濕法脫硫是中國燃煤煙氣主要的脫硫方法，中國絕大多數(shù)的燃煤電廠，工業(yè)燃煤鍋爐、采暖熱水鍋爐、燒結(jié)機、玻璃窯使用這種方法脫硫，每年脫除的二氧化硫高達數(shù)千萬噸，大大減少了大氣中的二氧化硫濃度，因而減少了酸雨和在大氣中堿性物質(zhì)與二氧化硫合成的硫酸鹽顆粒物。

　　但是，近年來，各地逐漸發(fā)現(xiàn)，大氣中硫酸鹽顆粒物在PM2.5中所占的比例顯著升高，經(jīng)常成為非采暖季大氣中PM2.5的主要成分，很可能就是采暖季大氣污染的罪魁禍?zhǔn)?。從邏輯上講，因為燃煤煙氣大規(guī)模地脫硫，使得大氣中二氧化硫的濃度降低了，在大氣中合成的硫酸鹽會大大降低。那么大氣中這么多的硫酸鹽是哪里來的?莫非是什么設(shè)備把硫酸鹽排到了大氣中?

　　我們在一個燃煤煙氣污染治理可行性研究的調(diào)查工作中發(fā)現(xiàn)，濕法脫硫工藝產(chǎn)生了大量極細(xì)的硫酸鹽，排放到大氣中。而同一時期，很多專業(yè)人士也發(fā)現(xiàn)了這個問題。某省的一位專業(yè)環(huán)保官員告訴我，這種濕法脫硫工藝產(chǎn)生的煙氣顆粒物，還有一個俗稱，叫“鈣煙”。

　　那么濕法脫硫工藝是如何產(chǎn)生極細(xì)的硫酸鹽的?我下面試圖用科普方式來解釋。

　　燃煤煙氣中的主要大氣污染物是顆粒物、二氧化硫和氮氧化物。當(dāng)然還有一些次要顆粒物，如汞等重金屬。一些特殊的燃煤或固體燃料的燃燒過程如燒結(jié)機和垃圾焚燒，還會產(chǎn)生其它的污染物，如氟化氫、氯化氫、二惡英等，篇幅所限本文暫不涉及。

　　大部分燃煤煙氣污染物減排的主要任務(wù)就是除塵(去除顆粒物)、脫硫(去除二氧化硫)和脫硝(去除氮氧化物)。

　　一般來說，在煙氣污染物減排過程中脫硝是第一道工藝，因為除了低溫脫硝工藝外，一般的脫硝工藝采用鍋爐內(nèi)(900~1100℃)的高溫脫硝方法——非選擇性催化還原法(SNCR)，或者鍋爐外(300~400℃)的中溫選擇性催化還原法(SCR)。這兩種方法都需要加氨水或尿素水作為還原劑。氨逃逸就在此時發(fā)生，氨逃逸量與氨噴射和控制技術(shù)有關(guān)，同時也與要求氮氧化物脫除的排放上限成反比。在技術(shù)相同的情況下，要求排放的氮氧化物越少，氨的使用量就越多，逃逸量也就越多。氨逃逸會在濕法脫硫環(huán)節(jié)惹麻煩。

　　脫硝后，就開始進行煙氣的換熱降溫，以回收煙氣中的熱量。一般先通過省煤器，將鍋爐的進水加熱，而后再經(jīng)過空氣預(yù)熱器，將準(zhǔn)備進入到鍋爐里燃燒煤炭的空氣加熱，經(jīng)過這兩道節(jié)能換熱過程后，煙氣的溫度下降到100℃左右，就開始進入第二道工序，除塵，即去除顆粒物，一般采用靜電除塵或袋式除塵工藝。如果設(shè)計合理，設(shè)備質(zhì)量合格，一般情況下，靜電除塵器可以將煙氣中的顆粒物濃度降至5毫克/立方米以下，袋式除塵器甚至可以將煙氣中的顆粒物濃度降至1毫克/立方米以下。今天，除塵技術(shù)已經(jīng)非常成熟。

　　煙氣經(jīng)過除塵后，就開始了第三道減排工藝，脫硫。濕法脫硫是現(xiàn)在中國普遍采用的脫硫方法。大部分濕法脫硫工藝是使用脫硫塔，把大量的水與石灰石(主要成分為碳酸鈣)粉或生石灰粉(生石灰粉的主要成分是氧化鈣，與水反應(yīng)生成后的主要成分是氫氧化鈣)混合，形成石灰石或熟石灰堿性乳液，從脫硫塔的上部噴灑，這些液滴向脫硫塔下滴落;在風(fēng)機的作用下，含有大量二氧化硫的酸性煙氣則從下向上流動，堿性乳液中的石灰石或熟石灰及其它少量的堿性元素(如鎂、鋁、鐵和氨等)與二氧化硫的酸性煙氣相遇，就生成了石膏(硫酸鈣)及其它硫酸鹽。由于石膏在水中的溶解率很低，因此，收集落到塔底的乳液，將其中的石膏分離出來，剩下的就是含有大量可溶性硫酸鹽的污水，這些硫酸鹽包括：硫酸鎂、硫酸鐵、硫酸鋁和和硫酸銨等，需要去除這些硫酸鹽后，污水才能排放或重新作為脫硫制備堿性乳液的水使用。

