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湿式静电除尘:还神州一片蓝天

作者:江苏天洁环境工程-9455澳门·新葡萄娱乐场大厅有限公司浏览人数:590次 更新时间:2022年04月27日

  雾霾遮天蔽日,怎一个挥斥难去了得!

  往事越千年。抛开其他因素不谈,生活在中世纪自然环境下的国人是幸福的——面对青山绿水、晨晖夕照,他们之中的词人秦观可以闲雅吟出“雾失楼台,月迷津渡,桃源望断无归路。可怜孤馆闭春寒,杜鹃声里斜阳暮”这般清词丽句。

  而今,一个有些面目狰狞的词“雾霾”,替代了一向给国人以飘逸浪漫的“雾霭”。

  2013年1月9日以来,我国中东部地区陷入严重的雾霾和污染天中,中央气象台将大雾蓝色预警升级至黄色预警。13日,北京市发布北京气象史上 雾霾橙色预警,空气污染指数接近了1000微克。

  近2个月来,京津冀地区雾霾天气严重。这样的雾霾天气并不是 次出现,仅以北京为例,近两年北京冬天至少有30天空气质量是中重度污染,但出现PM2.5接近1000微克的情况,却实属罕见。

  非但如此,从华北到中部导致黄淮、江南地区,都出现了大范围的重度和严重污染。143万平方公里上空雾霾笼罩,8亿以上人口受到影响。

  在雾霾严重的1月29日上午,北京、新郑、青岛、杭州等机场受到严重影响。交通运输部路网中心的信息显示,我国中东部地区雾霾天气持续,致使北京、天津、河北、山东、湖南、湖北6省市约有30余条高速公路局部路段通行受阻。监测显示,京沪、京台、京港澳、荣乌、青银、连霍、沪渝高速公路等主要运输通道多个路段短时封闭,受影响路段基本在当日中午前后陆续恢复通行。如果把交通、企业等损失加入损失数据,远远超过GDP3%的数值,每年损失万亿元以上将成为常态。

  1月14日,亚洲开发银行与清华大学公布《迈向环境可持续的未来——中华人民共和国 环境分析》报告称,中国空气污染每年造成的经济损失,基于疾病成本估算相当于国内生产总值的1.2%,基于支付意愿估算则高达3.8%。2012年,中国GDP总量为519322亿元,以1.2%计达6232亿元,以3.8%计高达19734亿元。

  所以,钟南山院士发出惊世之警告:“雾霾”比“非典”更可拍!

  如此严重的生态灾难,引发中央政府高度关注。

  1月15日,在一次基层调研座谈会上,国务院副总理李克强指出:大气污染“积累的问题是一个长期过程,解决问题也需要一个长期过程,但我们必须有所作为!”

  与此同时,环保部副部长吴晓青在答记者问时强调:“国内外大气污染防治历程表明,解决严重的大气污染问题,是一项长期而艰巨的工作,欧美等发达 耗费了30-50年时间才基本解决大气污染问题。我们要正确对待当前的大气污染形势,充分认识改善大气环境质量的艰巨性、复杂性与长期性,做好打持久战的思想准备。”

  难道当代国人 将这样长期、持久生活在雾霾笼罩的阴影之下?

  值得庆幸的是,在江苏百斯特环境工程有限公司实现了工业除尘从量变到质变的突破。

  一场“湿式静电除尘器”方案论证会的启示

    雾霾锁神州,罪魁祸首是粉尘

  雾霾、灰霾天气的成因是复杂的。细微颗粒物悬浮在大气中,造成空气混浊、能见度降低,从而导致雾霾天气的出现,其中,直径小于或等于2.5微米,不足人的头发丝粗细1/20的细颗粒物被称为PM2.5,也称为可入肺颗粒物。

  PM,英文全称为particulate matter(颗粒物)。科学家用PM2.5表示每立方米空气中这种颗粒的含量,这个值越高, 代表空气污染越严重。 

  PM2.5的标准,是由美国在1997年提出的,主要是为了更有效地监测随着工业化日益发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物。PM2.5指数已经成为一个重要的测控空气污染程度的指数。

