燃煤电厂电除尘PM10和PM2.5的排放控制VII:以2×600 MW机组为例分析讨论电除尘选型和改造

 分析了2×600 MW机组所配套的两台双室五电场电除尘器(ESP)的设计、选型和改造。每台电除尘配套20台高压电源、一台炉配40台高压电源,改造工作不仅包括更换原80台单相电源为80台三相电源,而且将第一和第二电场的极板、极线及振打系统全部做了更换,改造后电除尘出口PM₁₀和PM_2.5(粒径分别低于10 μm和2.5 μm的颗粒物)的排放分别低于15 mg·Nm^-3和1.0 mg·Nm^-3,PM_2.5占PM₁₀的比例在6.5%~7.5%,与改造前比较PM_2.5下降了95%以上。     

燃煤电厂电除尘PM_(10)和PM_(2.5)的排放控制V:以660 MW机组为例分析讨论高压电源运行优化

本文讨论优化双室四电场电除尘器(ESP)所配套的16台中荷(ZH)三相高压电源和低压振打系统实现电除尘节能和减排。在16台传统单相高压电源供电下,电除尘出口PM10和PM2.5的排放分别为63 mg/m3和23.9 mg/m3,对应的高压一次电耗为1225 k V·A。采用16台ZH三相高压电源改造后,电除尘出口PM10和PM2.5的排放分别为10~16 mg/m3和2.0~2.5 mg/m3,对应的高压一次电耗为900~1050 k V·A。在同样高电压电耗下,PM10和PM2.5分别下降了78%和92%。     

燃煤电厂电除尘PM_(10)和PM_(2.5)的排放控制Ⅵ:以75t/h工业锅炉为例分析讨论电除尘的运行(嘉兴协鑫环保热电分析)

以嘉兴协鑫环保热电75 t/h工业锅炉为例,讨论电除尘器改造和运行降低PM10和PM2.5(粒径低于10和2.5μm的颗粒物)的排放。单室四电场电除尘在传统单相高压电源供电下,电除尘出口PM10和PM2.5的排放可达120.4~219.7和9.6~22.3 mg·Nm-3,在本体检修和采用4台三相高压电源改造后,电除尘出口的PM10和PM2.5出口质量浓度可分别降至6.0~17.0和1.8~3.3mg·Nm-3,电除尘出口PM2.5与PM10的比例通常在35%~52%。     

燃煤电厂电除尘PM_(10)和PM_(2.5)的排放控制Ⅰ:电除尘选型及工业应用

针对电除尘细颗粒物(PM2.5)排放控制,提出利用电除尘指数指导电除尘本体和电源设计选型技术的原理和方法,并介绍电除尘改造的应用案例。通过优化电除尘指数、采用三相高压电源开展电除尘改造和选型。通过电除尘和脱硫塔除雾器的同步改造,可以实现烟囱出口颗粒物排放浓度低于5 mg/m3,同时,PM2.5(直径2.5μm以下的颗粒物)排放浓度低于2.5 mg/m3。示范工程还表明当电除尘器出口PM10(直径10μm以下的颗粒物)排放在6~30 mg/m3时,PM2.5占PM10比例为6%至20%;当PM10排放在5~15 mg/m3时,PM2.5排放可低于2.5 mg/m3。     

燃煤电厂电除尘PM_(10)和PM_(2.5)的排放控制Ⅲ:电除尘电源及小分区改造与PM_(10)和PM_(2.5)的排放(以44×330MW机组为例)

讨论了4台典型电除尘改造和细颗粒物(PM2.5)排放控制,对四电场电除尘器通过本体小分区和电源改造实现了颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)的超低排放控制。仅对五电场电除尘器进行电源改造,即可实现PM10和PM2.5的超低排放,电除尘出口PM10和PM2.5可分别控制在15和2 mg/m3以下。脱硫塔对PM10有较好的捕集效果,但对PM2.5的去除几乎没有效果。电除尘振打引起的二次飞扬过程及烟气温度也影响PM10和PM2.5的排放,当烟气温度从150~160℃降低到约110℃时,电除尘出口及脱硫塔出口的PM2.5均在2 mg/m3以下。     

燃煤电厂电除尘PM10和PM2.5的排放控制II:电除尘电源改造与PM10和PM2.5的排放(以660 MW 机组为例)

 通过对比660 MW 燃煤锅炉电除尘改造前后细颗粒物(PM_2.5)和颗粒物(PM₁₀)的排放,讨论电除尘改造的必要性及可行性.四电场电除尘器在常规单相电源供电下,PM₁₀和PM_2.5的排放浓度分别在63 和23 mg/m³左右,总排放在75 mg/m³左右;采用三相高压电源时PM₁₀和PM_2.5的排放可控制在15 和2.5 mg/m³以下,总排放在18 mg/m³左右,PM₁₀和PM_2.5的排放分别减排76%和89%以上.     

