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圍繞“十二五”環(huán)保發(fā)展 目標(biāo)推進(jìn)電除塵技術(shù)創(chuàng)新

圍繞“十二五”環(huán)保發(fā)展 目標(biāo)推進(jìn)電除塵技術(shù)創(chuàng)新

圍繞“十二五”環(huán)保發(fā)展 目標(biāo)推進(jìn)電除塵技術(shù)創(chuàng)新

【概要描述】最近,30mg/m3的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)引發(fā)了我國(guó)工業(yè)粉塵治理領(lǐng)域內(nèi)關(guān)于除塵方式的新討論,作為工業(yè)粉塵治理領(lǐng)域尤其是電力行業(yè)除塵重要方式的電除塵受到了部分業(yè)內(nèi)外人士的質(zhì)疑。從國(guó)際范圍來(lái)看,電除塵無(wú)疑能夠滿(mǎn)足30mg/m3乃至更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn);對(duì)于大部分中國(guó)煤種,直接使用電除塵器也完全可以滿(mǎn)足新的排放標(biāo)準(zhǔn),不僅具備優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性,且不存在二次污染。但是,高比電阻粉塵引起的反電暈、振打引起的二次揚(yáng)

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  最近,30mg/m3的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)引發(fā)了我國(guó)工業(yè)粉塵治理領(lǐng)域內(nèi)關(guān)于除塵方式的新討論,作為工業(yè)粉塵治理領(lǐng)域尤其是電力行業(yè)除塵重要方式的電除塵受到了部分業(yè)內(nèi)外人士的質(zhì)疑。從國(guó)際范圍來(lái)看,電除塵無(wú)疑能夠滿(mǎn)足30mg/m3乃至更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn);對(duì)于大部分中國(guó)煤種,直接使用電除塵器也完全可以滿(mǎn)足新的排放標(biāo)準(zhǔn),不僅具備優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性,且不存在二次污染。但是,高比電阻粉塵引起的反電暈、振打引起的二次揚(yáng)塵及微細(xì)粉塵荷電不充分等常規(guī)電除塵器固有的技術(shù)瓶頸,在很大程度上影響了電除塵器的除塵效率。這也是面對(duì)新標(biāo)準(zhǔn),電除塵器必須迎接的挑戰(zhàn)之一。但可通過(guò)技術(shù)進(jìn)步使之影響最小化。面對(duì)新標(biāo)準(zhǔn),如何尋找突破點(diǎn)提高除塵效率,增加對(duì)煤種的適應(yīng)性,降低能耗,繼續(xù)保持和增強(qiáng)電除塵技術(shù)的優(yōu)勢(shì),進(jìn)一步擴(kuò)大其適用范圍成為電除塵行業(yè)當(dāng)前需要解決的問(wèn)題。
  實(shí)際上,我國(guó)電除塵行業(yè)對(duì)高比電阻、高溫、高濕、高含塵濃度及細(xì)微顆粒控制技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用由來(lái)已久,移動(dòng)電極電除塵、復(fù)式雙區(qū)電除塵、煙氣調(diào)質(zhì)等新技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)多家電廠(chǎng)成功應(yīng)用,并取得了良好效果,粉塵凝聚技術(shù)亦已具備了工業(yè)應(yīng)用的條件。實(shí)踐證明,這些新技術(shù)開(kāi)發(fā)與成功應(yīng)用,彌補(bǔ)了電除塵器對(duì)我國(guó)部分煤種和工況的技術(shù)缺陷,大大提高了電除塵器的除塵效率和適用范圍。本期介紹近年來(lái)電除塵行業(yè)部分有針對(duì)性的新技術(shù),以期為行業(yè)提供參考,并為“十二五”期間除塵領(lǐng)域提高除塵設(shè)備的除塵效率和降低能耗提供思路。
