燃煤电厂可凝结颗粒物检测方法、排放特征及脱除技术研究进展

燃煤电厂可凝结颗粒物检测方法、排放特征及脱除技术研究进展1

摘要:燃煤电厂排放的颗粒物分可过滤颗粒物(Filterable Particulate Matter,FPM)和可凝结颗粒物(Condensable Particulate Matter,CPM)。过去,人们对 CPM 的关注较少,但其对环境与人体具有危害。本文综述了 CPM 的检测方法,主要有撞击冷凝法和稀释冷凝法,开发在线及小型便携设备,是 CPM 检测技术的发展方向。分析了燃煤电厂 CPM 的排放特征,CPM 占燃煤电厂排放的总颗粒物的比重较高,经超低排放改造后,CPM 占比进一步提升,各燃煤电厂排放的 CPM 的组分差异较大。根据 CPM 的特性,未来对 CPM 控制技术的研究方向为:冷凝、吸附、湿式电除尘等。最后基于当前 CPM 的研究现状,建议国家相关部门制定对燃煤电厂等固定污染源排放的 CPM 的检测标准并对实施超低排放改造的燃煤电厂建立源排放清单,对新建、处于环境敏感地带以及排烟带有明显“有色烟羽”现象的燃煤电厂,合理管控其 CPM 的排放。

关键词:燃煤电厂;可凝结颗粒物;可过滤颗粒物;排放浓度;细颗粒污染物控制中图分类号:TM621;X513 文献标志码:A

Research progress of detection methods, emission natures and removal technologies of condensable particulate matter from coal-fired power plants

YU Yang 1, ZHOU Xin 1, CHENG Junfeng 1, DONG Changqing 2, WANG Yushan1, LIU Yinghua1

(1 Beijing SPC Environment Protection Tech Co., Ltd., Beijing 100036, China; 2 School of New Energy, North China Electric Power University, Beijing 102206, China)

Abstract: PParticulate matter emitted from coal-fired power plants can be divided into filterable particulate matter (FPM) and condensable particulate matter (CPM). In the past, people paid little attention to CPM, but it is harmful to the environment and human body. In this paper, the detection methods of CPM were reviewed. The main methods are impingement condensation and dilution condensation. The development of on-line and small portable equipment is the development direction of CPM detection technology. The emission characteristics of CPM from coal-fired power plants were analyzed. CPM accounted for a high proportion of total particulate matter emissions from coal-fired power plants, and the proportion of CPM was further increased after ultra-low emission transformation, the composition of CPM emissions from coal-fired power plants varied greatly. According to the

characteristics of CPM, the future research directions of CPM control technology are condensation, adsorption, wet electrostatic precipitation technology and so on. Finally, based on the current research status of CPM, it is suggested that the relevant departments of the state should formulate the detection standards of CPM emitted from fixed pollution sources such as coal-fired power plants, establish source emission inventory for coal-fired power plants with ultra-low emission transformation, and reasonably control the CPM emissions of newly built coal-fired power plants, those located in environmentally sensitive areas, and those with obvious colored plume.

Keywords: coal-fired power plants; condensable particulate matter; filterable particulate matter ,

emissionconcentration; fine particulate pollutant control

煤电是近年来全国大气污染治理的主要行业[1, 2]。2014 年 9 月,国家发改委、原环境保护部、能源局发布了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020 年)》,提出“超低排放改造”要求,以期尽可能多地减少燃煤电厂排放的大气污染物。中国“富煤少气”的能源格局,决定了燃煤电厂将长期占据中国火电领域的主导地位[3]。因此,削减燃煤电厂排放的污染物对环境保护意义重大。截至 2019 年,全国完成燃煤电厂超低排放改造累计达 8.9 亿千瓦,占煤电总装机容量的 86%,建成了世界上最大的清洁煤电体系[4]

