某1000MW機組超低排放案例顆粒物排放規(guī)律研究

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:由細顆粒物、SO3酸霧以及氣溶膠等污染物引起的霧霾天氣問題日益突出。燃煤電力行業(yè)排放的一次PM2.5及其前體污染物是大氣PM2.5的來源之一。因此，國家推動燃煤電廠實施超低排放改造工作，以實現(xiàn)顆粒物、SO2、NOx接近燃機排放標準。

某1000MW燃煤機組超低排放改造案例的顆粒物排放規(guī)律研究表明，顆粒物排放濃度與機組負荷、環(huán)保設(shè)施的運行工況和控制方式等密切相關(guān);單塔雙循環(huán)脫硫系統(tǒng)對顆粒物的平均脫除效率為47.91%～92.63%%;濕式電除塵對顆粒物的脫除平均效率范圍為67.2%;濕式電除塵降功率運行情況下，最大顆粒物排放濃度為4.85mg/m3(標干態(tài)，6%O2)。

關(guān)鍵詞:超低排放;顆粒物;燃煤

隨著經(jīng)濟快速增長，能源與環(huán)境問題日益突出，其中以顆粒物PM10、PM2.5、PM1.0以及SO3酸霧、氣溶膠等污染物形成的霧霾天氣問題成為公眾關(guān)注的焦點。2010年中國PM10排放總量3797.3萬t，PM2.5排放總量為2278.4萬t。其中，火電行業(yè)排放的一次細顆粒物PM10為100.8萬t，而SO2、NOx、SO3轉(zhuǎn)化為二次細顆粒物PM2.5分別約350萬t、265.5萬t和107.3萬t，合計占PM2.5排放總量的36.1%[1]。

目前電廠大都裝備有煙氣脫硝SCR、干式電除塵器DESP、濕法脫硫WFGD。SCR催化劑會促進少部分SO2轉(zhuǎn)換為SO3;魯晟等[2]研究傳統(tǒng)電除塵器ESP進出口煙塵組成時，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)ESP對大顆粒煙塵脫除效率高，但對PM2.5的脫除效果有限。

濕法脫硫在一定程度上能捕捉煙氣中大顆粒物，Meij等分析安裝有石灰石/石膏法脫硫裝置的煙氣再熱系統(tǒng)出口顆粒物組成時，發(fā)現(xiàn)出口顆粒中燃煤飛灰占40%，石膏組分占10%，其余50%為脫硫液滴蒸發(fā)形成的固態(tài)顆粒[3-5]。濕法脫硫?qū)O3的脫除效率并不高，僅為20%左右。未被脫除的SO3與水蒸汽形成硫酸氣溶膠，形成新的顆粒物污染[6]。

濕式電除塵器WESP，可作為高效除塵除霧的深度凈化設(shè)備，它具有控制復(fù)合污染物的強大功能，可以相對高效地脫除細微顆粒物(包括PM2.5)、細微霧滴、SO3氣溶膠、Hg等非常規(guī)污染物，有效減緩煙羽以及石膏雨等問題[7-9]。某電廠1000MW機組超低排放改造采用了DESP+WFGD+WESP的主流技術(shù)組合，研究其運行情況，將對后續(xù)燃煤機組顆粒物超低排放控制有一定指導(dǎo)意義。

1顆粒物超低排放案例

1.1顆粒物超低排放技術(shù)路線分析

環(huán)保設(shè)施之間的協(xié)同控制使得煙塵濃度要達到低于10mg/m3(部分地方要求5mg/m3)超低排放要求成為可能?？刂萍夹g(shù)及路線選擇時，結(jié)合環(huán)保入口輸入條件，主要考慮按終端排放濃度要求，倒推各參與控制或協(xié)同控制環(huán)保設(shè)施的脫除效率。研究總結(jié)主要有以下四種技術(shù)組合路線，見表1。

其中，路線1被認為是最主流的技術(shù)路線，需要增加投資，并占用脫硫后場地。后面3條路線均不采用濕式電除塵裝置，但需要有防止脫硫吸收塔漿液霧滴被煙氣攜帶出塔的措施。低低溫電除塵是在電除塵前增設(shè)余熱回收器，通過降低除塵器入口溫度，降低煙氣體積、延長停留時間和降低粉塵比電阻，利于提高電除塵捕集效率。

并且可余熱回收，或利用余熱加熱脫硫后濕煙氣。濕法脫硫除塵一體化是旋匯耦合裝置、高效節(jié)能噴淋裝置、管束式除塵裝置三套系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)合的一體化設(shè)備，應(yīng)用于濕法脫硫塔內(nèi)，高效洗滌SO2的同時，高效去除細顆粒和霧滴，以實現(xiàn)顆粒物和SO2的超低排放。

1.2研究案例改造方案

該機組為了滿足超低排放的要求進行了相應(yīng)的技術(shù)改造，并通過改造后環(huán)保設(shè)施之間的協(xié)同控制實現(xiàn)排放要求。三部分分別為:干式電除塵器(DESP)+濕法脫硫(WFGD)+濕式靜電除塵器(WESP)。

其中DESP采用三室五電場電除塵器，WFGD采用單塔雙循環(huán)脫硫技術(shù)進行提效改造，增設(shè)AFT，噴淋由4層改為6層，高低pH值噴淋各3層，新增WESP。為確保研究數(shù)據(jù)的可靠性，在干煙氣環(huán)境采用了可靠的P-5B顆粒物監(jiān)測儀，在脫硫出口和煙囪處均安裝了符合濕煙氣環(huán)境的顆粒物監(jiān)測儀181WS，測點位置見下圖1所示。

延伸閱讀：

電廠濕法脫硫系統(tǒng)對煙氣中細顆粒物及SO3酸霧脫除作用研究

超低排放下不同濕法脫硫協(xié)同控制顆粒物性能測試與研究

百萬燃煤機組煙氣污染物超低排放改造費效評估