  移動(dòng)電極電除塵技術(shù)有效抑制反電暈現(xiàn)象,解決二次揚(yáng)塵
  技術(shù)提示:移動(dòng)電極電除塵技術(shù)是歐盟委員會(huì)推薦的燒結(jié)機(jī)除塵的最佳可行技術(shù)之一,其采用布置于灰斗中的清灰刷刷除極板上粉塵的清灰方式,有效解決高比電阻粉塵引起的反電暈及振打清灰引起二次揚(yáng)塵等問(wèn)題,從而大幅度提高除塵效率,是目前突破常規(guī)電除塵器技術(shù)瓶頸的有效方法之一。特別是對(duì)于改造項(xiàng)目,移動(dòng)電極電除塵器的優(yōu)勢(shì)顯得更為突出。
  移動(dòng)電極電除塵器的收塵機(jī)理與常規(guī)電除塵器完全相同,由前級(jí)固定電極電場(chǎng)和后級(jí)移動(dòng)電極電場(chǎng)組成。據(jù)介紹,移動(dòng)電極電場(chǎng)中陽(yáng)極部分采用移動(dòng)的陽(yáng)極板和旋轉(zhuǎn)的清灰刷,陰極部分采用與常規(guī)電除塵器相同的陰極系統(tǒng)。附著于移動(dòng)極板上的粉塵在尚未達(dá)到形成反電暈的厚度時(shí),就被布置在灰斗內(nèi)旋轉(zhuǎn)的清灰刷徹底清除,因此不會(huì)產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象。另外,因移動(dòng)電極電場(chǎng)布置在末電場(chǎng)或后兩個(gè)電場(chǎng),且其清灰裝置布置在灰斗內(nèi),故清灰徹底且二次揚(yáng)塵可以忽略不計(jì)。這種新技術(shù)的應(yīng)用不僅可以增加粉塵的驅(qū)進(jìn)速度,降低電除塵器出口粉塵濃度,提高除塵效率,還可使出口粉塵濃度保持穩(wěn)定。
  據(jù)了解,移動(dòng)電極電除塵器有四大特點(diǎn)。首先,可以保持陽(yáng)極板永久清潔,避免反電暈,有效地解決高比電阻微細(xì)粉塵的收塵問(wèn)題;其次,最大限度地減少二次揚(yáng)塵,顯著降低電除塵器出口粉塵濃度;再次,減少煤、灰成分對(duì)電除塵性能影響的敏感性,增加電除塵器對(duì)不同煤種的適應(yīng)性,特別是粘性粉塵、高比電阻粉塵和微細(xì)粉塵;最后,可使電除塵器小型化,減小占地面積。特別適合于老機(jī)組電除塵器改造,在很多場(chǎng)合,只需將末電場(chǎng)改成移動(dòng)電極電場(chǎng),不需另占場(chǎng)地。
  移動(dòng)電極電除塵器已在日本多套600MW、1000MW機(jī)組上成功應(yīng)用,采用此項(xiàng)技術(shù),絕大部分新建工程都能達(dá)到30mg/m3及以下粉塵排放濃度,最低可達(dá)10mg/m3以下。近年來(lái),國(guó)內(nèi)諸如菲達(dá)環(huán)保等一些企業(yè)對(duì)移動(dòng)電極電除塵技術(shù)也進(jìn)行了大量的研究,已掌握其核心技術(shù),并研制出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品,在燃煤電廠(chǎng)、冶金行業(yè)等領(lǐng)域已經(jīng)有較多應(yīng)用,并在華能北方聯(lián)合電力包頭第一熱電廠(chǎng)等300MW機(jī)組上成功應(yīng)用,效果良好。
  移動(dòng)電極電除塵器既能應(yīng)用于新建工程,也能應(yīng)用于電除塵器的提效改造。值得指出的是,采用移動(dòng)電極電除塵技術(shù)進(jìn)行提效改造時(shí),工作量較小,只需對(duì)原設(shè)備進(jìn)行必要的檢查和消缺,在大多數(shù)場(chǎng)合不需要額外的場(chǎng)地。從而不像采用常規(guī)電除塵技術(shù)進(jìn)行加高、縱向或橫向擴(kuò)容改造那樣復(fù)雜;也不像采用袋式或電袋除塵器改造那樣需更換引風(fēng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備。
