一、背景介紹
我國環(huán)境保護已取得了積極進展，但環(huán)境形勢依然嚴峻，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)導致大氣污染物排放總量居高不下，其中燃煤電廠的污染物排放量十分巨大。近年來隨著燃煤電站裝機容量不斷增加，排放污染物的總量增加對大氣環(huán)境造成了很大壓力。國家新頒布的火電廠污染物排放標準（GB13223-2011）已經(jīng)正式實施，標準要求火電廠粉塵排放濃度低于30mg/Nm3，重點地區(qū)低于20mg/Nm3，同時將PM2.5納入環(huán)境空氣質(zhì)量標準，作為重點大氣污染物進行監(jiān)控。2013年起在京津翼、長三角、珠三角等重點區(qū)域以及直轄市和省會城市*開展PM2.5與臭氧等項目檢測，2015年覆蓋所有地級以上城市。為了應對日趨嚴格的排放標準及保護環(huán)境，我國對電廠的除塵裝置提出了更高的要求，急需引進新的除塵技術(shù)于以應對，除塵技術(shù)的改進在考慮達到排放要求的同時，也要考慮采用低能耗，可持續(xù)的技術(shù)，新標準的實施將對原有的除塵技術(shù)提出新的挑戰(zhàn)。
二、電除塵技術(shù)的應用
電除塵技術(shù)與20世紀90年代得到推廣，在我國應用廣泛。但隨著優(yōu)質(zhì)電煤的不斷開采，電煤的質(zhì)量也在逐步下降。由于電除塵的除塵效率與粉塵比電阻關系很大，比電阻在1×104Ω·cm以下的粉塵沉積時，會被中和甚至帶上正電，易再次進入氣流，使電除塵效率降低。比電阻在1×104Ω·cm－1×1011Ω·cm之間的粉塵沉積時中和適當，當振打極板時，粉塵層成片下落，保證了電除塵的高除塵效率。比電阻在1011Ω·cm以上的粉塵成積后很難中和，粉塵層逐漸形成負電場，電場升高會在覆蓋層孔隙中發(fā)生電擊穿并伴隨向電極發(fā)射正離子，及發(fā)生反電暈現(xiàn)象，此時電除塵效率將降低（見圖1）。于是為了滿足火電廠的粉塵排放應小于30 mg/Nm3的要求，根據(jù)煤種不同，電除塵器需采用5電場、6電場、甚至7電場設計。所以單純的依靠電除塵技術(shù)，顯然不是一種很好的選擇，雖然靜電除塵器的除塵效率可達99%以上，但靜電除塵器對超細顆粒物捕捉率較低，仍有大量的超細顆粒物進入大氣中，同時超細顆粒物富集了許多有毒重金屬組分，對人類和環(huán)境危害很大，因此，如何有效控制電除塵超細顆粒物的排放已成為目前急需解決的問題。
三、LYWS電除塵超細顆粒物化學捕集劑
為了解決目前電除塵排放效率低的問題，并能達到電除塵國家排放新標準，本技術(shù)提出了在無需改變現(xiàn)有電除塵設備，無需增加電除塵裝置，同時控制電除塵超細顆粒物排放的化學捕集劑，它不僅能夠有效的促進電除塵超細顆粒物聚集成大顆粒，還能調(diào)節(jié)電除塵比電阻，提高電除塵對高比電阻飛灰的去除率，從源頭上降低電除塵超細顆粒物的含量，并達到電除塵在30mg/Nm3以內(nèi)的排放新標準。
四、LYWS電除塵超細顆粒物化學捕集劑原理
LYWS電除塵超細顆粒物化學捕集劑的使用方法是在燃煤電除塵器前的尾部煙道中布置一系列雙流霧化噴嘴。這種化學捕集劑首先可根據(jù)鍋爐實際運行工況所產(chǎn)生的煙塵濃度，通過計量泵對儲液罐中化學捕集劑的流量進行有效控制，然后與工業(yè)水進行充分混合并溶解形成捕集劑溶液，其中捕集劑占水的質(zhì)量濃度范圍在0.05%~2.5%之間，噴出的化學捕集劑溶液的溶劑流量占煙氣容積流量的0.05%~1.0%；zui后，化學捕集劑溶液被空氣壓縮機的強大壓力送入電除塵器前、有一定溫度（大約300度）的煙道中，同時噴入的化學捕集劑在強力雙流霧化器作用下經(jīng)破碎后形成有一定擴散角度、且表面具有較高粘附活性的霧云，霧化產(chǎn)生的平均粒徑一般在20-50um的范圍。霧云顆粒中水分蒸發(fā)，粒徑逐漸變小，顆粒之間的作用力轉(zhuǎn)化為固橋，使細小顆粒更加緊密結(jié)合在一起，形成較大的聚團，或者細小顆粒被粗顆粒吸附，使細小顆粒減少，提高電除塵器的除塵效率，降低煙塵排放。
