:太陽光的照射角度;煙囪的排煙溫表l某水泥廠5000t/d窯尾除塵器尾排測試情況(磨開時)表2某水泥廠5000t/d窯尾除塵器尾排測試情況(磨停時)度;大氣環境條件。在大多數的情況下。尤其是HrS04氣溶膠、水、亞微米顆粒物同時存在時,凝結是主要的生成機理。煙羽的濁度主要受到煙氣中可凝結物和亞微米飛灰濃度的影響。當H2s04濃度較低或中等時,亞微米煙塵的粒徑分布對煙羽的濁度有明顯的影響。主要是由于這些顆粒起到了汽相H2S0。凝結中心的作用。因此,在水泥廠建設了滿足環保要求的高效除塵器、SCR脫硝裝置和煙氣脫硫裝置后,在無法進一步降低亞微米顆粒物排放濃度的情況下。除由于煙羽中水蒸汽凝結所造成的白色煙羽之外。S0、的排放成為影響煙羽顏色和不透明度最主要的因素。在大多數情況下。當煙氣中硫酸氣溶膠的濃度超過lOxl0巧時,會出現可見的藍煙、黃煙煙羽,且硫酸氣溶膠的濃度越高,煙羽的顏色越濃、煙羽的長度也越長。嚴重時甚至可以落地。
3水泥工藝中的硫
(1)原料硫。水泥生產所用原料中的硫化物大部分為黃鐵礦和白鐵礦,2者均為FeS2,還有一些單硫化物(如FeS)。原料中的硫酸鹽主要包括石膏(CaSO4。˙2H20)和硬石膏(Ca.S04),這2種礦物在低于燒成帶溫度下很穩定。原料中存在的硫酸鹽大體上都會進入窯系統。硫化物(比如硫鐵礦)會在500——600%發生氧化生成S0,氣體。主要發生在第二級旋風筒。
(2)燃料硫。燃料中硫的存在形式和原料中的一樣。有硫化物、硫酸鹽還有有機硫。燃料在分解爐或者回轉窯燃燒。分解爐存在大量的活性CaO.同時分解爐的溫度正是脫硫反應發生的最佳范圍。因此燒成帶產生的S02氣體可以在分解爐被CaO吸收或者在過渡帶和燒成帶與堿結合生成硫酸鹽。也就是說在正常情況下。燃料中的硫很少會影響到硫的排放。但是以下這些情況出現例外:①燃料的燃燒是在還原狀況下進行的;②生料易燒性很差,燒成帶溫度被提得很高;③硫堿比明顯偏高。
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