  據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹,在達(dá)到相同粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下,移動(dòng)電極電除塵器初始設(shè)備成本比常規(guī)電除塵器略高,維護(hù)和修理成本與常規(guī)電除塵器幾乎相同,占地面積比常規(guī)電除塵器小。以一套300MW機(jī)組為例,移動(dòng)電極電除塵器占地面積可減少20%,電耗可節(jié)約15%左右。與袋式除塵器相比,移動(dòng)電極電除塵器維護(hù)費(fèi)用低,性?xún)r(jià)比更高。
  相關(guān)行業(yè)專(zhuān)家分析認(rèn)為,移動(dòng)電極電除塵器彌補(bǔ)了常規(guī)電除塵器的不足,可實(shí)現(xiàn)高比電阻、粘性粉塵等難以收集粉塵的有效收集。此技術(shù)適用于電力、冶金、建材、化工等各領(lǐng)域的電除塵器改造和新建工程,出口粉塵濃度可穩(wěn)定達(dá)到30mg/m3甚至更低,可以滿(mǎn)足日益提高的環(huán)保要求。
  荷電、收塵分工明確,機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)技術(shù)拓寬電除塵煙塵適應(yīng)性
  技術(shù)提示:對(duì)于國(guó)內(nèi)大多數(shù)煤種,鍋爐燃燒后產(chǎn)生的飛灰比電阻均在104~1011Ω·cm范圍內(nèi),采用常規(guī)電除塵器就可以滿(mǎn)足出口粉塵濃度≤30mg/m3的要求。但常規(guī)的電除塵器是一種單區(qū)電除塵器,荷電和收塵在同一區(qū)域完成,很難兼顧荷電和收塵都達(dá)到最佳狀態(tài)。對(duì)于少數(shù)收塵難度大的煤種,特別是對(duì)后電場(chǎng)細(xì)粉塵的荷電和捕集,雙區(qū)電除塵是理想技術(shù)之一,應(yīng)用此技術(shù)的機(jī)電多復(fù)式電除塵器對(duì)煙塵適應(yīng)性更廣、更能達(dá)到低排放、經(jīng)濟(jì)性更好。
  眾所周知,粉塵荷電要求電場(chǎng)內(nèi)有較大的電暈電流,收集荷電后的粉塵卻只需要高場(chǎng)強(qiáng),但不需要大電流,因此,荷電與收塵在電暈電流方面有矛盾。尤其是高比電阻粉塵,大的電流在已收集的粉塵層將產(chǎn)生高的場(chǎng)強(qiáng),從而導(dǎo)致塵層氣隙擊穿而發(fā)生反電暈,造成除塵效率下降。而機(jī)電多復(fù)式新型雙區(qū)技術(shù),不僅將荷電與收塵分開(kāi),而且采用連續(xù)的多個(gè)小雙區(qū)復(fù)式配置,同時(shí)荷電與收塵獨(dú)立供電,使各區(qū)段的電氣運(yùn)行條件最佳化,能適應(yīng)高、低比電阻粉塵收集,防止高比電阻粉塵反電暈的發(fā)生和低比電阻粉塵的反彈,提高除塵效率。
  機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)電除塵器前級(jí)電場(chǎng)采用常規(guī)結(jié)構(gòu),末級(jí)電場(chǎng)設(shè)計(jì)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)式雙區(qū)結(jié)構(gòu),即第一個(gè)荷電區(qū)+第一個(gè)收塵區(qū),第二個(gè)荷電區(qū)+第二個(gè)收塵區(qū)。同一電場(chǎng)內(nèi),荷電區(qū)與收塵區(qū)供電電源分開(kāi),收塵區(qū)工作電壓高達(dá)80kV。據(jù)介紹,與常規(guī)結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)相比,雙區(qū)電場(chǎng)捕集粉塵的平均效率和對(duì)細(xì)小粉塵顆粒捕集效率高;擁有較大表面積的管排式陰極線(xiàn),可以捕集荷正電的塵粒;對(duì)煙塵的適應(yīng)性比較廣,適合收集高、中、低比電阻粉塵。