　　中間插一段兒：恰恰這些含有硫酸鹽的污水的處理現(xiàn)在存在很大的問題。因為這些污水的處理耗資巨大，因此有很多燃煤企業(yè)或?qū)⑦@些污水未經(jīng)處理排放到河流中，或者不經(jīng)處理重新作為制備脫硫堿性乳液的水使用;前者嚴(yán)重地污染了水體，后者則將這些可溶鹽排放到了空中(原因在下面解釋)。我曾經(jīng)去過一家企業(yè)考察燃煤鍋爐，鍋爐的運行人員告訴我們，鍋爐污水零排放。一同考察的專家們諷刺到，污水中的污染物都排放到空中了。這個燃煤企業(yè)實際的做法是不對濕法脫硫產(chǎn)生的廢水中溶解的硫酸鹽做去除處理，而是將溶有大量硫酸鹽的廢水反復(fù)使用，還美其名曰，廢水零排放。廢水是零排放了，可溶性的硫酸鹽倒是全都撒到天上了，每立方米的燃煤煙氣中，有好幾百毫克的硫酸鹽，全都變成PM2.5了。還不如不做煙氣脫硫處理呢!這就是經(jīng)過幾年的大規(guī)模燃煤煙氣處理，大氣中的PM2.5沒有大幅度下降的原因!

　　接下來說：并不是所有的乳液都落到了塔底。因為進入到脫硫塔里的煙氣溫度很高，于是將大量的乳液液滴蒸發(fā)。越到脫硫塔的底部，煙氣的溫度就越高，乳液液滴的蒸發(fā)量就越大。不幸的的是，越到底部，乳液液滴中所含的硫酸鹽也就越多(如果反復(fù)使用未經(jīng)處理的含有大量硫酸鹽的廢水，則硫酸鹽就更多了)，由于乳液液滴的蒸發(fā)速度很快，一些微小液滴中的可溶性硫酸鹽來不及結(jié)晶，液滴就完全蒸發(fā)，因此析出極細(xì)的硫酸鹽固體顆粒，平均粒徑很小，大量的顆粒物直徑在1微米以下，即所謂的PM1.0。當(dāng)然乳液中最大量的固體還是硫酸鈣(石膏)，不過其不溶于水，硫酸鈣顆粒的平均粒徑比較大。

　　這些含有硫酸鈣顆粒和可溶鹽的鹽乳液的蒸發(fā)量非常巨大。對應(yīng)一臺100萬千瓦的燃煤發(fā)電機組，在煙氣脫硫塔中這些鹽溶液的蒸發(fā)量每小時會達到100噸左右。因此，析出的極細(xì)顆粒物數(shù)量巨大。

　　這些極細(xì)的顆粒物隨著煙氣向脫硫塔上部流動，大部分被從上部滴落的液滴再次吸收和吸附(于是這些極細(xì)的顆粒物在脫硫塔中被反復(fù)地吸收/吸附和析出)，但仍有可觀的殘留顆粒物隨著煙氣從塔頂排出。需要說明的是，顆粒物的粒徑越小，殘留的就越多。

　　有人會有疑問，從塔頂噴灑的液滴密度很大，難道不能將這些極細(xì)顆粒物都洗掉?遺憾的是，不能。早先鍋爐的煙氣除塵就用過水膜法，即噴射水霧除塵，除塵效果很差。道理很簡單，同樣的顆粒物重量濃度，顆粒物的粒徑越小，顆粒物的數(shù)量就越多，從水霧中逃逸的比例就越大。

　　煙氣出了脫硫塔后，在早先的燃煤煙氣處理工藝中，就算完成煙氣處理工藝了，煙氣經(jīng)過煙囪排放到大氣中，當(dāng)然，那些在濕法脫硫過程中產(chǎn)生的大量的二次顆粒物——硫酸鹽們，也隨著煙氣排放到大氣中。其中石膏顆粒物粒徑較大，于是就跌落在距煙囪不遠(yuǎn)的周圍，被稱為石膏雨。那些粒徑較小的可溶鹽，則隨風(fēng)飄向遠(yuǎn)方，并逐漸沉降，提高了廣大地區(qū)大氣中顆粒物的濃度。煙氣中的顆粒物濃度常常達到幾百毫克/立方米，比起脫硫前煙氣中的顆粒物，增加了好幾倍甚至幾十倍。所以有人諷刺，濕法脫硫把黑煙(煙塵)和黃煙(二氧化硫)變成了白煙(硫酸鹽)。