湿式静电除尘技术研究及应用

燃煤烟气细颗粒物排放的高效控制是控制雾霾天气的重要手段之一,为此国家颁布了世界上最严格的标准之一:《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),要求火电厂粉尘排放浓度低于30 mg/m3,重点地区低于20 mg/m3。干式静电除尘器由于反电晕和二次扬尘等问题,对亚微米级颗粒物脱除效率较低,难以完全满足新标准的要求。湿式静电除尘技术(WESP)通过水膜清灰方式代替振打清灰,可有效控制湿法脱硫塔后细颗粒物的排放,实现燃煤烟气细颗粒物的深度脱除。该文详细阐述了湿式静电除尘器在粉尘脱除效率、材料润湿、抗腐蚀特性及多种污染物协同脱除等方面的最新研究进展,重点介绍了湿式静电除尘技术在燃煤电厂中的应用现状,并在此基础上对我国湿式静电除尘技术的发展做了总结和展望。     

燃煤电厂烟气一次PM2.5控制技术的综合评估

以燃煤电厂烟气颗粒物控制技术或组合为研究对象,在文献调研和专家问卷调查基础上,针对燃煤电厂一次PM_2.5排放特征,构建了包含环境、经济和技术三方面共16项四个层次的评价指标体系;采用模糊综合法对7种颗粒物控制技术及其组合开展了综合评估.结果表明：在综合分析或着重环境性能的情况下,7种单一或组合控制技术的优先顺序为：低低温静电除尘配高频电源+湿式静电除尘≈静电除尘配高频电源+湿式静电除尘 > 电袋复合除尘 > 静电除尘+湿式静电除尘 > 袋式除尘 > 静电除尘 > 电凝并+静电除尘.若优先考虑经济因素,静电除尘为最优选择;优先考虑技术性能则袋式除尘为最优选择.     

燃煤电厂细颗粒物控制技术集成应用及“近零排放”特性

细颗粒物是燃煤电厂污染物控制的难点.三河电厂通过技术集成进行“近零排放”技术攻关,包括采用低低温静电除尘器以提高细颗粒物的除尘效率、利用脱硫除尘一体化技术提高脱硫系统的协同除尘性能、通过湿式静电除尘器实现细颗粒物的深度控制.结果表明:三河电厂通过技术攻关和集成应用后,4台燃煤机组先后实现ρ(烟尘)、ρ(SO₂)和 ρ(NO_x)分别低于GB 13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》中天然气燃气轮机组各自排放限值(5、35和50 mg/m3).其中,1～3号机组排放ρ(烟尘)分别为5、3、2 mg/m3,截至2016年3月15日,4号机组ρ(烟尘)连续265 d在1 mg/m3以下.采用低低温静电除尘技术后,4号机组除尘效率由99.86%升至99.89%,同时可凝结颗粒物前驱物SO₃的脱除效率从25.88%升至46.12%;3号机组采用脱硫除尘一体化技术后,100%负荷下协同除尘效率从34.29%升至87.66%以上,全负荷运行下吸收塔出口ρ(烟尘)稳定在3 mg/m3左右;1号、2号、4号机组在100%负荷下湿式静电除尘器除尘效率分别为77.87%、88.82%、83.60%,2号湿式静电除尘器对PM_2.5、PM₁₀和SO₃的脱除效率分别为98.37%、97.31%和42.23%.      

我国燃煤电厂颗粒物排放特征

基于我国燃煤电厂(不含港、澳、台数据,下同)的燃烧技术及颗粒物控制技术分类,建立了燃煤电厂颗粒物排放计算方法. 利用该方法,分析了2000─2010年我国燃煤电厂颗粒物排放量及分布特征. 结果表明:我国燃煤电厂颗粒物排放量自2000年起持续增加,于2005年达到最高值(375×104 t),其中PM₁₀、PM_2.5排放量分别为237×104、129×104 t;此后逐年降低,2010年降至166×104 t,其中PM₁₀、PM_2.5排放量分别降至126×104、85×104 t. 随着静电除尘及湿法脱硫的普及,颗粒物中PM_2.5所占比例由2005年的34.3%升至2010年的51.2%. 我国燃煤电厂颗粒物排放地区分布不均衡,2010年内蒙古、山东、河南、江苏、山西和广东六省区的排放量占全国排放总量的44%. PM_2.5排放因子也因各省燃煤电厂颗粒物排放控制技术不同而产生差异,其中煤粉炉、循环流化床锅炉的PM_2.5排放因子分别为0.35~0.75、0.27~0.90 kg/t. 从机组规模影响来看,单台容量在30×104 kW以下的燃煤机组是粗颗粒(PM>10)的主要来源,而在30×104 kW以上的燃煤机组对PM_2.5排放贡献(64.6%)较大,这主要与这类燃煤机组静电除尘和湿法脱硫的安装比例高有关.      