  記者調(diào)查了解到,至今為止,龍凈環(huán)保公司在國(guó)內(nèi)已經(jīng)投運(yùn)機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)電除塵器74臺(tái),其中600MW機(jī)組配套的有8臺(tái),300MW機(jī)組配套的有42臺(tái),300MW機(jī)組以下配套的有24臺(tái)。這些設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、除塵效率高。如國(guó)投曲靖電廠(chǎng)一期2×300MW機(jī)組1025t/h煤粉爐,原配套兩臺(tái)雙室三電場(chǎng)電除塵器,原電除塵器設(shè)計(jì)效率為99%,2009年6月,采用雙區(qū)技術(shù)對(duì)原電除塵器進(jìn)行改造,改造后由云南省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心對(duì)電除塵器進(jìn)行性能測(cè)試,測(cè)試結(jié)果顯示,#1爐排放濃度為13.84mg/m3,除塵效率99.96%;#2爐排放濃度為28.1mg/m3,除塵效率為99.92%。
  行業(yè)專(zhuān)家通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)已投運(yùn)的數(shù)十臺(tái)雙區(qū)電除塵器的運(yùn)行狀況進(jìn)行對(duì)比分析,證明雙區(qū)電除塵器與常規(guī)電除塵器相比,對(duì)比集塵面積的改善系數(shù)為10%以上,即可節(jié)省10%以上的集塵面積。與常規(guī)電除塵器相比,一臺(tái)300MW機(jī)組配套五電場(chǎng)雙區(qū)電除塵器,可節(jié)約12%以上的占地面積和130噸左右的鋼材,可以節(jié)約電耗15%~18%。
  雙區(qū)電除塵器的工業(yè)性應(yīng)用結(jié)果顯示,在收集燃煤鍋爐產(chǎn)生的粉塵時(shí),對(duì)煤種的適應(yīng)性比較廣,收塵區(qū)內(nèi)不會(huì)發(fā)生反電暈,運(yùn)行情況穩(wěn)定,而且除塵效率、粉塵驅(qū)進(jìn)速度以及性?xún)r(jià)比都高于常規(guī)電除塵器,并可收集微細(xì)粉塵,將煙塵排放濃度降低到30mg/m3以下。
  戰(zhàn)勝高比電阻,煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)四兩撥千斤
  技術(shù)提示:如何有效克服高比電阻的問(wèn)題,國(guó)際電除塵行業(yè)做了大量的研究,其中煙氣調(diào)質(zhì)是有效的新技術(shù)之一。目前,主要有水調(diào)質(zhì)、SO3調(diào)質(zhì)、NH3調(diào)質(zhì)、SO3+NH3雙重調(diào)質(zhì)等。特別是在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛應(yīng)用的SO3煙氣調(diào)質(zhì)更是一項(xiàng)非常成熟有效的電除塵器提效技術(shù),目前世界上投運(yùn)的SO3煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)已逾500套。2000年以后,我國(guó)對(duì)此技術(shù)的研究和應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入非常活躍的階段,至今已經(jīng)有6個(gè)電廠(chǎng)18臺(tái)機(jī)組應(yīng)用了SO3煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng),最大應(yīng)用機(jī)組達(dá)到1000MW。
  到目前為止,燃煤電廠(chǎng)絕大部分采用電除塵器,約占火電裝機(jī)容量的90%~95%。而電除塵器的缺點(diǎn)是容易受煙氣及粉塵物理化學(xué)特性影響,尤其難以有效收集高比電阻粉塵。電除塵器對(duì)粉塵比電阻的最佳范圍在104~1011Ω·cm之間,當(dāng)粉塵的比電阻超過(guò)1012Ω·cm,電除塵器容易發(fā)生反電暈現(xiàn)象,表現(xiàn)為二次電壓下降,二次電流增大,除塵效率下降。
