PM表示“顆粒物”,英文全稱為Particulate Matter。PM2.5是指空氣動力學(xué)直徑≤2.5微米(不到人的頭發(fā)絲粗細(xì)的1/20)的顆粒物,也稱為可入肺顆粒物。PM2.5是構(gòu)成大氣霧霾的主要因素之一。因其粒徑小,比表面積大,容易富集大量有毒、有害物質(zhì)且在大氣中長時間停留、遠(yuǎn)距離輸送,因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響極大。多年來,控制和治理PM2.5的呼聲,已引起我國各界的高度重視和反響。
我國重新修訂并于2012年1月1日起實(shí)施的GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中,燃煤電廠粉塵排放限值已由原來的50毫克/立方米下調(diào)到30毫克/立方米,重點(diǎn)地區(qū)則下調(diào)到20毫克/立方米(基準(zhǔn)氧含量6%、干基、標(biāo)況,下同);這還不夠,2014年9月,國家發(fā)改委、環(huán)保部、能源局在“發(fā)改能源 [2014] 2093號,關(guān)于印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計(jì)劃(2014~2020年)》的通知”中,進(jìn)一步嚴(yán)控燃煤鍋爐的大氣污染物排放指標(biāo):煙塵≤10毫克/立方米、二氧化硫≤35毫克/立方米、氮氧化物≤50毫克/立方米。根據(jù)這一精神,我國不少地方(尤其是沿海省份等環(huán)境敏感地區(qū))甚至還執(zhí)行更為苛刻的煙塵≤5毫克/立方米的超低排放控制指標(biāo)。
我國地域遼闊,各地礦煤種平均灰分高達(dá)32.03%,使得燃煤鍋爐位于除塵器進(jìn)口的煙氣平均含塵濃度超過34000毫克/立方米。執(zhí)行煙塵≤10毫克/立方米的最新排放指標(biāo),平均除塵效率必須達(dá)到99.97%以上。在對設(shè)置于常規(guī)除塵器之后的脫硫吸收塔入口煙塵進(jìn)行采樣分析,發(fā)現(xiàn)粒徑分布在PM2.5的量約占PM10的82%�?梢姡瑸樽罱K達(dá)到超低排放控制指標(biāo),尋求高效脫除PM2.5是個首要問題。為此,國內(nèi)主要側(cè)重研究改進(jìn)靜電除塵器(ESP)脫除PM2.5的技術(shù):包括煙氣調(diào)質(zhì)、旋轉(zhuǎn)電極、高頻電源/三相電源/脈沖電源、凝并技術(shù)(電凝并、蒸汽凝并、磁凝并、聲凝并等)、電袋及復(fù)合電袋、低低溫電除塵、濕式電除塵器等。這些技術(shù)均有各自的特點(diǎn),實(shí)際能成功付諸應(yīng)用于工業(yè)化運(yùn)行的技術(shù)類型不多。常規(guī)靜電除塵器(ESP)的總除塵效率可達(dá)99%以上,但對PM2.5的捕集效果不佳;綜合改進(jìn)的電袋除塵器對粒徑介于0.01~50微米的粉塵有99.98%以上的捕集效率,顯然是最有希望高效脫除PM2.5的技術(shù)之一,目前已擁有一定的使用率。
石灰石-石膏濕法脫硫(WFGD)過程對煙塵有一定的協(xié)同脫除作用(總質(zhì)量脫除率可達(dá)到50%~80%),但實(shí)際對PM2.5細(xì)顆粒物僅有18%左右的脫除效率,尤其對0.1~1.0微米粒徑段細(xì)顆粒物脫除效率最低;WFGD雖有除霧裝置,但其對粒徑≥15微米的霧滴較為有效,使得工藝過程仍客觀存在出口煙氣夾帶一定量的漿液霧滴現(xiàn)象(指標(biāo)≤75毫克/立方米),系統(tǒng)出口的PM2.5(尤其亞微米級)微粒質(zhì)量濃度反而還增加了20%~100%。在出口細(xì)顆粒中,燃煤飛灰約占40%、石膏組分約10%,其余約50%為脫硫過程中生成的硫酸鈣、亞硫酸鈣、硫酸氫鈣等物質(zhì)形成的各種晶體固態(tài)微粒。除上述可過濾的無機(jī)鹽微粒(一次PM2.5)外,WFGD運(yùn)行過程中還因SO3而形成硫酸霧,增加了二次氣溶膠微粒(二次PM2.5)。說明,安裝WFGD系統(tǒng)的燃煤電廠,不僅需要控制燃煤飛灰顆粒物,還應(yīng)控制脫硫過程中形成的無機(jī)鹽氣溶膠微粒WESP是“濕式電除塵器”的簡稱。實(shí)際上,國內(nèi)外對WESP的研究已有30多年的歷史,已有不少工業(yè)裝置的運(yùn)行實(shí)踐證明該技術(shù)成熟可靠,且能同時脫除PM2.5、SO3氣溶膠、含石膏等漿液霧滴,對Hg等重金屬污染物也有一定的脫除作用。由此看來,權(quán)且在WFGD系統(tǒng)之后增設(shè)WESP,才能從“區(qū)位”設(shè)置上一并脫除上游工序“遺漏”的PM2.5等微塵,起到最終“精除塵”的把關(guān)作用。因?yàn)�,業(yè)經(jīng)熱議的各種改進(jìn)上游ESP之除塵技術(shù),既便其除塵效率發(fā)揮到極至,對于在WFGD過程中新增的PM2.5也鞭長莫及或無能為力。因此,當(dāng)前大多數(shù)企業(yè)在新建或改建裝置中實(shí)施、增設(shè)WESP,當(dāng)屬正確選擇。
WESP的主要工作原理與ESP基本相同,即煙氣中的粉塵顆粒吸附負(fù)離子,通過電場力的作用,被吸附到集塵極上;與ESP通過振打?qū)O板上的灰振落至灰斗不同的是,WESP噴水至極板上將粉塵沖刷到灰斗中,由此可避免因振打而產(chǎn)生的二次揚(yáng)塵。因陽極板材質(zhì)的選取不同,WESP技術(shù)類型有三種:⑴柔性電極,⑵金屬電極,⑶導(dǎo)電玻璃鋼電極,它們在國內(nèi)都有大型裝置成功運(yùn)行實(shí)例。但是,因被眾多業(yè)界人士認(rèn)定的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)相對更加突出、可靠,上述第⑶種(導(dǎo)電玻璃鋼電極)WESP技術(shù)的使用頻率正在遞增。目前,鑫澤公司已陸續(xù)完成若干個項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工安裝任務(wù),并正處調(diào)試、投運(yùn)過程中,不日定將傳來捷報!