顆粒物的治理
目前,我國可吸入顆粒物的1/3以上來自煤炭的燃燒,為適應(yīng)新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求,應(yīng)積極開展對(duì)煙塵、特別是對(duì)可吸入細(xì)顆粒物治理的研究工作。
一、綜合治理
可吸入細(xì)顆粒物的治理可從優(yōu)越能源、煤的充分燃燒和尾氣高效凈化等諸方面綜合進(jìn)行(圖1)
圖1 可吸入細(xì)顆粒物綜合治理系統(tǒng)示意圖
二、電除塵器的應(yīng)用
我國火電廠約占全國電廠總裝機(jī)容量的74%,耗煤量占全國的25%,排放的煙塵是大氣污染的大戶。十年來,雖然全國電站裝機(jī)容量又增加了1.5倍,但是由于在90%以上裝機(jī)容量的火電機(jī)組上,成功地應(yīng)用了電除塵器,其煙塵總排放量略有下降。但將排放濃度標(biāo)準(zhǔn)降到50mg/m3以下,而且對(duì)PM10和Pm2.5也提出嚴(yán)格要求,電除塵器必須將除塵率提高到99.9%以上。
常規(guī)電除塵器,由于細(xì)粒子難以荷電、驅(qū)進(jìn)速度低,清灰時(shí)又易二次飛揚(yáng),簡(jiǎn)單地增加電場(chǎng)數(shù)目,投資高、占地大,不是提高除塵率的理想方法。在前方電場(chǎng)已除去較大顆粒的情況下,新增后部電場(chǎng)面對(duì)的是前方電場(chǎng)逸出的細(xì)小粒子,除塵效率必將低于前部電場(chǎng),如圖2。設(shè)原第一電場(chǎng)和以后增加的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ電場(chǎng)結(jié)構(gòu)均相同,如獨(dú)立捕集原始粉塵,除塵效率都能達(dá)到96%。但將之串聯(lián)后,除Ⅰ外,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ將分別降為77.5%、70.0%和66.7%。
圖2 多電場(chǎng)串聯(lián)時(shí)各電場(chǎng)的實(shí)際除塵效率示意圖
圖2中各電場(chǎng)獨(dú)立工作及多電場(chǎng)串聯(lián)時(shí)的除塵效率分別以ηi和ηi'表示,都是在不考慮粉塵二次飛揚(yáng)的理想條件下計(jì)算得出的。
提高電廠電除塵器除塵效率可采取濕式清灰和層流場(chǎng)細(xì)粒凝聚等措施。前者需考慮極板的防腐和污水處理;后者的實(shí)用產(chǎn)品可有多種形式,目前均在積極開發(fā)中。
三、袋式除塵器的應(yīng)用
為了適應(yīng)低濃度排放的要求,美、日、澳等國,自二十世紀(jì)七十年代末和八十年代初就開始將火電站的電除塵器改為袋式除塵器。二十多年來不論是在一般煤粉爐還是在設(shè)有噴霧脫硫系統(tǒng)的煤粉爐和沸騰爐上都得到了成功的應(yīng)用,除塵效率達(dá)99.9%~99.99%,煙塵排放濃度降到5~10 mg/m3。濾袋破損率使用初期(1978年)雖為8%,但到1984~1989年間降到平均為1%。對(duì)發(fā)電量為832MW的幾十個(gè)煤粉爐(低氣布比、玻纖濾料)袋式除塵器調(diào)查表明,有31.8%的濾袋壽命≥6年;使用低硫煤者平均壽命為4.6年,使用高硫煤者為2.9年,已不存在因?yàn)V袋破損、袋式除塵器失效影響鍋爐正常發(fā)電的情況。
我國于80年代初和90年代中期,先后在六個(gè)火電廠試用了袋式除塵器,但都因?yàn)V袋破損均未能堅(jiān)持使用。本世紀(jì)初,北京第二熱電廠燃油鍋爐和呼和浩特火電廠,分別利用國產(chǎn)濾料和國外技術(shù)與設(shè)備再次安裝了袋式除塵器,前者已通過驗(yàn)收,后者雖曾瞬間出現(xiàn)過煙氣溫度過高現(xiàn)象,但并未影響正常運(yùn)行。元寶山電廠還進(jìn)行了在三電場(chǎng)電除塵器的第二電場(chǎng)尾,抽出部分煙氣接袋式除塵器,進(jìn)行靜電--過濾復(fù)合除塵的試驗(yàn),排放濃度降到5 mg/m3以下。
袋式除塵器除塵效率高又不受粉塵比電阻等因素的影響,與噴霧脫硫系統(tǒng)結(jié)合還具有提高脫硫率的效果。但是由于前期試驗(yàn)中表現(xiàn)出濾袋易破損、維修工作量大、影響發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行等原因,而未能得到推廣。