  PM2.5产生的主要来源,是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属等有毒物质。一般而言,粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自道路扬尘等;2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)则主要来自化石燃料的燃烧(如燃煤、机动车尾气)、挥发性有机物等。

  我国一次能源以煤炭为主,近十年我国煤炭产量从2001年的14.7亿吨增长到2011年的35.2亿吨,年均复合增长率达9%,其中,工业生产中的煤炭消费一直在我国的总煤炭消费中占据重要地位,常年保持在94%以上。发电和炼焦是工业用煤的 主要用途,分别占工业用煤的50%和15%。燃煤电厂是排放二氧化硫、氮氧化物、烟尘的重要部门,随着煤炭转换为电力比重的不断提高,大部分燃煤排放将更多转变为电力排放。电力二氧化硫排放占全国二氧化硫排放总量的比例为42.4%,氮氧化物排放约占三分之一强,烟尘排量占36.7%。控制燃煤电厂烟气排放,对减少PM2.5,缓解城市空气质量有很大促进作用。

  现阶段,我国90%的电能来自于火力发电,而火力发电需要燃烧大量煤炭。2012年,我国工业用煤炭总消耗量为37亿吨左右,火力发电消耗电煤18.5亿吨。在燃烧中,1吨煤燃烧产生30千克烟尘(0.03吨),那么,18.5亿吨煤炭燃烧完,大概产生555万吨煤灰,产生的煤灰中将有千分之五为PM2.5,也 是将产生2.775万吨的PM2.5。

  今年1、2月份,我国PM2.5 严重的地方已经超过了1000微克每立方米,而美国平均小于15微克每立方米,沙化 严重的撒哈拉沙漠也只有50~70微克每立方米。全球PM2.5 的地区在北非和中国的华北、华东、华中全部。

  那么,是不是汽车尾气的排放造成PM2.5污染如此严重呢?

  目前,我国汽车保有量在增加,但总量不是 多,美国仍是汽车保有量 多的 。2011年底,中国机动车总量为2.19亿辆,其中小汽车总量为8000万辆,美国小汽车总量为2.85亿辆,是中国的3.5倍。而中国的PM2.5含量是美国的5倍左右。

  还是在2004年,我国城市空气中的PM2.5含量已经名列 前茅。那时,中国汽车保有量远低于美国,但PM2.5远高于美国,这说明PM2.5并不主要来源于汽车尾气排放。

  综上所述,造成中国PM2.5严重超标的主要原因为日常发电等方方面面的因素(中国是 燃煤大国)。

  在城市空气污染如此严重的 ,为提高空气质量,降低雾霾天气的几率,应该会有很多燃煤电厂会新建在或搬迁到较偏远的区域,以便减少城市污染,方便在烟尘空气扩散。但是,此种方式只能起到搬离污染源的作用,并不能解决烟尘中的PM2.5问题,以及因空气污染而与电厂周边居民的不和谐的问题,更不能解决空气污染问题。

  由此看来,如果燃煤发电厂的粉尘排放量降低, 会极大地解决上述问题。

  湿式静电除尘技术为什么能高效除去PM2.5粉尘?

  根据国外公司提供的相关数据,采用湿式静电除尘技术处理电厂粉尘中的PM2.5,除去效果达99%。可见,湿式静电除尘器拥有其他常规静电除尘器所不具有的高效率处理PM2.5的功能。

  湿式静电除尘器的主要工作原理:将水雾喷向放电极和电晕区,水雾在芒刺电极形成的强大的电晕场内荷电后分裂进一步雾化,电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并,共同对粉尘粒子起捕集作用, 终粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集。水在集尘极上形成连续的水膜,将捕获的粉尘冲刷到灰斗中随水排出。湿式静电除尘技术是去除PM2.5的 有效手段,是当前国际 水平的除尘环保技术,在欧美等 发达 有数百个项目应用湿式静电除尘技术,有效地除去烟气中的PM2.5粉尘。