应用烟尘控制技术合理选择燃煤电厂的除尘器

目前,我国燃煤电厂的除尘技术具有各自的特点和局限性,随着新的火电厂大气污染物排放标准的出台,为了达到新的火电厂排放标准,对除尘器的要求也尤为重要。因此,选择好除尘器成为当今火电厂大气污染物达标排放重要措施,电袋复合式除尘器凭借其性能、结构、经济优势和高效除尘效率,成为燃煤火电厂理想的高效的除尘设备。     

某燃煤电厂超低排放改造对烟尘的脱除效果研究

辽宁省燃煤电厂超低排放工作全面推进,燃煤电厂经超低排放改造后,污染物指标控制限值要求为颗粒物10 mg/m~3。某燃煤电厂面临烟气超低排放要求,提标改造现有除尘器,每台炉配两台双室六电场干式低温静电除尘器,并在吸收塔喷淋层下方增设聚气环,在吸收塔净烟道处加装一级烟道除雾器。除尘器和吸收塔改造后,除尘效率由99.8%提高到99.94%,改造后总出口浓度6.80 mg/m~3,改造后排放量6.0 kg/h,削减量16 kg/h,各工况下烟气污染物折算浓度均符合标准要求。     

火力发电厂电袋除尘技术的环保效益

电袋除尘技术是具有我国自主知识产权的高效除尘技术,目前在燃煤电厂取得了广泛的应用。电袋除尘器由于其运行机理,需要消耗较大电能以满足除尘工艺及达到除尘效果,随着国家节能环保减排政策的大力实施,燃煤电厂电袋除尘器的节能环保改造势在必行。本文从节能环保技术的角度考虑,针对燃煤电厂电袋除尘用电设备的能耗问题,对能耗特点和降低能耗的措施进行了分析,介绍了一系列电袋除尘技术提升的环保效益。     

单元复合多管除尘器在宝鸡电厂试验成功

单元复合多管除尘器较之传统多管除尘器有较大改进和创新，具有阻力低，效率高，负荷适庆性强，突破了良期以来旋风除尘器对细尘除尘效率低的难题，与国内外液态排渣炉旋风除尘技术相比，属于国际先进水平。1995年，该单元复合多管除尘器用于宝鸡电厂115T／h液态排渣电站锅炉除尘器改造，使除尘效率由原来的60％左右提高到91％以上，估计每年可减少排放烟尘3908吨，节约排污费15万元。可以预计，该除尘器在陕西电网燃煤电厂锅炉除尘改造应用前景广阔，对各电厂减轻环境污染，改善大气环境质量将有明显的效果。单元复合多管除尘器在宝鸡电厂…     

燃煤电厂“烟气处理岛”初探

随着燃煤电厂大气污染物排放标准越来越严格,单一的脱硫、脱硝、除尘控制技术已逐步向多种污染物联合脱除技术转变。针对超低排放背景下单一烟气处理技术存在的问题,提出了燃煤电厂"烟气处理岛"的概念,探讨了燃煤电厂"烟气处理岛"的研究内容,对燃煤电厂污染物控制系统建设和改造有一定的借鉴意义。     

电厂燃煤锅炉颗粒物分段去除效率及成因分析

选取某大型发电企业进行实测,根据测试数据计算颗粒物去除装置对颗粒物的分段去除效率。结果表明:静电除尘器除尘效率为99.91%、湿法脱硫装置除尘效率为60.51%、湿法脱硫装置出口相对静电除尘器进口的颗粒物去除效率为99.61%、湿法脱硫装置出口颗粒物浓度是静电除尘器出口颗粒物浓度的4.18倍。此外,也依据计算结果并结合实际情况分析了影响各除尘段颗粒物去除效率的主要成因,这些成因主要包括各除尘段功能、脱硫剂与脱硫副产品的颗粒物、脱硫装置运行平稳性等,期望本研究成果能对电厂燃煤锅炉大气污染控制设施关系调整、重新设计及大气环境污染治理思路调整提供重要科学依据与指导。     