燃煤电厂电除尘PM10和PM2.5的排放控制VI:以75t/h工业锅炉为例分析讨论电除尘的运行(嘉兴协鑫环保热电分析)

 以嘉兴协鑫环保热电75 t/h 工业锅炉为例, 讨论电除尘器改造和运行降低PM₁₀和PM_2.5 (粒径低于10 和2.5 μm 的颗粒物)的排放。单室四电场电除尘在传统单相高压电源供电下, 电除尘出口PM₁₀和PM_2.5的排放可达120.4~219.7 和9.6~22.3 mg·Nm^-3, 在本体检修和采用4 台三相高压电源改造后, 电除尘出口的PM₁₀和PM_2.5出口质量浓度可分别降至6.0~17.0 和1.8~3.3mg·Nm^-3, 电除尘出口PM_2.5与PM₁₀的比例通常在35%~52%。     

燃煤电厂电除尘PM10和PM2.5的排放控制I:电除尘选型及工业应用

 针对电除尘细颗粒物(PM_2.5)排放控制,提出利用电除尘指数指导电除尘本体和电源设计选型技术的原理和方法,并介绍电除尘改造的应用案例.通过优化电除尘指数、采用三相高压电源开展电除尘改造和选型.通过电除尘和脱硫塔除雾器的同步改造,可以实现烟囱出口颗粒物排放浓度低于5 mg/m³,同时,PM_2.5 (直径2.5 μm 以下的颗粒物)排放浓度低于2.5 mg/m³.示范工程还表明当电除尘器出口PM₁₀(直径10 μm 以下的颗粒物)排放在6~30 mg/m³时,PM_2.5占PM₁₀比例为6%至20%;当PM₁₀排放在5~15 mg/m³时,PM_2.5排放可低于2.5 mg/m³.     

武汉经济技术开发区冬季大气中PM_(2.5)的组成及污染特征

测定了武汉经济技术开发区冬季大气中PM_(2.5)的质量浓度,并用IC和XRF技术对PM_(2.5)中的几种水溶性阴离子和无机元素进行了测定和分析。结果显示:监测周期内,武汉经济技术开发区冬季空气中PM_(2.5)的浓度范围是26.00~321.28μg/m~3,平均值为158.78μg/m~3,大大超过PM_(2.5)的国家空气质量二级标准限值(75μg/m~3);水溶性阴离子是PM_(2.5)的重要组分,PM_(2.5)中4种水溶性阴离子浓度大小顺序为NO_3~->SO_4~(2-)>F~->Cl~-,4种离子总和占PM_(2.5)总量的36.85%,13种无机元素总和占PM_(2.5)总量的25.08%;PM_(2.5)中NO_3~-与SO_4~(2-)的平均比值为1.22,NO_3~-与SO_4~(2-)的相关系数高达0.957 1,表明两者有一定的同源性,同时也说明武汉经济技术开发区冬季大气污染中移动源的贡献大于固定源;元素富集因子分析显示,Ti、Cr、Ni、Zn、As富集程度较高,富集因子均大于10,Ni富集因子大于1 000,Fe和Ni、Fe和Cr的相关系数分别是0.833和0.846,表明这些元素主要受人为污染源的影响。     

2014年天津市武清区PM_(2.5)污染特征

为分析2014年武清区PM_(2.5)污染的变化特征,运用统计学方法对全年PM_(2.5)常规日值监测数据进行分析,结果发现:2014年武清区大气环境中PM_(2.5)年均浓度为92μg/m3,PM_(2.5)日均浓度分布区间较宽,主要分布区间为20~120μg/m3,占样本总数的71.1%。PM_(2.5)污染呈现夏季及春末、秋初较轻,冬季污染严重的特征。PM_(2.5)浓度变化"周末效应"表现较为突出的季节是春季,夏季、秋季和冬季并未出现"周末效应"。研究结果有利于认识武清区PM_(2.5)污染的时间变化规律,从而正对性开展大气污染防控。     

