为促进烟气中颗粒物团聚装置的应用,规范烟气中颗粒物团聚装置的生产及制造,降低工业烟气细颗粒物对环境或人体健康的影响,中国环境保护产业协会组织编制《烟气中颗粒物团聚装置技术要求》。目前,标准编制单位已完成标准的征求意见稿。
目前,我国大气污染现状依然严峻,据《2015年环境统计年报》数据,2015年全国废气中烟尘排放量1538
万吨。其中,工业烟尘排放量1232.6万吨。这其中基本为直径小于10μm
的飘尘,且大部分属于PM2.5。细颗粒物PM2.5已构成当前我国城市首要的大气污染物。
武汉天空蓝环保科技有限公司与华中科技大学煤燃烧国家重点实验室联合开发的细颗粒物团聚技术,可以使传统除尘器从本质上破解PM2.5治理难题,而且成本相对较低,于2017年通过中国环境保护产业协会技术成果鉴定,并得到大量的工业应用,而针对此项技术系统装置的设计、制造、安装及性能保证的评价方法与技术规范目前没有相对应的国家标准和行业标准,急需制定相应的标准。为使颗粒物团聚技术的大规模推广应用,完善该项新技术的设计、施工和应用,制定先进、经济、高效的团聚装置技术标准已显得尤为必要和迫切。
本标准规定了烟气中颗粒物团聚装置(以下简称“团聚装置”)的术语和定义、团聚装置命名、基本要求、性能要求、试验方法、检验规则及团聚装置的标志、包装、运输和储存等。本标准适用于处理电力、冶金、建材、化工等行业工业窑炉排放的烟气中颗粒物的团聚装置,其他行业的工业烟气中颗粒物的团聚装置可参照执行。
标准引用的文件主要有《GB/T 1804
一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差》、《GB/T 3001
耐火材料常温抗折强度试验方法GB/T
3216—2016回转动力泵水力性能验收试验1级、2级和3级》、《GB 5135.3
自动喷水灭火系统第3部分:水雾喷头》、《GB 5226.1
机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件》、《GB 7231
工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识GB/T 7305
石油和合成液水分离性测定法》等。
颗粒物团聚装置主要由团聚液制备系统、压缩空气供应系统、雾化喷射系统以及自动监测控制系统组成。该技术不但确保烟尘达到超低排放标准,而且可高效协同脱除烟气中的三氧化硫、重金属等污染物,三氧化硫脱除率高达90%,具有良好的发展前景,未来在全自动化的基础上优化颗粒物团聚装置工艺流程,缩短工艺流程,精巧布置与连接各种设备,进一步缩小装置占地面积,提高工作效率。
本标准实施后,将规范和提高工业烟气颗粒物团聚装置的性能质量,促进环保装置的进步,保障工业企业实现特别排放和超低排放,控制和减少工业烟气细颗粒物排放。对我国大气质量环境的改善将发挥更大作用。

通过对电厂系统测试和研究,结果表明,在煤粉燃烧和脱硝过程中均会产生三氧化硫,燃煤电厂3台34万千瓦机组经超低排放改造后,炉内三氧化硫的转化率为0.8%-1.4%;选择性催化还原装置中三氧化硫的转化率为0.8%-1.3%。湿式静电除尘器和化学团聚系统超低排放改造均能够明显提高燃煤电厂三氧化硫的脱除率。湿式静电除尘器对三氧化硫的脱除率达80%以上,化学团聚系统三氧化硫的脱除率受负荷影响较小,最高可达90%。

论文第一作者、华中科技大学能源学院硕士研究生李高磊表示,近年来,我国在燃煤电厂脱硫脱硝方面取得了很大进展,而脱硫主要是脱除二氧化硫,但是由于大量燃用高硫煤及选择性催化还原脱硝系统的安装,三氧化硫浓度明显升高,局部地区有色烟羽排放增加,大气中PM2.5前驱体—三氧化硫气溶胶排放浓度增加。而目前我国“超低排放”只追求二氧化硫的减排,却忽视了三氧化硫的污染问题。希望研究导师张军营教授发明的新的化学除尘技术对三氧化硫的脱除情况,为国家制订控制三氧化硫排放标准提供科学数据。

李高磊的导师、华中科技大学煤燃烧国家重点实验室张军营教授表示,目前三氧化硫脱除手段主要为湿法脱硫技术、湿式静电除尘技术以及低低温电除尘技术等。湿法脱硫装置对三氧化硫的脱除率不高于50%,湿式静电除尘技术改造成本较高,而化学团聚系统改造成本低,适用性广,协同脱除三氧化硫等污染物能力强,能够显著提高协同脱除率,应对不同烟气条件下的三氧化硫脱除。这次试验结果再次证实了化学团聚技术对于三氧化硫排放控制的优越性。团聚强化除尘技术协同脱除三氧化硫效率最高达到90%,且不同负荷下三氧化硫的排放浓度均低于每立方米10毫克,因此对研究结果比较满意。

团聚强化除尘技术是张军营教授发明的一种除尘新技术,不同于静电除尘等物理除尘技术,团聚强化除尘技术是一项主动性、革命性的技术,标志着我国除尘技术从物理除尘时代进入化学除尘时代,变被动除尘为主动除尘。该技术原理是通过特殊的团聚剂,让粉尘细颗粒润湿、絮凝、团聚变成“大胖子”落网,从而有效提高电除尘和袋式除尘对粉尘细颗粒物的捕集效率。同时,团聚剂对三氧化硫酸雾也有明显的团聚作用,促进三氧化硫酸雾长大。由于细颗粒物脱除率的提高附着在细颗粒物上三氧化硫等脱除率也会得到提高,因此化学团聚技术能协同脱除三氧化硫、重金属等污染物,实现“近零排放”。

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张军营教授表示,国家对燃煤电厂三氧化硫排放没有标准,电厂没有相关数据记录和措施,只有部分研究人员做过一点研究。然而三氧化硫危害比二氧化硫要大,而且并未引起国家层面的重视,因此这项研究对防治雾霾有十分重要的现实意义。国内也有专家研究表明,假设我国燃煤平均含硫量1%,则一台30万千瓦燃煤机组排放的三氧化硫的量至少为每小时57.8公斤,全国火电机组三氧化硫排放量71.94万吨/年,强调三氧化硫对雾霾的贡献值远高于“超低排放”二氧化硫的减排值,重视三氧化硫的减排、多污染物协同治理是我国空气污染治理的大势所趋。如果全国火电机组均安装化学团聚系统,按三氧化硫的脱除率提高60%计算,可以使三氧化硫排放量减少43.16万吨/年,这对蓝天保卫战是一个不小的贡献。

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