燃煤电厂细颗粒物排放粒径分布特征

目前细颗粒物区域污染已成为普遍现象,控制燃煤电厂细颗粒物的排放是控制大气中细颗粒物的重要途径之一,而了解燃煤电厂细颗粒物的排放粒径分布及其形成的可能原因和影响因素显得尤为重要.针对浙江某电厂660 MW燃煤机组,在120、100、90和85℃四种不同运行工况下,采用Dekati ELPI+对电除尘器入口和出口以及烟囱60 m横断面处烟尘进行多平台同步采样测试,以研究该电厂所排放细颗粒物的粒径分布特征、不同工况下细颗粒物的排放浓度及其变化规律.结果表明:① 不同工况下,电除尘器出口和烟囱60 m横断面处颗粒物数浓度都主要集中在亚微米态（粒径 < 1 μm）,并随粒径增大而数浓度快速减小.② 随着烟冷器出口烟气温度的降低,烟气经过除尘装置后,无论是颗粒数浓度还是质量浓度均有一定程度的下降,但当烟气温度降至90℃时,继续降温对电除尘器除尘效果的影响基本趋于恒定.③ 无论燃用设计煤还是校验煤,当烟冷器出口烟气温度相对较低时,经脱硫后积聚模态颗粒物质量浓度较除尘后有明显增加;而烟气温度较高时,呈现出脱硫后较除尘后粗模态颗粒物质量浓度增长的现象.④ 当原烟气稀释倍数从7倍增至10倍时,6~27 nm粒径段颗粒物数浓度呈指数倍增长,说明稀释过程主要影响纳米级颗粒物的数浓度.⑤ 燃用设计煤,烟冷器出口烟气温度90℃时,电除尘器对PM₁的去除效果最明显为63.9%~99.8%,可见降低电除尘器入口运行烟温,可促进其对亚微米态颗粒物的捕集率.      

基于实测的电袋复合除尘器脱除多污染物效果

为了考察电袋复合除尘器脱除多污染物的能力,分别采用US EPA Method 30B方法、DL/T 998-2006《石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置性能验收试验规范》、HJ/T 342-2007《水质硫酸盐的测定铬酸钡分光光度法（试行）》、GB/T 16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》和国际标准化组织ISO23210-2009《Stationary Source Emissions-Determination of PM₁₀/PM_2.5 Mass Concentration in Flue Gas-Measurement at Low Concentrations by Use of Impactors》对A、B两个燃煤电厂中循环流化床锅炉后的电袋复合除尘器脱除烟气中汞、SO₃、烟尘、PM₁、PM_2.5、PM₁₀六种污染物的效率进行测试试验.结果表明:电袋复合除尘器对烟尘、PM₁₀等颗粒态污染物捕集效率高达99%以上;两个电厂电袋复合除尘器中汞的质量平衡分别为112.05%、72.78%,在70%~130%的允许范围之内;B电厂中电袋复合除尘器进口处烟气中颗粒态汞占总汞含量的比例高达97%,电袋复合除尘器对颗粒态汞的捕集效率达99.93%,对气态汞的捕集效率达86.84%;由于滤袋表面烟尘粉饼具有一定的吸附作用,电袋复合除尘器对SO₃也有一定的捕集能力,A、B电厂电袋复合除尘器对SO₃的脱除效率分别达到90.04%和61.73%,脱除效率可能受到飞灰组分及其吸附能力的影响.研究显示,电袋复合除尘器对循环流化床锅炉烟气中的多污染物具有较高的协同捕集效率.      

燃煤电厂大气污染物“近零排放”技术研究及工程应用

在燃煤电厂实现大气污染物“近零排放”过程中,烟尘控制技术是关键,通过对除尘、脱硫、脱硝等先进环保技术的系统比较,提出了燃煤电厂大气污染物“近零排放”技术路线. 在地处长三角的国华舟山电厂4号机组采用高效低氮燃烧+SCR(选择性催化还原法)脱硝+旋转电极除尘+海水脱硫+湿式静电除尘的技术路线,ρ(烟尘)、ρ(SO₂)、ρ(NO_x)的实际排放值分别为2.46、2.76、19.80 mg/m3;在地处京津冀的国华三河电厂1号机组,采用高效低氮燃烧+SCR脱硝+低温省煤器+静电除尘(高效电源)+湿法脱硫+湿式静电除尘的技术路线,ρ(烟尘)、ρ(SO₂)、ρ(NO_x)的实际排放值分别为5、9、35 mg/m3. 实践表明,立足国情走煤炭清洁高效利用之路,燃煤电厂可以在低成本下实现大气污染物的“近零排放”. 通过对技术路线优化、低浓度污染物在线测量技术及“近零排放”中存在的一些问题进行分析和探讨,提出了燃煤电厂大气污染物控制技术的研究和发展方向. 估算结果表明,如果全国燃煤机组自2015年起采用“近零排放”技术,5 a内烟尘、SO₂、NO_x年均减排率分别可达19.0%、18.9%、18.5%.      