颗粒物是燃煤电厂排放的一类主要污染物,会显著影响环境质量[5, 6]。超低排放改造的一项关键指标是烟尘,经超低排放改造后,大部分燃煤电厂对烟尘的减排效果明显[7]。我们通常认为燃煤电厂排放的烟尘即为其排放的颗粒物,然而严格意义来讲,烟尘只是燃煤电厂排出的可过滤颗粒物(Filterable Particulate Matter,FPM)中的一部分,此外,燃煤电厂还排放了很重要的一类颗粒物,为可凝结颗粒物(Condensable Particulate Matter,CPM)[8-10]。实际上,后者所占比重相当可观,对环境的损害也非常大,但对 CPM 这类非常规污染物的排放尚未采取有针对性的控制措施[11, 12]。针对此问题,本文对 CPM 的概念与危害性、检测方法及治理技术进行了系统性阐述,分析了燃煤电厂 CPM 的排放特征,旨在为后续燃煤电厂 CPM 的排放控制提供借鉴。

  1. CPM 的概念与危害性

在烟道温度状况下,以固态或者液态形式存在的颗粒物,即可过滤颗粒物[13]。美国环保署(U.S. EPA) 对 CPM 做出如下定义:在烟道内温度状态下以气态形式存在,从烟道排放到大气环境后经冷凝和稀释, 在数秒内转变为固态或者液态的一类物质[14]。例如 SO3、HCl、NH3 和一些 VOCs 在烟道内以气态形式存在,当排放到大气环境后,可能转变为 SO42﹣、 Cl﹣、NH4﹢和一些有机物质,并凝结为固态或者液态,即可凝结颗粒物[15]

CPM 对环境与人体的危害取决于其理化特性。CPM 属于亚微米颗粒物,粒径一般小于 1μm(PM1[16]。因为粒径小,不易通过干沉降或者被雨水冲刷去除,CPM 在大气中稳定存在时间长,扩散距离远,影响范围广[17]。由于具有较大的比表面积,CPM 通常会富集各种重金属(如 Pb、As、Cr)和病毒等有毒有害物质,而一些重金属恰好是大气中某些化学反应的催化剂[18]。CPM 以气溶胶的形式存在于环境中,对大气能见度影响显著。有些污染现象,也与其密切相关,例如有些“蓝色烟羽”,正是由于烟气中的 SO3 浓度较高所造成的[19, 20]。在某些特定气象条件下,CPM 可能对雾霾的形成有重要影响[21]。CPM 均为可吸入颗粒物,由于粒径极小,可深入到肺泡并沉积,对呼吸系统造成严重损伤。此外,CPM 携带的大量重金属等致癌毒物,对人体健康的危害极大。

  1. CPM 的检测技术

准确的检测是深入研究CPM 的基础。目前检测 CPM 的方法主要有撞击冷凝法和稀释冷凝法两种。U.S. EPA 于 1991 年颁布的 EPA Method 202,是世界上最早的针对 CPM 的测试方法,也是比较典型的一种撞击冷凝法。其采样设备如图 1 所示。烟气经 FPM 滤膜后进入冰水浴中的冲击瓶,前三个冲击瓶内装有去离子水,用来捕集烟气中的 CPM。采样完毕后,用 N2 吹扫冲击瓶,以脱除去离子水中溶解的 SO2,消除其

对结果的干扰。吹扫结束,将冲击瓶里的溶液转移至指定容器中,经萃取、分离、烘干、称重等操作可得CPM 的质量[14]。但是 EPA Method 202 中 N2 吹扫的操作并不能完全去除溶解在去离子水中的 SO2,仍有残留的 SO2 被误认为是 CPM,使测试结果出现正偏差。

热电耦温度计检查阀

接EPA颗粒物测试方法Method17、201、201A采样组件

冲击瓶

硅胶冰水浴

%title插图%num 100ml去离子水 管路

排气孔

热电耦温度计

旁路阀门

阀门真空表

气泵

干式气体流量计

图 1 EPA 方法 202 示意[14]

随后,Air Control Techniques, P.C.公司将 EPA Method 202 中装有去离子水的冲击瓶替换为干冲击瓶, 且通过随后设置的 CPM 滤膜来高效收集烟气中的 CPM,这样便解决了水吸收 SO2 的问题[22]。日本质量保证组织开展的评估实验进一步验证了在撞击冷凝法中用无水冲击瓶的结果更准确[23]

