科學(xué)解讀｜燃煤電廠煙囪冒的“白煙”和“黑煙”

大氣網(wǎng)訊:一提到燃煤電廠，人們就會(huì)聯(lián)想到“污染”。

一看到電廠煙囪冒出的“白煙”，有的人會(huì)想到很多種空氣污染物。

煙囪里的“白煙”

燃煤電廠的煙囪冒的“白煙”到底是什么呢？需不需要治理呢？

其實(shí)，大型燃煤電廠煙囪里排出的煙氣，經(jīng)過(guò)環(huán)保設(shè)備處理后，主要成分是二氧化碳和水蒸氣。二氧化碳是無(wú)色無(wú)味的，人們眼睛看到的“白煙”只是水蒸汽凝結(jié)為非常細(xì)的水霧，并非是污染物。

哪里來(lái)的“白煙”？

大型燃煤電廠鍋爐燃燒煤炭產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)同步旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電流。

燃煤電廠的鍋爐需要消耗大量的煤炭。煤炭中也含有部分水汽，燃燒中煤炭中的水汽也會(huì)進(jìn)入煙囪，煙氣將會(huì)依次經(jīng)過(guò)脫硝裝置、電除塵裝置及脫硫裝置，煙氣中的氮氧化物、粉塵（主要是PM10和PM2.5）和二氧化硫等污染物被脫除很干凈，而水蒸汽卻會(huì)越來(lái)越多。

火電廠普遍采用的濕法脫硫工藝（脫硫出口煙氣一般為處于飽和或接近飽和狀態(tài)，煙氣溫度一般45～52℃），經(jīng)過(guò)脫硫后產(chǎn)生濕煙氣經(jīng)煙囪排放到大氣中，與溫度相對(duì)較低的環(huán)境空氣接觸而冷凝及凝結(jié)，所形成的大量霧狀水汽對(duì)光線產(chǎn)生折射、散射，因天空背景色和天空光照、觀察角度等原因發(fā)生顏色的細(xì)微變化，通常呈現(xiàn)出白色，看起來(lái)就是煙囪冒“白煙”。

這下明白了，煙囪里的“白煙”主要成分是二氧化碳和水汽，對(duì)環(huán)境質(zhì)量不構(gòu)成威脅。這就像冬天咱們呼出的“哈氣”一樣。

為何有時(shí)看到煙囪也冒“黑煙”呢？

一般，煙囪冒的“白煙”比較常見(jiàn)，但是有時(shí)也冒“黑煙”，這又是怎么回事？

“白煙”是飽和濕煙氣直接經(jīng)煙囪進(jìn)入大氣環(huán)境，遇冷凝結(jié)成微小液滴而產(chǎn)生，對(duì)于治理設(shè)施質(zhì)量合格的超低排放機(jī)組來(lái)說(shuō)，其成分以水霧為主，污染物濃度很低，對(duì)環(huán)境質(zhì)量無(wú)直接影響，屬視覺(jué)污染。

“黑煙”是在較暗光線下，光線經(jīng)大量霧狀水汽或反射或折射，視覺(jué)上感覺(jué)“發(fā)暗、發(fā)黑”，有時(shí)看起來(lái)是“灰煙”，有時(shí)甚至是“黑煙”，當(dāng)然也不排除是由于除塵效果不好所致，這是很個(gè)別的現(xiàn)象。

原來(lái)無(wú)論是“白煙”還是“黑煙”，主要成分都是水汽，就是光線制造的“障眼法”，以后見(jiàn)到煙囪冒“白煙”就沒(méi)那么恐慌了。

同一個(gè)煙囪，不同光線下的煙氣顏色

矮粗的“煙囪”也冒“白煙”

有人會(huì)說(shuō)，見(jiàn)過(guò)不僅有細(xì)高的煙囪冒“白煙”，還有矮粗的“煙囪”也冒“白煙”。

這咱們就得科普一下了，那種矮粗的不是煙囪而是冷卻塔。冷卻塔里冒出來(lái)的“白煙”是水汽而不是煙氣，如果看見(jiàn)冷卻塔里冒“黑煙”，那一定是光線造成了假象。

冷卻塔是干什么用的呢？

火電廠冷卻塔的作用就是降溫，是電廠用來(lái)冷卻水用的構(gòu)筑物，是電廠節(jié)約用水，循環(huán)用水的一種構(gòu)筑物。

這種冷卻塔在南方水多的地區(qū)比較常見(jiàn)，現(xiàn)在在北方水少的地區(qū)已經(jīng)不再使用，改成空冷島了。空冷的散熱要比晾水塔的散熱更節(jié)約水。

就好比是一個(gè)特別大的汽車(chē)水箱，熱水在里面靠外面的風(fēng)扇來(lái)散發(fā)熱量，但水不會(huì)蒸發(fā)出去。