不同时间尺度大气PM_(2.5)和PM_(10)卫星影像反演

利用南宁市地面8个监测站与中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据反演得到的气溶胶光学厚度值作为数据源,运用回归分析法,选取月、季、年三种时间尺度,分别对PM_(2.5)、PM_(10)浓度与AOD值进行相关性研究。结果表明,PM_(2.5)与AOD相关性好于PM_(10),月尺度PM_(2.5)和PM_(10)与AOD值相关性强,除个别月份外,R2均在0.7以上;季尺度PM_(2.5)和PM_(10)与AOD值相关性,随季节变化显著,但R2均在0.5以上;年尺度PM_(2.5)和PM_(10)与AOD值拟合,采用一元二次模型,R2在0.5以上。上述结果表明AOD在月尺度上与地面站点污染物监测数据PM_(2.5)和PM_(10)的相关性最为显著,故可在月尺度上通过卫星遥感影像反演的AOD推算地面PM_(2.5)和PM_(10)的空间浓度场。     

西安南二环5月PM_(10)质量浓度时空变化规律

利用电脑微激光粉尘仪对西安市南二环2013年春季5月70 m高度范围内的可吸入颗粒物(PM_(10))质量浓度进行了4个昼夜的监测。观测发现,西安南二环PM_(10)质量浓度昼夜变化可分为5个阶段:第1阶段在8:00—10:00,PM_(10)平均质量浓度范围0.056 mg/m~3;第2阶段在12:00—14:00,PM_(10)平均质量浓度为0.075 mg/m~3;第3阶段在16:00—18:00,PM_(10)平均质量浓度为0.058 mg/m~3;第4阶段在20:00—22:00,PM_(10)平均质量浓度为0.070 mg/m~3;第5阶段在0:00—6:00,PM_(10)平均质量浓度为0.038 mg/m~3。高分辨率地垂向观测结果表明,西安5月PM_(10)质量浓度垂向变化可分为3种类型:第1种类型,随着高度的增加PM_(10)质量浓度增加幅度居中,平均递增率为0.048μg/m;第2种类型,随着高度的增加PM_(10)质量浓度幅度增加最大,递增率为0.065μg/m,且波动变化明显;第3种类型,随着高度的增加PM_(10)质量浓度增加幅度最小,递增率为0.013μg/m。西安南二环5月PM_(10)质量浓度在1 m高度处最低,平均为0.048 mg/m~3;4~46 m高度范围内质量浓度较低,平均为0.051 mg/m~3;在49~67m高度范围内质量浓度较高,平均为0.052 mg/m~3;在70m处最高,平均为0.056 mg/m~3。观测期间PM_(10)质量浓度与4 m处的温度之间为显著正相关(y=240.73x+12.305),与4、7、10 m高度处的湿度为显著负相关(y=-606.42x+82.08)。     

燃煤电厂电除尘PM10和PM2.5的排放控制III:电除尘电源及小分区改造与PM10和PM2.5的排放(以4×330 MW机组为例)

 讨论了4 台典型电除尘改造和细颗粒物(PM_2.5)排放控制,对四电场电除尘器通过本体小分区和电源改造实现了颗粒物(PM₁₀)和细颗粒物(PM_2.5)的超低排放控制.仅对五电场电除尘器进行电源改造,即可实现PM₁₀和PM_2.5的超低排放,电除尘出口PM₁₀和PM_2.5可分别控制在15 和2 mg/m³以下.脱硫塔对PM₁₀有较好的捕集效果,但对PM_2.5的去除几乎没有效果.电除尘振打引起的二次飞扬过程及烟气温度也影响PM₁₀和PM_2.5的排放,当烟气温度从150~160℃降低到约110℃时,电除尘出口及脱硫塔出口的PM_2.5均在2 mg/m³以下.     

