某1000MW机组超低排放案例颗粒物排放规律研究

北极星环保网讯:由细颗粒物、SO3酸雾以及气溶胶等污染物引起的雾霾天气问题日益突出。燃煤电力行业排放的一次PM2.5及其前体污染物是大气PM2.5的来源之一。因此，国家推动燃煤电厂实施超低排放改造工作，以实现颗粒物、SO2、NOx接近燃机排放标准。

某1000MW燃煤机组超低排放改造案例的颗粒物排放规律研究表明，颗粒物排放浓度与机组负荷、环保设施的运行工况和控制方式等密切相关;单塔双循环脱硫系统对颗粒物的平均脱除效率为47.91%～92.63%%;湿式电除尘对颗粒物的脱除平均效率范围为67.2%;湿式电除尘降功率运行情况下，最大颗粒物排放浓度为4.85mg/m3(标干态，6%O2)。

关键词:超低排放;颗粒物;燃煤

随着经济快速增长，能源与环境问题日益突出，其中以颗粒物PM10、PM2.5、PM1.0以及SO3酸雾、气溶胶等污染物形成的雾霾天气问题成为公众关注的焦点。2010年中国PM10排放总量3797.3万t，PM2.5排放总量为2278.4万t。其中，火电行业排放的一次细颗粒物PM10为100.8万t，而SO2、NOx、SO3转化为二次细颗粒物PM2.5分别约350万t、265.5万t和107.3万t，合计占PM2.5排放总量的36.1%[1]。

目前电厂大都装备有烟气脱硝SCR、干式电除尘器DESP、湿法脱硫WFGD。SCR催化剂会促进少部分SO2转换为SO3;鲁晟等[2]研究传统电除尘器ESP进出口烟尘组成时，发现传统ESP对大颗粒烟尘脱除效率高，但对PM2.5的脱除效果有限。

湿法脱硫在一定程度上能捕捉烟气中大颗粒物，Meij等分析安装有石灰石/石膏法脱硫装置的烟气再热系统出口颗粒物组成时，发现出口颗粒中燃煤飞灰占40%，石膏组分占10%，其余50%为脱硫液滴蒸发形成的固态颗粒[3-5]。湿法脱硫对SO3的脱除效率并不高，仅为20%左右。未被脱除的SO3与水蒸汽形成硫酸气溶胶，形成新的颗粒物污染[6]。

湿式电除尘器WESP，可作为高效除尘除雾的深度净化设备，它具有控制复合污染物的强大功能，可以相对高效地脱除细微颗粒物(包括PM2.5)、细微雾滴、SO3气溶胶、Hg等非常规污染物，有效减缓烟羽以及石膏雨等问题[7-9]。某电厂1000MW机组超低排放改造采用了DESP+WFGD+WESP的主流技术组合，研究其运行情况，将对后续燃煤机组颗粒物超低排放控制有一定指导意义。

1颗粒物超低排放案例

1.1颗粒物超低排放技术路线分析

环保设施之间的协同控制使得烟尘浓度要达到低于10mg/m3(部分地方要求5mg/m3)超低排放要求成为可能。控制技术及路线选择时，结合环保入口输入条件，主要考虑按终端排放浓度要求，倒推各参与控制或协同控制环保设施的脱除效率。研究总结主要有以下四种技术组合路线，见表1。

其中，路线1被认为是最主流的技术路线，需要增加投资，并占用脱硫后场地。后面3条路线均不采用湿式电除尘装置，但需要有防止脱硫吸收塔浆液雾滴被烟气携带出塔的措施。低低温电除尘是在电除尘前增设余热回收器，通过降低除尘器入口温度，降低烟气体积、延长停留时间和降低粉尘比电阻，利于提高电除尘捕集效率。

并且可余热回收，或利用余热加热脱硫后湿烟气。湿法脱硫除尘一体化是旋汇耦合装置、高效节能喷淋装置、管束式除尘装置三套系统优化结合的一体化设备，应用于湿法脱硫塔内，高效洗涤SO2的同时，高效去除细颗粒和雾滴，以实现颗粒物和SO2的超低排放。

1.2研究案例改造方案

该机组为了满足超低排放的要求进行了相应的技术改造，并通过改造后环保设施之间的协同控制实现排放要求。三部分分别为:干式电除尘器(DESP)+湿法脱硫(WFGD)+湿式静电除尘器(WESP)。

其中DESP采用三室五电场电除尘器，WFGD采用单塔双循环脱硫技术进行提效改造，增设AFT，喷淋由4层改为6层，高低pH值喷淋各3层，新增WESP。为确保研究数据的可靠性，在干烟气环境采用了可靠的P-5B颗粒物监测仪，在脱硫出口和烟囱处均安装了符合湿烟气环境的颗粒物监测仪181WS，测点位置见下图1所示。

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