  因此,湿式静电除尘能够高效地去除亚微米粒子、雾滴、粒径小至0.01μm的微尘,除尘效率根据运行的电场数不同一般都可达到99.9%以上。

  而据国外相关文献表明,主要产品湿式静电除尘器对酸雾、有毒重金属以及PM10,尤其是PM2.5的微细粉尘有良好的脱除效果,可以使用湿式静电除尘器来控制电厂的SO3酸雾,具有联合脱除的前景。国外湿式静电除尘器的研究和应用证实,在湿法脱硫系统后布置湿式电除尘器可以有效地去除烟气中的PM2.5粉尘、SO3和汞及氧化物等污染物。

  湿式电除尘器作为控制燃煤烟气PM2.5非常有效的设备,在发达 的电力等工程领域得到了广泛应用。美国BruceMansfield电厂、Mirant’Dickerson电厂等多家电厂测试报告表明,湿式电除尘器对PM2.5的去除效率均高于95%,粉尘排放浓度低于5mg/Nm3。

  现今,国内大多数电厂都设在郊区,如果电厂的粉尘排放量降低 会减少大批的搬迁资金。以全国来算,这笔资金将会以千亿元为单位。而湿式静电除尘器能大幅地降低粉尘的排放量,减少PM2.5的排放,降低雾霾天气的几率,从而极大地缓解空气污染。

  此外,湿式静电除尘技术不仅在燃煤电厂,还可以应用在燃煤锅炉、化工、冶金等领域,这些在欧美 的应用效果非常理想。如在我国大规模使用,也将产生巨大的社会和经济效益。

  科技是解决污染之利器

  中国煤储量 。据我国第二次煤田预测资料,埋藏在地层1000米以上的煤炭总资源量为2.6万亿吨,仅山西一地的煤储量 比 一些 总储量还多。

  另一方面,我国又是一个石油和天然气相对匮乏的 ,这 决定了在相当长的一个时期我们的能源动力必须依赖于储量极其丰富的煤炭资源。

  既然不能绕开煤电产业, 必须找到解决其污染之道。

  基于湿式电除尘在脱除PM2.5方面具有的独特优势,在引进技术的基础上,结合我国燃煤及发电行业的技术特点,江苏百斯特环境工程有限公司开展了燃煤锅炉湿式电除尘器的技术研发工作,与浙江大学建立战略合作关系,参与 “863”计划中的燃烧烟气污染物控制的课题,并自主设计制造了国内 的湿式电除尘器综合实验台、多功能热态除尘试验台、大型气流物模试验平台、理化分析试验台、CFD数值模拟仿真研究室等试验研究平台,实施湿式静电除尘器关键部件的国产化生产。环保部 示范项目-浙能所属六横电厂2×1000MW燃煤机组湿式静电除尘器项目正在实施。 

  江苏百斯特环境工程有限公司开发的新型湿式电除尘器,在湿法脱硫之后控制PM2.5、控制SO3酸雾、脱除汞等重金属,一方面取消了振打,避免了粉尘的二次飞扬,可将烟尘排放浓度控制在5mg/m3以下,也 是大大降低了PM2.5;另一方面还可以对SO3酸雾、汞等重金属进行有效控制。在电除尘器内部通过喷雾增湿,荷电后的SO3酸雾在静电凝聚作用下粒径增大,被捕集于极板并与水膜形成稀酸,去除效率可达95%以上。同时,基于电除尘器内部过饱和环境和静电脱除效应,对烟气中颗粒汞、氧化汞的脱除效率高达60%以上。

  此外,新型湿式电除尘器可与湿法烟气脱硫设备组合,解决脱硫后的烟气排放问题,并可应用于氨法脱硫后脱除酸雾气溶胶、麻石水膜除尘器提效改造、钢铁行业微细颗粒物捕集,还可应用在陶瓷、玻璃、冶金等窑炉的消烟除尘、减排PM2.5上。  

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