采暖通风方式对室内外PM_(2.5)浓度及其相关性的影响

为探究采暖通风方式对住宅室内外环境中PM_(2.5)浓度及其相关性的影响,于2014—2015年冬季在南京市选取3种不同采暖通风方式的住宅(顶棚辐射供暖+24 h净化新风住宅H1;独立户式地暖住宅H2;无采暖住宅H3)进行了室内外颗粒物分粒径日平均质量浓度采样和PM_(2.5)质量浓度逐时监测实验.实验结果显示,室内外颗粒物均以PM_(2.5)为主,PM_(2.5)/PM10的质量比高达74%以上,3处住宅室内外PM_(2.5)浓度相关系数分别为0.840,0.825,0.923.H1室内PM_(2.5)质量浓度水平最低,仅为室外的22.1%,且室内无粒径大于2.5μm的颗粒物;H3室内PM_(2.5)质量浓度水平最高,室内外PM_(2.5)相关系数最高,且室内存在一定量粒径大于2.5μm的颗粒物.夏热冬冷地区居民应改变传统的开窗通风模式,向净化新风系统转变,可有效降低室外大气污染对室内空气的干扰,保障室内空气品质.     

北京城区灰霾期间大气PM_(2.5)中水溶性离子污染特征及来源研究

为了解北京城区灰霾期间PM_(2.5)中的水溶性离子的污染特征及来源,于2014年1月9日至2014年1月17日在首都师范大学对大气PM_(2.5)样品进行了连续采集,并利用离子色谱法对样品中的水溶性离子进行了分析.结果表明,PM_(2.5)中的水溶性离子质量浓度的日均值为(113.40±77.46)μg·m-3;10种水溶性离子(F~-,NO_2~-,SO_4~(2-),NO_3~-,Cl~-,NH_4~+,Ca~(2+),Na~+,Mg~(2+)和K~+)的总浓度的平均值为(65.34±50.06)μg·m~(-3),其中水溶性离子总量约占PM_(2.5)质量浓度的57%.重污染期间水溶性离子表现出爆发性增长,NO_3~-和SO_4~(2-)的增长率分别为7.57μg·h-1和8.12μg·h-1.结合气象因素发现当温度偏高,气压较弱,相对湿度较高,风速小且以偏南风为主时,PM_(2.5)及其中的水溶性离子质量浓度都维持在较高水平.主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)结果也表明,随PM_(2.5)质量浓度逐渐增加的过程中,污染来源为人为二次污染、化石燃料燃烧、交通排放和工业排放,同时还可能存在生物质燃烧和粉尘及废物焚烧的共同影响.     

天津武清区PM_(2.5)与气态污染物SO_2及NO_2污染特征研究

利用2016年武清区大气污染物监测数据,研究了武清区PM_(2.5)及SO_2、NO_2等典型大气污染物浓度变化特征和相互关系。结果表明:2016年PM_(2.5)污染较严重,年均浓度分别为73μg·m~(-3),超标1.1倍。大气中SO_2年均值为25μg·m~(-3),NO_2年均值47μg·m~(-3)。冬季及春秋季节大气中存在明显的二次转化过程,大气中的SO_2和NO_2通过转化生成硝酸盐和硫酸盐,对PM_(2.5)浓度变化具有重要影响。     

基于MODIS数据的郑州地区PM_(2.5)时空分布特征分析

卫星观测不仅能反映全球尺度的大气污染状况,也能从城市等区域尺度上监测大气污染物的变化.本文基于2004-2013年MODIS气溶胶标准产品,利用PM_(2.5)卫星遥感估算的统计模型,统计分析了郑州地区的PM_(2.5)质量浓度的年际及季节变化特点,有助于深入研究郑州地区细颗粒物污染水平变化.研究发现,在空间上,郑州地区PM_(2.5)高值区主要集中在郑州市市辖区、中牟县、新郑市、荥阳市以及巩义市西北等地区,低值区主要分布于登封市和巩义市南部的山地地区.在时间上,2004-2011年整个郑州地区PM_(2.5)质量浓度总体呈现逐年增长的趋势,直到2011年达到峰值(108.59μg/m3).2011年之后,该地区PM_(2.5)污染状况有所好转,但仍处于重度污染状态.季节变化方面,PM_(2.5)高值通常出现在冬季(149.28μg/m3),秋季次之,春、夏季该地区PM_(2.5)质量浓度较低(81.71μg/m3).研究结果表明,利用卫星数据可以有效地分析郑州地区的PM_(2.5)时空分布特征,为该地区的PM_(2.5)污染治理提供有力的数据和技术支撑.     

