PM表示“顆粒物”,英文全稱(chēng)為Particulate Matter。PM2.5是指空氣動(dòng)力學(xué)直徑≤2.5微米(不到人的頭發(fā)絲粗細的1/20)的顆粒物,也稱(chēng)為可入肺顆粒物。PM2.5是構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(cháng)時(shí)間停留、遠距離輸送,因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響極大。多年來(lái),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(chǎng)大氣污染物排放標準》中,燃煤電廠(chǎng)粉塵排放限值已由原來(lái)的50毫克/立方米下調到30毫克/立方米,重點(diǎn)地區則下調到20毫克/立方米(基準氧含量6%、干基、標況,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)《煤電節能減排升級與改造行動(dòng)計劃(2014~2020年)》的通知”中,進(jìn)一步嚴控燃煤鍋爐的大氣污染物排放指標: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)甚至還執行更為苛刻的煙塵≤5毫克/立方米的超低排放控制指標。
我國地域遼闊,各地礦煤種平均灰分高達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(guò)34000毫克/立方米。執行煙塵≤10毫克/立方米的最新排放指標,平均除塵效率必須達到99.97%以上。在對設置于常規除塵器之后的脫硫吸收塔入口煙塵進(jìn)行采樣分析,發(fā)現粒徑分布在PM2.5的量約占PM10的82%。可見(jiàn),為最終達到超低排放控制指標,尋求高效脫除PM2.5是個(gè)首要問(wèn)題。為此,國內主要側重研究改進(jìn)靜電除塵器(ESP)脫除PM2.5的技術(shù):包括煙氣調質(zhì)、旋轉電極、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)際能成功付諸應用于工業(yè)化運行的技術(shù)類(lèi)型不多。常規靜電除塵器(ESP)的總除塵效率可達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(guò)程對煙塵有一定的協(xié)同脫除作用(總質(zhì)量脫除率可達到50%~80%),但實(shí)際對PM2.5細顆粒物僅有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(guò)程仍客觀(guān)存在出口煙氣夾帶一定量的漿液霧滴現象(指標≤75毫克/立方米),系統出口的PM2.5(尤其亞微米級)微粒質(zhì)量濃度反而還增加了20%~100%。在出口細顆粒中,燃煤飛灰約占40%、石膏組分約10%,其余約50%為脫硫過(guò)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(guò)濾的無(wú)機鹽微粒(一次PM2.5)外,WFGD運行過(guò)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(shuō)明,安裝WFGD系統的燃煤電廠(chǎng),不僅需要控制燃煤飛灰顆粒物,還應控制脫硫過(guò)程中形成的無(wú)機鹽氣溶膠微粒WESP是“濕式電除塵器”的簡(jiǎn)稱(chēng)。實(shí)際上,國內外對WESP的研究已有30多年的歷史,已有不少工業(yè)裝置的運行實(shí)踐證明該技術(shù)成熟可靠,且能同時(shí)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(lái),權且在WFGD系統之后增設WESP,才能從“區位”設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。因為,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(guò)程中新增的PM2.5也鞭長(cháng)莫及或無(wú)能為力。因此,當前大多數企業(yè)在新建或改建裝置中實(shí)施、增設WESP,當屬正確選擇。
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離子,通過(guò)電場(chǎng)力的作用,被吸附到集塵極上;與ESP通過(guò)振打將極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)生的二次揚塵。因陽(yáng)極板材質(zhì)的選取不同,WESP技術(shù)類(lèi)型有三種:⑴柔性電極,⑵金屬電極,⑶導電玻璃鋼電極,它們在國內都有大型裝置成功運行實(shí)例。但是,因被眾多業(yè)界人士認定的各項優(yōu)點(diǎn)相對更加突出、可靠,上述第⑶種(導電玻璃鋼電極)WESP技術(shù)的使用頻率正在遞增。目前,鑫澤公司已陸續完成若干個(gè)項目的設計、施工安裝任務(wù),并正處調試、投運過(guò)程中,不日定將傳來(lái)捷報!