根据其它研究机构的结论及改进方案,U.S. EPA 在 2010 年对 EPA Method 202 进行了修订,将装有纯水的冲击瓶换为干冲击瓶(如图 2 所示),其流程为:烟气通过 EPA Method5、17 或 201A 中规定的采样组件,经冷凝器降温后再通过干冲击瓶及后面的 CPM 滤膜,干冲击瓶及 CPM 滤膜捕集部分之和为 CPM[24]。新的 EPA Method 202(也称为 OTM-28)可以减少易溶解气体溶于水中造成的正偏差。

CPM滤膜 热电偶

接EPA Method5,17

或201A采样组件

温度传感器

循环水泵

干冲击瓶

真空硅胶冲击瓶 管线

图 2 新EPA 方法 202 示意[24]

为进一步提高对CPM 的检测精度,U.S. EPA 在 2004 年提出了一种比较典型的稀释冷凝法—CTM-039

(如图 3 所示)[25]。烟气先经过在烟道内布置的 PM2.5 旋风分离器,其中粒径大于 2.5 μm 的颗粒被截留。烟气通过加热的取样探头和文丘里后进入混合室。在混合室内通过与经过过滤、除湿和温度调节后的空气混合而被稀释冷却。稀释后的烟气进入停留室,使 CPM 完全冷凝。最后,从采样器材的内壁和出口处的滤膜上收集颗粒物。一些研究机构根据CTM-039 开发了相关设备,并应用于固定源烟气中 CPM 的检测研究[26]。由于稀释冷凝法的装置中停留室的空间较大,需要两台泵和众多管路,因此在实际应用中受到了一 定限制。

加热箱

混合锥

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HEPA过

滤器

142mm滤膜

相对湿度传感器

颗粒切割器& 等速采样嘴

文丘里采样管

停留室

图 3 EPA CTM-039 示意[25]

相对温度传感器

稀释空气风机

除湿器/冷却装置

文丘里稀释管

稀释采样泵

在 CPM 检测研究方面,我国虽然起步较晚,但一些研究机构依据国外的检测方法并结合我国燃煤烟气的特点,分别提出了改进的检测方法和采样设备,取得了非常有成效的研究成果。

上海市环境监测中心裴冰团队较早开展了针对 CPM 检测的研究。他们在我国通用固定源颗粒物采样设备的基础上开发了 CPM 采样配件,便于在使用国标法采集 FPM 的同时完成 CPM 的采样。其装置如图 4 所示。他们用此改进的方法及 EPA Method 202 对某燃煤电厂锅炉进行同步测试,两种方法所得结果差值在6%以内[27]。此套设备的优势在于用球形缓冲瓶代替冲击瓶,增加了换热面积和气体停留时间,能使 CPM 更充分的被捕集。同时,此套设备可与国产设备较好的融合。

滤筒 冷凝管

T1 T2 T3

烟 道

球形缓冲瓶

CPM滤膜

真空管路

冷凝液收集瓶

水浴箱

图 4 裴冰团队检测CPM 方法示意[27]

北京市环境保护监测中心胡月琪团队结合国标与 EPA Method 202,以一套进口的二噁英采样系统为基础,辅以国产的烟尘测试仪,建立了 CPM 采样系统并成功应用于燃煤锅炉烟气的检测[28]

冷凝效果对于撞击冷凝法收集 CPM 的效率至关重要。国电科学技术研究院李军状团队构建了如图 5 所示的双重冷凝CPM 采样系统。烟气中的 FPM 首先被滤膜 1 捕集;随后,烟气进入两级控制冷凝管被充分冷凝,CPM 被滤膜 1 后的管路、抽滤瓶和滤膜 2 所捕集[29]

压力计

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滤膜1

皮托管

气流方向

取样管

螺旋冷凝器

采样泵

流量计

滤膜2

干燥剂

控制循环冷凝水浴锅

图 5 李军状团队检测CPM 方法示意[29]

很少有将撞击冷凝法和稀释冷凝法应用于同一固定污染源进行比较的报道。清华大学蒋靖坤团队做了这方面的研究。他们建立了类似 EPA Method 202 的撞击冷凝法、稀释间接法和稀释直接法采样系统[30]。将三种方法应用到燃煤电厂、焦化厂等固定污染源的采样结果表明,撞击冷凝法测得的 CPM 质量浓度均显著高于稀释间接法和稀释直接法的结果,这是由于撞击冷凝法测量过程中水蒸气过饱和冷凝成水吸收 SO2 和 HCl 等易溶于水的气体,进而显著高估了 CPM 实际排放浓度。稀释直接法的结果相对较低。稀释间接法能模拟实际大气环境中 CPM 的形成过程,且不存在冷凝水吸收等问题。他们的研究对科研人员选用合适的检测方法及相关部门制定检测标准有很好的指导作用。