A critical review on lead migration, transformation and emission control in Chinese coal‐fired power plants

Coal is widely utilized as an important energy source, but coal-fired power plant was considered to be an important anthropogenic lead emission source. In the present study, the distribution characteristics of lead in coal and combustion by-products are reviewed. Specifically, lead is mainly transferred to ash particles and the formation and migration mechanisms of particulate lead are summarized. Also, targeted measures are proposed to control the formation of fine particulate lead as well as to increase the removal efficiency during the low-temperature flue gas clean process. In detail, interactions between gaseous lead and some coal-bearing minerals or added adsorbents could obviously suppress the formation of fine particulate lead. On the other hand, some efforts (including promoting capture of fine particles, reducing resistivity of particles and strengthening the gas-liquid contact) could be made to improve the fine particulate lead removal capacity. Notably, the formation mechanism of fine particulate lead is still unclear due to the limitations of research methods. Some differences in the removal principles of fine particles and particulate lead make the lead emission precisely control a great challenge. Finally, the environmental potential risk of lead emission from flue gas and ash residues is addressed and further discussed.     

西安冬季重污染过程PM2.5理化特征及来源解析

基于单颗粒气溶胶质谱仪（SPAMS）观测数据、颗粒物质量浓度数据和气象要素数据,研究了2017年11月西安市一次重污染过程中细颗粒物的化学组分特征及其成因,并使用正矩阵因子分析法（PMF）对细颗粒进行了来源解析.结果表明,西安市冬季重污染过程中细颗粒物主要类型为有机碳（OC）、元素碳（EC）、混合碳（ECOC）、富钾（K）、钠-钾（Na-K）、有机胺（amine）、矿尘（dust）和重金属（HM）,其主要来源为燃煤（24.9%）,二次（29.3%）,工业（19.3%）,交通（13.3%）,生物质燃烧（5.2%）和扬尘（1.9%）.通过对比分析不同污染过程细颗粒物的理化特征,发现高湿度,低风速的不利气象条件和供暖及工业生产导致的燃煤污染、二次污染,是此次重污染过程的主因.     

烧结烟气中污染物防治技术应用现状

介绍了烧结机头烟气中烟粉尘、重金属、SO_2、NO_x,以及二恶英的排放现状。分别从源头减排、过程控制、末端治理等三方面分析了污染防治技术的应用现状。根据烧结烟气多污染物排放特点及其防控需要,针对不同工艺,提出了4种多污染物联合防治技术路线,并分析了其优缺点。同时,对烧结烟气污染物治理的发展方向进行探讨,提出应对烧结烟气中细颗粒物与重金属的排放情况和防治技术做进一步研究。     

基于SPAMS的兰州市2018年冬季沙尘天气过程细颗粒物污染特征及来源研究

2018年11月22日-12月1日,兰州市经历了一次远距离传输的沙尘天气过程,为了解此次沙尘天气过程时段细颗粒物污染特征及其污染来源变化特征,本研究基于单颗粒气溶胶质谱仪（SPAMS）细颗粒物自动采集数据,并结合常规污染物自动监测数据和气象因子数据对沙尘天气前后及其过境期间细颗粒物化学组分及污染来源变化情况进行了分析,同时利用后向轨迹模型（HYSPLIT）研究了沙尘气溶胶的输送路径.研究结果表明：受沙尘天气过境影响,兰州市PM₁₀浓度大幅升高,PM_2.5/PM₁₀最小值仅为0.13,SO₂、NO₂、CO质量浓度出现明显降低,而O₃质量浓度在沙尘过境时有所升高;细颗粒物质量浓度与MASS数浓度变化趋势基本一致,细颗粒物的变化趋势可一定程度上反映大气细颗粒物的污染状况;利用自适应共振神经网络法分类后经人工合并将所采集到的细颗粒分为9类：OC、EC、HOC、OCEC、MD、HM、K、Na、LEV;所选时间段内SPAMS采集到的OC（24.8%）类颗粒物数量最多,沙尘过境时MD、LEV、Na类颗粒物占比不同程度增大,其余颗粒物占比减小;沙尘过境时扬尘源、生物质燃烧源、工业工艺源、餐饮及其它源贡献率增加,其中扬尘源增幅最大,而其余源贡献占比减小;后向轨迹HYSPLIT模型输送路径结果显示沙尘天气过程的起源地为塔克拉玛干沙漠,传输方向为经新疆的塔里木盆地塔克拉玛干沙漠进入青海中部,最后影响兰州地区.     

抚顺热电厂污染源的分析与控制措施

火力发电厂在生产过程中,会产生一定的噪音污染以及由于燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、灰尘颗粒等大气污染物。对抚顺热电厂生产运行所产生的噪声、烟气带水等污染源进行深入的分析并提出了有效的控制措施。