颗粒物的治理

目前,我国可吸入颗粒物的1/3以上来自煤炭的燃烧,为适应新环保标准的要求,应积极开展对烟尘、特别是对可吸入细颗粒物治理的研究工作。
一、综合治理
可吸入细颗粒物的治理可从优越能源、煤的充分燃烧和尾气高效净化等诸方面综合进行(图1)

 

1 可吸入细颗粒物综合治理系统示意图

二、电除尘器的应用
我国火电厂约占全国电厂总装机容量的74%,耗煤量占全国的25%,排放的烟尘是大气污染的大户。十年来,虽然全国电站装机容量又增加了1.5倍,但是由于在90%以上装机容量的火电机组上,成功地应用了电除尘器,其烟尘总排放量略有下降。但将排放浓度标准降到50mg/m3以下,而且对PM10和Pm2.5也提出严格要求,电除尘器必须将除尘率提高到99.9%以上。
常规电除尘器,由于细粒子难以荷电、驱进速度低,清灰时又易二次飞扬,简单地增加电场数目,投资高、占地大,不是提高除尘率的理想方法。在前方电场已除去较大颗粒的情况下,新增后部电场面对的是前方电场逸出的细小粒子,除尘效率必将低于前部电场,如图2。设原第一电场和以后增加的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ电场结构均相同,如独立捕集原始粉尘,除尘效率都能达到96%。但将之串联后,除Ⅰ外,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ将分别降为77.5%、70.0%和66.7%。


2  多电场串联时各电场的实际除尘效率示意图

2中各电场独立工作及多电场串联时的除尘效率分别以ηi和ηi'表示,都是在不考虑粉尘二次飞扬的理想条件下计算得出的。
提高电厂电除尘器除尘效率可采取湿式清灰和层流场细粒凝聚等措施。前者需考虑极板的防腐和污水处理;后者的实用产品可有多种形式,目前均在积极开发中。
三、袋式除尘器的应用
为了适应低浓度排放的要求,美、日、澳等国,自二十世纪七十年代末和八十年代初就开始将火电站的电除尘器改为袋式除尘器。二十多年来不论是在一般煤粉炉还是在设有喷雾脱硫系统的煤粉炉和沸腾炉上都得到了成功的应用,除尘效率达99.9%~99.99%,烟尘排放浓度降到5~10 mg/m3。滤袋破损率使用初期(1978年)虽为8%,但到1984~1989年间降到平均为1%。对发电量为832MW的几十个煤粉炉(低气布比、玻纤滤料)袋式除尘器调查表明,有31.8%的滤袋寿命≥6年;使用低硫煤者平均寿命为4.6年,使用高硫煤者为2.9年,已不存在因滤袋破损、袋式除尘器失效影响锅炉正常发电的情况。
我国于80年代初和90年代中期,先后在六个火电厂试用了袋式除尘器,但都因滤袋破损均未能坚持使用。本世纪初,北京第二热电厂燃油锅炉和呼和浩特火电厂,分别利用国产滤料和国外技术与设备再次安装了袋式除尘器,前者已通过验收,后者虽曾瞬间出现过烟气温度过高现象,但并未影响正常运行。元宝山电厂还进行了在三电场电除尘器的第二电场尾,抽出部分烟气接袋式除尘器,进行静电--过滤复合除尘的试验,排放浓度降到5 mg/m3以下。
袋式除尘器除尘效率高又不受粉尘比电阻等因素的影响,与喷雾脱硫系统结合还具有提高脱硫率的效果。但是由于前期试验中表现出滤袋易破损、维修工作量大、影响发电机组正常运行等原因,而未能得到推广。