伊宁市采暖期PM_(2.5)载带主要水溶性无机离子特征分析

2016年11月—2017年2月采暖期在伊犁州环保局设置采样点采集环境空气中的PM_(2.5),利用离子色谱法测定PM_(2.5)中水溶性无机离子(water soluble inorganic,WSIN)含量,分析PM_(2.5)中水溶性无机离子的组成等。结果表明,伊宁市采暖期PM_(2.5)平均质量浓度为54. 9μg/m3,PM_(2.5)中总水溶性离子占PM_(2.5)的比例为11.7%,含量较高的3种水溶性离子依次为SO2-4、NO-3和Cl-,阴阳离子当量回归分析表明,采暖期PM_(2.5)偏碱性;[NO-3]/[SO2-4]平均值为0. 25±0. 08,说明伊宁市的采暖期大气污染是以煤烟型污染为主,并与机动车尾气等共存的复合型污染。     

临安本底站PM_(2.5)和PM_(1.0)中水溶性无机离子的污染特征

长江三角洲在经济高速发展的同时,经历了较为严重的大气污染,受到了越来越多的关注.本研究于2009年4月(代表春季)、7月(代表夏季)和10月(代表秋季)在临安区域本底观测站使用低流量大气颗粒物采样器(FRM Omni sampler,BGI Inc.,USA)同步采集了PM_(2.5)和PM_(1.0)样品,并用离子色谱(IC)分析了样品中的水溶性无机离子(阴离子:F~-,Cl~-,NO_3~-,SO_4~(2-);阳离子:Na~+,NH_4~+,K~+,Mg~(2+),Ca~(2+)).结果表明:临安区域本底站PM_(2.5)和PM_(1.0)中水溶性无机离子总浓度夏季最低.NH_4~+、SO_4~(2-)和NO3-是最主要的无机离子,在PM_(2.5)中占水溶性无机离子总浓度的比值分别为78%(春季),85%(夏季)和80%(秋季),在PM_(1.0)中占水溶性无机离子总浓度的比值分别为78%(春季),83%(夏季),79%(秋季).NH_4~+和SO_4~(2-)的摩尔比均2,表明SO_4~(2-)完全被NH_4~+中和,可能主要以(NH4)_2SO_4的形态存在.PM_(2.5)和PM_(1.0)中NO_3~-/SO_4~(2-)质量比的变化范围分别为0.31~0.84和0.44~0.63,说明临安市以固定源污染为主.     

2014-2018年春节期间北京交通站PM_(2.5)及NO_2污染特征分析

利用2014-2018年北京市春节前后交通污染监测站的PM_(2.5)和NO_2浓度数据,采用浓度特征对比、PM_(2.5)/CO比值等方法,初步评估春节期间烟花禁燃措施和机动车减排的效果,探讨烟花燃放及气象条件对空气质量的影响。结果表明:PM_(2.5)和NO_2浓度变化特征不同,春节期间PM_(2.5)平均浓度为103.6μg/m~3,高于非春节期间25.3%;而NO_2平均浓度为53.8μg/m~3,低于非春节期间19.5%,主要受到机动车减排的影响。2014年春节期间PM_(2.5)浓度最低,2015-2018年PM_(2.5)浓度呈逐年下降趋势;NO_2浓度无明显年际变化特征。烟花爆竹燃放对PM_(2.5)浓度影响显著,对NO_2浓度影响较小,除夕期间对PM_(2.5)浓度的最大贡献值达283.4～704.1μg/m~3。2018年北京市五环内禁燃烟花措施对交通站PM_(2.5)污染改善明显,PM_(2.5)浓度较前4年均值下降25.2%,NO_2浓度仅下降2.4%;禁燃对燃放高峰期PM_(2.5)浓度有明显削峰作用,无有利扩散气象条件下,除夕期间烟花燃放对PM_(2.5)浓度的最大贡献值仍较前4年下降45.0%。气象条件对春节期间PM_(2.5)浓度变化的影响作用较NO_2显著,有利扩散气象条件是2014年春节期间PM_(2.5)污染较非春节期间明显改善的主要原因。