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中国绿发会提案:建议尽快进行雾霾主因确证及其治理方法选择

时间:2019-01-11 11:42

来源:中国绿发会

作者:朱维群

综上所述,湿法脱硫烟气中不可避免带有大量的水汽及含有水溶性盐。我国大气平均湿度为9g/Nm3,湿法脱硫排烟湿度为大气平均湿度的10倍以上。含有的水溶性盐在空气中发生一系列变化就可以形成雾霾细颗粒,它在大气中的停留时间长,具有极强的迁移能力,控制和治理难度很大。

2.2湿法脱硫液分析及实验

因为我们没有分析烟囱排放烟气成分的条件,只能对脱硫浆液进行分析。三种类型机组湿法脱硫排放烟气的含水量如下表:

表2-4三种类型机组中烟气含水量

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总量上看,按燃烧1吨煤,湿法脱硫烟气带出1吨水汽估算,我国燃煤锅炉烟气湿法脱硫每年向大气排放近40亿吨的水汽。

在湿法脱硫过程中,由于进入脱硫塔内的烟气温度较高,在气液接触时浆液中的一部分水会气化形成饱和水汽,在大量烟气以3米/秒的速度在脱硫液中的流动下,可以认为脱硫浆液的气液是平衡的,也就是气液的组成基本相同。

我们取电厂脱硫浆液,过滤去固体物得到上清液,测其含有1.4%可溶性物质。(水汽中的水溶性盐含量与石粉来源、脱硫液温度及pH值、脱硫液循环次数、工艺条件等因素有关,但应该在一定的范围,建议有关部门做详细分析) 这样不考虑夹带的亚微米粒子,计算如下:

300MW机组每小时水汽排放量按160吨计,水汽中可溶性盐的排放量为:160×1.4% =2.24(吨/小时)。

如果全国湿法脱硫水汽排放量按40亿吨计算(有文献数据),那么水汽中可溶性盐的每年排放量为:40×106×1.4% =5600(万吨)

这样的排放量可能超过三种常规污染物的总和,这很可能是我国雾霾大面积、高强度发生的一个主要原因。

2.2.1 实验样品及仪器设备

实验所用样品分别在石灰石膏法脱硫系统的不同位置取样,4个取样点如下:

1号样品是烟气与石灰石浆液在吸收塔中反应后排出的浆液;2号样品是流出的1号浆液在澄清池中澄清后的上清液;3号样品是流出的2号上清液和锅炉污水;4号是在三联箱中经过综合处理,沉降,絮凝,澄清处理后的水。

实验仪器及设备如表1-2所示:

表2-2 实验仪器及设备

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2.2.2 实验步骤

将取得的4个水样分别过滤一遍,得上清液。

将加湿器放到密闭的通风厨中,取过滤后的上清液3L加入加湿器,开关设定在一定的速度,运行一定时间,待温度和湿度不再浮动,每隔30s分别记录PM1、PM2.5、PM10的值,每组记录25组数据,最后得平均值。

每个水样重复以上操作步骤。

同时取日常生活中的矿泉水、蒸馏水、自来水做实验,结果如下表(均已减去空白实验值)μg/m3。

表2-3脱硫液雾霾实验

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自来水、矿泉水和蒸馏水的雾霾实验对比可以看出:蒸馏水PM值较小,自来水PM值已达到重度雾霾标准,在加湿器使用过程中尽量使用蒸馏水。四个脱硫液样品的PM2.5值均达到重度污染的情况,处理后的循环水PM10值也接近2000。

燃煤烟气湿法脱硫过程与使用加湿器相似,脱硫后的净烟气虽然经除雾器除去部分较大颗粒,但由于除雾器对于小粒径的雾滴和水溶性物质难以捕集,就可能造成大量细颗粒物的排放。湿法脱硫排放烟气中的水汽大约是SO2排放浓度的4000倍,水汽中的无机物排放量大约是SO2排放浓度的40倍。因此,燃煤烟气排放指标应该综合考虑:现有排放指标(SO2、NOx和烟尘);二氧化碳排放量(能效);水汽排放量及杂质含量等;

2.4水汽及细颗粒脱除

表2-5 烟气中水汽的各种技术方法特点

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目前唯一可以实现商业化的技术为烟气冷凝,它通过应用氟塑料换热器达到减少水汽排放的效果,但它存在以下缺点:

(1)冷凝水汽的水质不高,具有腐蚀性;

(2)需要价格较高、换热面积较大的氟氟塑料换热器;

(3)水汽排放降低有限,最低降低25%,仍然有至少75%的水汽排放;

(4)电厂冷源缺乏,或增加大量成本。

传统除尘技术难以高效捕集PM2.5以下的颗粒物及水溶性物质;利用声、光、电、磁、热等各种超细颗粒物凝聚技术过程原理复杂,目前还处于研究阶段。

为什么国外也采用湿法脱硫技术没有发生大范围雾霾,我们认为这与我国燃煤量过大有关。

表2-6 2014年全球煤炭消费量前十名国家排序

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中国工程院原副院长杜祥琬指出:“中国的环境容量已经比世界平均水平低好几倍,中国东部单位国土面积煤炭消耗是世界平均值12倍,京津冀地区煤炭消耗空间密度(单位:平方公里)是全球平均值30倍,可以想象,这些地方怎么能没雾霾?”因此,我们必须进行煤炭利用技术的革命或者大幅度降低煤炭使用量。

3.燃煤烟气污染物干式脱除技术

编辑:李丹

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