在市场上,国外已有根据推荐的采样方法所开发的较为成熟的成套检测设备,我国还需要加强在此方面的研究。此外,针对 CPM 的检测,当前所用设备的体积和重量较大,这给科研人员在现场尤其是在高空时开展研究带来了诸多不便。因此,开发在线及小型便携式的设备,是未来 CPM 检测技术的发展方向。

  1. 燃煤电厂 CPM 的排放特征
    1. 早期燃煤电厂排放的CPM 占总颗粒物比重

Corio 等人归纳了上世纪 90 年代美国一些燃煤电厂排放的 CPM 数据。新泽西州和犹他州的几个燃煤电厂烟气中的 CPM 占 PM10 的 76%;俄勒冈州和华盛顿州等 4 个州的 18 个燃煤电厂烟气中的 CPM 占总颗粒物的 49%[31]。Yang 等人发现,燃煤电厂排放的 CPM 占其排放的总 PM2.5 的 61.2%[32]。

国内一些科研人员得出了与 Corio 等人类似的结论。裴冰对国内 3 台超低排放改造前典型燃煤锅炉进行测试,结果显示,CPM 排放质量浓度均值为(21.2±3.5)mg/m3,占总颗粒物的 50.7%[27]。可见,燃煤电厂排放的CPM 在其排放的总颗粒物中占据较大比重,对环境空气中可吸入颗粒物的贡献也相当可观。

    1. 超低排放燃煤电厂排放的 CPM 占总颗粒物比重

我国燃煤电厂经超低排放改造后,烟气中的颗粒物构成有了一定变化。胡月琪等人测试了北京两台达到超低排放水平的燃煤电厂的锅炉,结果为:FPM 的平均排放量只有 0.98 mg/m3,而 CPM 的平均排放量为 12.26 mg/m3,占总颗粒物的比例高达 92.6%[33]。杨柳等人对河北省某燃煤电厂一台达到超低排放限值的煤粉炉进行测试,结果显示,在湿式电除尘器出口位置,CPM 浓度为 5.53 mg/m3,占总颗粒物的 72.3%[34]。

Lu 等人对台湾一个燃煤电厂排放烟气的测试结果表明,烟气中 FPM 的浓度仅为(0.45±0.01)mg/m3, 其排放水平也达到了超低排放等级,而 CPM 浓度却高达(12.7±1.44)mg/m3,占总颗粒物的绝大部分[35]

根据以上这些测试结果可以看出,在经过超低排放改造后的燃煤电厂,其排放的 CPM 在总颗粒物中的比重似乎更高,这是由于常规的烟气净化装置主要对 FPM 有更好的脱除效果所导致。

    1. 燃煤电厂排放的 CPM 组分

Yang 等人对燃煤电厂所排放的CPM 进行了一系列研究。他们对 5 台燃煤锅炉所排放的烟气进行检测,

发现无机组分在CPM 中所占的平均比重为 71%,为主要组分。在无机组分中,SO42﹣、NO3﹣和Cl﹣是主要的水溶性离子,其中 SO42﹣是含量最高的水溶性离子。在 CPM 的有机组分中,其水溶性离子的含量明显低于在无机组分中的量,主要的几种为 SO42﹣、NO3﹣和 Na﹢,含量最多的依然为 SO42﹣。他们认为有水蒸气存在时,烟气中的 SO3 可以生成 SO42﹣与 H2SO4,构成了 CPM 中的 SO42﹣组分[10]。在另外两项研究中,他们得出了类似的结论,两个燃煤电厂烟气中的无机组分分别占 CPM 的 89%与 86.4%,是 CPM 的主要组分。SO42﹣在无机组分与有机组分中均为含量最多的水溶性离子[32, 36]