五、LYWS電除塵超細顆粒物化學捕集劑的特點
本技術(shù)主要是通過在電除塵裝置前對超細顆粒物進行捕集，使之能夠在電除塵器的作用下加以脫除，能夠在不影響燃燒運行工況和不改變電除塵器參數(shù)的條件下進行。采用的整套裝置，包括強力雙流霧化器、噴液泵、混合器和儲液罐等設備，結(jié)構(gòu)相對簡單，成本較低，占地少，具有在工業(yè)上大規(guī)模應用的可能性。通過本技術(shù)提供的方法可以提高電除塵器對超細顆粒物的脫除效率，減少超細煙塵的排放，達到用袋式除塵器置換電除塵器才能達到的目標。采用本技術(shù)可使超細灰塵捕集成交大粒徑的顆粒，并通過電除塵器加以脫除，可以在不影響電除塵器的工作狀態(tài)和收集方式的條件下，達到降低廢氣中煙塵濃度20%以內(nèi)。
六、LYWS電除塵超細顆粒物化學捕集劑的應用
作為本技術(shù)的方法的實施例，按照1%（質(zhì)量比）的濃度噴入，當噴入的化學捕集劑溶液占煙氣體積流量的0.12%時，捕集率為10%左右；當噴入的化學捕集劑溶液占煙氣體積流量的0.23%時，化學捕集劑對超細顆粒的團聚效率可達到20%，煙氣溫度下降5℃；當噴入的化學捕集劑溶液占煙氣體積流量的0.42%時，化學捕集劑對超細顆粒的捕集率可達到35%，溫度約降低10℃左右，不同濃度的噴入不同流量的化學捕集劑溶液，所取得對超細顆粒物的捕集效率也不一樣，但其*捕集效率可以達到70%。一般而言，當噴入的化學捕集劑溶液中濃度較高，且化學捕集劑溶液體積流量（霧化后）約占煙氣體積流量的0.05-1.0%時，捕集效果比較好，捕集率可達到20%以上?，F(xiàn)舉例說明不同配比的化學捕集劑溶液噴入水平煙道后的團聚效果見下表。
| 溶液占煙氣體積的1.0% | 溶液占煙氣體積的0.05% | ||||
2與水的配比為0.05% | 2與水的配比為0.1% | 2與水的配比為2.5% | 2與水的配比為0.05% | 2與水的配比為0.1% | 2與水的配比為2.5% | |
捕集率 | 20% | 35% | 70% | 1% | 2.5% | 40% |
八、經(jīng)濟性
300MW電廠化學捕集系統(tǒng)總費用：800萬
袋式除塵器，1800萬設備費+200萬安裝費， 300MW電廠總費用達2000萬元。
九、技術(shù)應用前景和經(jīng)濟社會效益
達到國家新的排放標準，PM 30mg/m3現(xiàn)有許多電廠難以實現(xiàn)顆粒物達標排放，控制燃煤顆粒污染是我國面臨的亟待解決的問題。
團聚促進技術(shù)初投資少、成本低，節(jié)省初投資1000萬元以上；
不需要改變現(xiàn)有除塵器運行參數(shù)；
實現(xiàn)多種污染物的聯(lián)合控制（PM2.5和重金屬）。
十、技術(shù)前景
對于排放濃度30度30-80mg/m3的燃煤電廠，更換為電袋除塵器、或增加濕式靜電除塵器，需要3000萬元以上，投資巨大，又增加占地。
采用化學捕集技術(shù)，不改變電站運行參數(shù)，無需大型設備和大量投資，即可提高現(xiàn)有除塵設備對細顆粒的捕獲效率，達到新的排放標準。