  據(jù)行業(yè)專(zhuān)家介紹,當(dāng)煤在鍋爐中燃燒時(shí),煤中的有機(jī)硫燃燒轉(zhuǎn)變成SO2,SO2在鐵離子等氧化物的作用下部分(約0.4%~1%)氧化成SO3,SO3由于其極強(qiáng)的活性,極易與煙氣中的水分結(jié)合生成硫酸氣溶膠吸附在粉塵表面,形成低電阻導(dǎo)電通道,從而降低粉塵比電阻,提高電除塵器的除塵效率。然而,當(dāng)燃燒低硫煤(硫分〈1%)時(shí),煙氣中最終生成SO3的量極少,尤其對(duì)于我國(guó)高灰分、低熱值煤,由于電除塵器進(jìn)口粉塵濃度高,單位粉塵所占的SO3的量就相對(duì)更加的微弱,難以形成有效的硫酸表面導(dǎo)電層。我國(guó)盛產(chǎn)低硫煤,煤種復(fù)雜,全國(guó)各煤種平均含硫量為1.10%,其中低硫煤(收到基硫分<0.5%)占到48.6%。我國(guó)及印度、南非、澳洲、越南等國(guó)的部分地區(qū)電廠(chǎng)燃煤也存在高灰分、低熱值、低硫的特性,同時(shí)燃燒后粉塵呈高硅鋁、低堿(低氧化鈉等堿金屬氧化物)的特點(diǎn),此類(lèi)粉塵比電阻較高,對(duì)電除塵器的除塵效率影響較大。
  為突破這一瓶頸,使粉塵形成有效的硫酸表面導(dǎo)電層,降低粉塵比電阻,可在煙氣中注入10~20ppm的SO3并讓其有效形成硫酸氣溶膠吸附在粉塵表面,降低粉塵比電阻,從而提高電除塵器除塵效率。利用SO3煙氣調(diào)質(zhì)裝置產(chǎn)生SO3,并人為將其通過(guò)注入器均勻地注入到電除塵器進(jìn)口煙道中,注入率根據(jù)鍋爐負(fù)荷、濁度等信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。這就是SO3煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)。
  SO3煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛應(yīng)用,有效提高電除塵器除塵效率,技術(shù)成熟。據(jù)介紹,這項(xiàng)技術(shù)以固態(tài)硫磺為原料,經(jīng)熔化硫磺、燃燒硫磺生成SO2、SO2催化這三道簡(jiǎn)單工序后,最終制得SO3。因?yàn)樵O(shè)備在廠(chǎng)內(nèi)安裝調(diào)試,有效減少現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量,縮短了改造周期,減少投資。同時(shí),相關(guān)設(shè)備高度集成化、自動(dòng)化、操作靈活??筛鶕?jù)煤種變化、負(fù)荷大小和濁度全自動(dòng)控制設(shè)備的投用與否及SO3注入率的大小,保證排放達(dá)標(biāo)下最經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,據(jù)測(cè)算,200MW機(jī)組年運(yùn)行費(fèi)用約25萬(wàn),300MW機(jī)組年運(yùn)行費(fèi)用約30萬(wàn),600MW機(jī)組年運(yùn)行費(fèi)用約55萬(wàn),1000MW機(jī)組年運(yùn)行費(fèi)用約90萬(wàn)。此外,這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)調(diào)質(zhì)降低粉塵比電阻,消除反電暈現(xiàn)象,因而同比降低電除塵器電耗,節(jié)能效益基本彌補(bǔ)煙氣調(diào)質(zhì)的運(yùn)行費(fèi)用。另此項(xiàng)技術(shù)繼續(xù)保留了電除塵器低阻、高可靠性的特點(diǎn)。
  據(jù)行業(yè)專(zhuān)家介紹,煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)從根本上改變傳統(tǒng)電除塵器的工作模式。傳統(tǒng)電除塵器被動(dòng)接受煙氣和粉塵工況,也就是說(shuō),一旦鍋爐煙氣參數(shù)或燃煤種類(lèi)偏離設(shè)計(jì)條件,電除塵器也只能被動(dòng)接受。而煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)從電除塵機(jī)理入手、從源頭入手,變被動(dòng)模式為主動(dòng)模式、變難收塵粉塵為易收塵粉塵,主動(dòng)調(diào)節(jié)粉塵、煙氣特性,順應(yīng)電除塵器對(duì)粉塵的“口味”,提高除塵效率。也正因?yàn)槿绱?,煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)有著廣泛應(yīng)用。