然而有些研究者却得出了与 Yang 等人差别较大的结果。Lu 等人发现燃煤电厂排放的 CPM 中有机组分高达(90±3.7)%,且 CPM 中主要可溶性离子为 PO43﹣,Cl﹣,NO3﹣和 Ca2﹢[35]。杨柳等人发现,在经过湿式电除尘器净化后,有机组分占燃煤电厂烟气中 CPM 的含量为 46.61%,与无机组分的含量接近。其中,SO42﹣是CPM 无机组分中含量最多的水溶性离子,其次为 Cl﹣,随后为 NO3﹣[34]。

可以看出,不同燃煤电厂排放的 CPM 组分有所差异,可能是由于煤炭种类、锅炉燃烧效率和烟气净化设备不同等原因造成的。因此,建立 CPM 源排放清单,分析每个燃煤电厂烟气排放特征,有利于有针对性的制定排放控制方案。

  1. CPM 的脱除技术

专门针对 CPM 的脱除技术,现在的报道中并未多见。根据 CPM 的特征,参考现有气体污染物的控制技术,未来对其控制技术的发展方向可能有冷凝、吸附、湿式电除尘等。

    1. 冷凝技术

该方法基于CPM 的相变特性提出。它通过冷却使 CPM 的形态由气态转换为液态或者固态,随后可利用传统的除尘装置将其去除。冷却方式有间接冷却和直接冷却两种。间接冷却采用换热器对烟气进行冷却[37, 38],CPM 冷凝后粘附到热交换器壁上而被去除。高境等人在湿法脱硫后的净烟道内串联布置了热泳碰并器和水平除雾器。利用热泳碰并器上的金属翅片作为冷却器,使 CPM 在翅片表面沉降。通过热泳碰并器的液滴可被后面的水平除雾器拦截,以保证净烟气中的 CPM 被高效去除[16]。Jung 等人研制了一套在高温和酸性条件下也可有效去除 CPM 的过滤系统。此过滤系统由两个还原氧化石墨烯(RGO)过滤器和它们之间的冷凝器组成。当气体通过第一个 RGO 过滤器时,其中的 FPM 被去除。随后气体经冷凝器,其中的气态CPM 会转化为液态或者固态而被第二个 RGO 过滤器去除[39]。直接冷却法采用直接注入冷却介质对烟气进行冷却,为CPM 的凝结提供凝结核[40]

一般来说,越低的温度越有利于去除 CPM。因为烟气余热利用技术也包含使烟气降温,所以开发烟气余热利用与CPM 脱除的协同技术,是未来的发展方向[41, 42]

    1. 吸附技术

此方法是基于已有的吸附脱除气体中的 Hg、As、VOCs 等污染物的技术基础上提出的[43-47]。利用此技术可以将吸附剂置于烟道中或喷入烟道内,直接对 CPM 进行吸附来将其脱除。目前常用的吸附剂有活性炭、分子筛等[48-50],根据 CPM 的化学性质,可选用对应种类的吸附剂。对于 CPM 中的 VOCs 组分,可以通过活性炭和分子筛等常规吸附剂将其吸附脱除[51, 52]。当最终捕集到的 CPM 中含有 SO42﹣较多时,意味着CPM 的初始组分中可能含有较多的 SO3。而针对烟气中 SO3,向烟道中喷入碱性吸附剂可以取得较好的脱除效果[53-55]。高智溥等人分析了不同碱性吸附剂和注射系统对烟气中 SO3 的脱除效果及经济性,得出如下结论:碱性吸附剂注射技术是解决 SO3 污染及“蓝色烟羽”的有效手段;干粉注射系统相比浆液注射系统运行费用更低;在我国应用干粉注射系统推荐采用 Ca(OH)2 或 MgO 等吸附剂[56]

虽然吸附技术能有效脱除 CPM 中的 VOCs 及 SO3 等组分,但是目前存在的主要问题是吸附剂难以重复利用、易造成二次污染[57, 58],且 CPM 的组分较为复杂,单一吸附剂难以将其有效脱除,这些会成为未来吸附技术被大规模工业化应用于脱除 CPM 的主要障碍。因此,开发新型可再生、多效的吸附剂是吸附脱除CPM 的研究方向。

    1. 湿式电除尘技术

湿式电除尘器属于高效除尘的终端处理装备,对烟气中的 PM2.5、亚微米级颗粒、气溶胶等具有较高

的捕获率[59, 60]。湿式电除尘的工作原理为:将水雾喷向放电极和电晕区,水雾在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,最终粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集[61]

