燃煤电厂烟气中pm

燃煤电厂烟气中pm

0“极低排放、治理空气”由于环境频带有限，三名燃料电厂开始实施排放模式，即承担排放问题的燃料电厂必须满足“低排放要求”。湿式电除尘器(WESP)作为烟气终端净化设备,采用水清灰方式,可高效控制PM2.5粉尘、SO3酸雾、气溶胶、汞、重金属等复合污染物,在许多工业领域被国际社会认为是“最大可完成控制技术”(MaximumAchievableControlTechnology)。WESP在满足极低排放、治理PM2.5的效果上也得到国内专家的一致认可,在环保部最近的《环境空气细颗粒物污染防治技术政策(试行)》中鼓励电力企业应用。神华国华舟山电厂4号机组为国内首台新建“超低排放”燃煤机组,该机组为350MW“上大压小”扩建工程,其WESP由浙江菲达环保科技股份有限公司生产。对于固定污染源烟气中PM2.5测试方法,国内尚未出台相应标准,按照测试PM2.5机理不同,可分为重量法、电荷法、光学法。WESP后烟尘浓度低,且水分较大,这种低浓度、高湿度烟气环境条件下PM2.5的测试是目前国内的检测技术难题,课题组依托国家高技术研究发展计划(863计划)“燃煤电站PM2.5捕集增效优化技术与装备研制”(2013AA065002),采用ELPI(电荷法)对WESP进出口烟气中PM2.5进行测试研究,旨在确定WESP对PM2.5的脱除效率,并摸索一种科学合理的工程测试技术和方法。1elpo工作原理实验中测试仪器为静电低压冲击仪(electricalowpressureimpactor,ELPI)及相关附件设备,图1为ELPI主机结构。该仪器是由芬兰坦佩雷大学开发的,可用于实时测试PM2.5的质量、数量浓度,是目前测试PM2.5较为精密和准确的测试仪器之一,可自动采样,并在线测试PM2.5的数量浓度及其粒径分布,集样品采集和在线监测与一身,功能强大。图2为ELPI的工作原理示意。如图2所示,烟尘通过PM10的旋风预切割器,把粒径在10μm以上的颗粒过滤掉,而粒径在10μm以下的颗粒物则沿气流进入ELPI主机,首先通过一个电晕放电装置使颗粒物荷电,然后沿着气流自上而下依次通过各级撞击器,按颗粒惯性不同,将其由大到小分为12级,最后气流经末级的导流管排出主机。各级撞击器均配置一个静电计和电流放大装置,通过检测电流信号以计算捕集到该级撞击板上的颗粒数量。因ELPI的响应时间很短,一般小于3s,支持PM2.5在线测试,方便现场试验研究。但由于ELPI非常精密,因此具有很严格的技术指标及适用条件范围的限制,详见表1。2突出烟道外侧的长度燃煤电厂烟道测孔一般采用GB/T3091设计手册中的3号煤水管(内径80mm),此时要求测孔突出烟道外侧的长度应为40mm左右,如果突出长度过长,应作适当处理。湿式电除尘器进、出烟道顶部分别选取1个测孔,其中WESP出口测孔如图3所示。用砂轮切割机将突出段割掉,测孔突出烟道外侧的长度保留40mm左右,保证烟道测孔可使得采样枪头顺利通过。3elpo测试防护方案首先确定气源、电源位置,对仪器进行现场连接,如图4所示,针对这种高湿度、低浓度烟气环境,确定采用一级高温稀释的测试方案,并对采样枪、旋风切割器进行保温加热。采样枪加电加热保温,加热到120℃,旋风切割器加热到100℃,保证水分充分蒸发。将压缩空气加热到90℃,高温稀释器保温暂不加热,压缩空气压力为2bar。ELPI撞击器出口接真空泵,保证撞击器出口压力为100mbar。ELPI主机同计算机连接,通过软件控制并保存测试数据。4试验结果及分析4.1稀释器的稀释比试验采用多次测试取平均值的方法,共采样3次。经测试,湿式电除尘器进口烟道内烟气流速为6.7m/s,温度为43.9℃,确定采样嘴尺寸为D=3.45mm。高温稀释器前设置压力计,其读数约1bar,查表(DILUTERDATASHEET60444)得此时稀释器的稀释比约为8.7,颗粒密度值取2.1g/cm3(文献参考值)。经计算,湿式电除尘器进口烟道内12级颗粒的个数、质量浓度数据整理如图5所示,PM1、PM2.5、PM10个数浓度与质量浓度数据整理如表2所示。由图5可知,WESP进口3次测试12级颗粒的数浓度、质量浓度数据重复性较好,ELPI不仅可以得到PM2.5的质量浓度数据,还可以得到粒径在0.03~10.00μm的颗粒数量浓度数据,且可以瞬时读数,提高测试效率。由表2可知,WESP进口烟道内PM2.5数浓度平均值为3780233个/cm3;质量浓度平均值为1.79mg/m3。4.2经济社会浓度经测试,WESP进口烟道内烟气流速为9.5m/s,温度为30.4℃,确定采样嘴尺寸为D=4.16mm。高温稀释器前设置压力计,其读数约1bar,查表(DILUTERDATASHEET60444)得此时稀释器的稀释比约为8.7,颗粒密度值取2.1g/cm3(文献参考值)。经计算,WESP出口烟道内12级颗粒的个数、质量浓度数据整理如图6所示,PM1、PM2.5、PM10个数浓度与质量浓度数据整理如表3所示。由图6可知,WESP出口3次测试12级颗粒的数浓度、质量浓度数据重复性较好。由表3可知,湿式电除尘器出口烟道内PM2.5数浓度平均值为691918个/cm3;质量浓度平均值为0.38mg/m3。4.3湿式电除尘器特点经计算,湿式电除尘器进、出口烟道内12级颗粒的个数、质量浓度数据整理如图7所示,经湿式电除尘器后,不同粒径颗粒的数浓度、质量浓度均有明显下降。湿式电除尘器进、出口烟尘中PM1、PM2.5、PM10个数浓度与质量浓度去除率如表4所示,其中,PM2.5数浓度去除率为81.6964%;质量浓度去除率为78.77%。4.4烟气中执法难,测试结果可靠性高水滴是影响WFGD或WESP后烟气中PM2.5测试结果准确性的主要因素。本次测试采用一级高温稀释,且采样枪、旋风采用电加热保温,使烟气内水滴充分蒸发,测试过程中ELPI荷电器未出现报警,各级撞击器均无负电流现象,表明本次测试有效避免了烟气中水滴的影响,测试结果可信度高。将ELPI撞击器拆卸,观察每级撞击器内均无水分,且灰分也较少,各级撞击器照片如图8所示。5wsp对重要成分的脱除效率本文对ELPI(电荷法)测试原理和采样方法进行了阐述,并在国内首台新建“超低排放”燃煤机组WESP进、出口烟气内PM2.5进行测试研究,采用高温一级稀释方案,并将采样枪和旋风加热保温,有效避免了水滴对测试结果的影响,测试结果可信度较高,得出WESP对PM2.5的脱除效率,积累了一定的测试经验,得到以下结论:(1)经测试,WESP进口烟尘中PM1、PM2.5、PM10个数浓度分别为3778971个/cm3、3780233个/cm3、3780351个/cm3;质量浓度分别为0.56mg/m3、1.79mg/m3、8.42mg/m3。(2)WESP出口烟尘中PM1、PM2.5、PM10个数浓度分别为691678个/cm3、691918个/c