  在電除塵器的提效改造方面,煙氣調(diào)質(zhì)提供了高效、簡(jiǎn)捷的技術(shù)手段,原電除塵器不需改造、不影響原風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。如在華潤(rùn)登封電廠(chǎng)2×320MW機(jī)組、陜西清水川電廠(chǎng)2×300MW機(jī)組等國(guó)內(nèi)多個(gè)提效改造項(xiàng)目成功應(yīng)用。
  在新建工程中,新上大型機(jī)組多煤種燃煤結(jié)構(gòu)可按比電阻低、易除塵的煤種進(jìn)行電除塵器選型,配套調(diào)質(zhì)設(shè)備以應(yīng)對(duì)高比電阻粉塵的煤種,可顯著降低電除塵器規(guī)格,減少投資,且適應(yīng)煤種多變工況。
  煙氣調(diào)質(zhì)應(yīng)用適當(dāng),具有“四兩撥千斤”的功效,在滿(mǎn)足低排放要求下可達(dá)到較佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性,具有較好的社會(huì)效益。但煙氣調(diào)質(zhì)并不是對(duì)所有的工況都適合使用,對(duì)煙氣條件和粉塵性質(zhì)應(yīng)作具體分析,必要時(shí)應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。
  據(jù)介紹,龍凈環(huán)保公司引進(jìn)國(guó)外SO3煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)并成功國(guó)產(chǎn)化,打破了國(guó)外進(jìn)口設(shè)備在國(guó)內(nèi)的壟斷,引進(jìn)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化設(shè)備具有較低的價(jià)格優(yōu)勢(shì),快捷的技術(shù)服務(wù)保障。此項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用之后,原國(guó)家環(huán)??偩汁h(huán)境工程評(píng)估中心完成了關(guān)于燃煤發(fā)電廠(chǎng)電除塵器煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)的技術(shù)評(píng)估。
  雙極荷電擾流凝聚,凝聚型靜電除塵技術(shù)使微細(xì)粉塵無(wú)處逃
  技術(shù)提示:目前,電除塵器和袋式除塵器對(duì)PM2.5收塵效果都不理想,隨著我國(guó)環(huán)保要求的日益提高,要求除塵器既要提高除塵效率又要降低微細(xì)顆粒的排放。細(xì)微顆粒物的凝聚效應(yīng),可以通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn),如布朗凝聚、梯度凝聚、聲波凝聚、靜電凝聚、機(jī)械凝聚以及水蒸氣凝聚等等。其中靜電凝聚技術(shù)是目前高效、經(jīng)濟(jì)去除細(xì)微顆粒物的最有效途徑之一,將成為最具應(yīng)用前景的實(shí)用技術(shù)之一。
