蔡錫鋒,郭鏈,劉含笑,顏士娟,沈敏超,郭高飛,周冰,胡小鑫
(浙江菲達(dá)環(huán)??萍脊煞萦邢薰?,浙江 諸暨 311800)
隨著燃煤電廠超低排放項(xiàng)目陸續(xù)投入運(yùn)行,超低排放條件下設(shè)備的性能考核,尤其是高濕度、低濃度等苛刻條件下的煙氣污染物精準(zhǔn)測試,已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)[1~6]。一般來說,煙塵排放濃度越低,排放煙塵中的細(xì)顆粒物(PM2.5)占比就會(huì)越高。因此,實(shí)現(xiàn)細(xì)顆粒物的精準(zhǔn)測試,對環(huán)保設(shè)備進(jìn)行科學(xué)評價(jià),也是近年來的行業(yè)熱點(diǎn)之一[7~13]。本文主要對超低排放條件下PM2.5測試方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行研究和分析。
國內(nèi)外PM2.5的測試標(biāo)準(zhǔn)、方法及相關(guān)儀器,匯總見下表。
國內(nèi)外測試標(biāo)準(zhǔn)及儀器匯總表
固定源PM2.5測試,應(yīng)以重量法為標(biāo)準(zhǔn),即通過撞擊器捕集煙氣中的PM2.5,然后進(jìn)行干燥稱重。當(dāng)需要獲取粒徑分布信息時(shí),也可采用電荷法進(jìn)行測定。重量法、電荷法的采樣系統(tǒng)分別如圖1(a)、圖1(b)所示。其中,重量法采用PM-10或DGI撞擊器收集樣品后,用微量天平進(jìn)行稱重計(jì)算,PM-10撞擊器如圖2(a)所示,DGI撞擊器如圖2(b)所示;電荷法采用ELPI進(jìn)行在線測定,ELPI主機(jī)及工作原理如圖2(c)所示。
分別采用重量法(PM-10、DGI)、電荷法(ELPI)對不同工程項(xiàng)目開展現(xiàn)場實(shí)測,并將測試結(jié)果進(jìn)行對比,對比結(jié)果如圖3所示。重量法與電荷法測試結(jié)果較為接近,且重復(fù)性均較好,驗(yàn)證了該P(yáng)M2.5測試方法的合理性。
電荷法是通過電流信號換算得到細(xì)顆粒物的質(zhì)量濃度數(shù)據(jù),ELPI可將0.03~10μm的顆粒分為13級,從而可以獲得各粒徑段的粒徑分布數(shù)據(jù)。利用ELPI對濕式電除塵器進(jìn)口進(jìn)行測試,測試結(jié)果如圖4所示。因煙氣處在高濕度、低濃度的煙氣環(huán)境,因此采樣系統(tǒng)參照圖1(b),采用旋風(fēng)切割器+1級高溫稀釋器,進(jìn)而取得理想的測試結(jié)果。
圖1 PM2.5采樣系統(tǒng)
圖2 主機(jī)及工作原理
圖3 測試結(jié)果對比
圖4 濕式電除塵器進(jìn)出口測試結(jié)果
采用上述方法,分別測試了10臺(tái)金屬板式濕式電除塵器、24臺(tái)導(dǎo)電玻璃鋼管式濕式電除塵器,出口PM2.5濃度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如圖5所示。金屬板式濕式電除塵器出口PM2.5濃度最大值為4.6mg/m3、最小值為0.4mg/m3、平均值為2.9mg/m3;導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵器出口PM2.5濃度最大值為3.4mg/m3、最小值為0.2mg/m3、平均值為1.6mg/m3。
圖5 PM2.5排放特征匯總
(1)重量法(PM-10、DGI)、電荷法(ELPI)均可在低濃度、高濕度煙氣環(huán)境下準(zhǔn)確測定PM2.5濃度,且數(shù)據(jù)重復(fù)性好。
(2)不同型式的濕式電除塵器對PM2.5均有較好的減排效果,其中,金屬板式濕式電除塵器PM2.5質(zhì)量濃度排放范圍是0.4~4.6mg/m3;導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵器PM2.5質(zhì)量濃度排放范圍是0.2~3.4mg/m3。