  中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站根據(jù)對(duì)我國(guó)300多個(gè)城市空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)所作統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,當(dāng)前我國(guó)約有66.7%的城市大氣顆粒物濃度超標(biāo)。北京市大氣中PM2.5(粒徑在2.5μm及以下顆粒物,亦稱(chēng)可入肺顆粒)年平均濃度為104.9μg/m3,是美國(guó)推薦標(biāo)準(zhǔn)25μg/m3的4倍多。眾所周知,微細(xì)顆粒物對(duì)人體健康的危害極大,美國(guó)新清潔空氣法規(guī)(Cleanair legislation)已將PM2.5的控制技術(shù)作為其優(yōu)先發(fā)展的目標(biāo)。我國(guó)也將細(xì)微顆粒治理提到了一個(gè)前所未有的高度,國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)“十二五”規(guī)劃指出:“需完善大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),研究修訂臭氧、顆粒物(PM10)及鉛等污染物限值,開(kāi)展設(shè)立顆粒物(PM2.5)標(biāo)準(zhǔn)限值的可行性研究”。
  目前世界范圍內(nèi)有眾多物理學(xué)、電學(xué)、氣溶膠力學(xué)、環(huán)境工程等學(xué)科的學(xué)者致力于凝聚機(jī)理與凝聚技術(shù)的研究。我國(guó)理論研究及實(shí)驗(yàn)室研究并不落后,但實(shí)際應(yīng)用開(kāi)發(fā)卻與國(guó)外存在一定差距。目前澳大利亞及美國(guó)已有工業(yè)應(yīng)用,效果顯著。蘭州電力修造廠(chǎng)、菲達(dá)環(huán)保等國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)關(guān)注該新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用已有多年,采取自主開(kāi)發(fā)或與科研院所合作的方式,根據(jù)凝聚器的工作原理建立了中試試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)凝聚器進(jìn)行試驗(yàn)研究,研究工作歷時(shí)數(shù)年,對(duì)各工況(不同煤灰、風(fēng)速、溫度、極配形式、電源等等)下粉塵的凝聚進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究,取得突破性進(jìn)展,已基本具備了工業(yè)應(yīng)用條件。
  業(yè)內(nèi)專(zhuān)家向記者介紹了凝聚器的工作原理:在含塵氣體進(jìn)入電除塵器前,先對(duì)其進(jìn)行分列荷電處理,使相鄰兩列的煙氣粉塵帶上正、負(fù)不同極性的電荷,然后,通過(guò)擾流裝置的擾流作用,使帶異性電荷的不同粒徑粉塵有效凝聚,形成大顆粒后進(jìn)入除塵設(shè)備,從而減小粉塵的總質(zhì)量排放和PM2.5的排放。凝聚器可顯著減少PM2.5排放、總質(zhì)量排放和汞、砷、硒等重金屬的排放,減輕因微粒排放對(duì)人體造成的危害,提高大氣能見(jiàn)度,滿(mǎn)足將來(lái)高標(biāo)準(zhǔn)排放要求,如對(duì)PM2.5、PM10的排放限值要求;凝聚器增加了電除塵器對(duì)不同煤種的適應(yīng)性;與此同時(shí),凝聚器內(nèi)部煙氣流速高,電極上和煙道底部不積灰,阻力小(小于250Pa),能耗低,運(yùn)行費(fèi)用少;體積小,無(wú)活動(dòng)件,無(wú)振打裝置,運(yùn)行可靠,維護(hù)少;安裝工期短,只需5天左右。凝聚器安裝在除塵設(shè)備進(jìn)口平直段(水平或垂直)煙道中,安裝長(zhǎng)度≥5m。
  通過(guò)在4.8m2,3個(gè)短電場(chǎng)上的中試試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果表明凝聚器前、后粉塵中位徑增大50.7%(表1),且凝聚器對(duì)PM10以下粒子凝聚顯著,PM2.5微粒減少達(dá)到80%以上。美國(guó)WATSON 電廠(chǎng)電除塵器出口粉塵濃度測(cè)試結(jié)果表明,使用凝聚器后可有效降低電除塵器出口粉塵濃度,且原出口粉塵濃度越低,粉塵凝聚效果更明顯。

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