湿式电除尘对 SO3 有较好的脱除效果[62]。杨用龙等人发现典型装机容量机组湿式电除尘器对 SO3 的脱除效率可以达到 62%[63]。比收集面积、电极配置和初始颗粒物浓度等因素会影响湿式电除尘器对颗粒物的去除效率[64]。Yang 等人在一套湿式电除尘中试装置上研究了电特性和气体负荷两个关键参数对 SO3 脱除效率的影响。结果表明,提高电晕功率和降低气体流速可以提高脱硫效率。当湿式电除尘器入口的 SO3 浓度增加时,电晕放电受到抑制,相应的 SO3 脱除效率也会下降[65]。他们还设计了一种穿孔预充器,通过静电预处理的方法来提高湿式电除尘器脱除硫酸气溶胶的性能。在穿孔预充器的作用下,脱除效率由 90.3%提高到 95.8%;再加上换热器辅助后,脱除效率可进一步提高到 97.8%[66]。Li 等人对 660 MW 燃煤发电机组排放的烟气测试发现,湿式电除尘器运行时,烟气中 CPM 的浓度为 11.9 mg/m3,而湿式电除尘器关闭后, 这一数值上升为 27.1 mg/m3,湿式电除尘器对 CPM 的脱除效率为 56%。他们还发现,湿式电除尘器对 CPM中多环芳烃的去除率约为 63%,能显著降低 CPM 中多环芳烃的总毒性当量[67]

这些测试结果表明,湿式电除尘技术是一种比较有前景的脱除 CPM 的技术。近年来,作为一种烟尘超低排放的主流技术,以导电玻璃钢等非金属极板作为阳极的湿式电除尘器被广泛应用于燃煤电厂湿法脱硫后的烟气净化[68]。但在湿式电除尘器的安装与运行过程中,易发生火灾等事故而造成重大经济损失,这 使电力行业对于是否进一步推广湿式电除尘器产生了疑虑。针对这些问题,技术人员通过优化控制逻辑闭锁、优化防火设施配置等措施,来消除安全隐患[69, 70]。除去采取安装与运行时的这些措施,增强导电玻璃钢等材质的阻燃性能也是预防湿式电除尘器着火的重要途径。目前,一些科研人员正在开展此方面的相关研究[71, 72]。

  1. 对燃煤电厂 CPM 排放的管控建议

美国是最早对 CPM 开展研究的国家。在 1987 年颁布 PM10 国家环境空气质量标准(NAAQS)后,U.S. EPA 建议各州在某些情况下对主要固定污染源排放的颗粒物进行确定时,应将 PM10 中的 CPM 考虑在内。2008 年,U.S. EPA 要求各州从 2011 年开始,在对主要固定污染源和重大改建项目的 PM2.5 和 PM10 进行测量时,将 CPM 包含在内[73],但各州在执行时所遵循的法规可能不同。截止目前,美国政府并没有在国家层面建立对CPM 的控制标准,其它国家也没有出台对 CPM 的管控政策。但随着经济发展、技术进步,分地域、分行业对烟气中 CPM 的管控政策也会陆续出台。在最近美国与欧洲的一些源排放清单中,既有 FPM, 也包含了 CPM[74]。

我国对燃煤电厂实施超低排放改造后,常规污染物减排的环境效益显著,与此同时,燃煤电厂的运行成本也有一定程度的提高。已完成超低排放改造的燃煤电厂烟尘排放量下降明显,但烟气中 CPM 将占更高比重。除燃煤电厂外,钢铁厂、水泥厂等其它固定污染源所排放的烟气中,也含有大量的 CPM [36, 75-77]。一些省市逐步制定了钢铁、焦化、水泥等行业的超低排放标准[78]。因此,对燃煤电厂 CPM 的排放进行合理管控,无疑对其它行业 CPM 的排放控制有很好的借鉴意义。目前,我国还没有统一的对 CPM 进行测试的标准,为了更好的对燃煤电厂等固定污染源排放的 CPM 进行控制,建议国家相关部门根据我国燃煤烟气特点并结合国外制定的测试方法出台相应的检测标准。由于不同燃煤电厂排放的 CPM 组分差异较大, 建议对实施超低排放改造后的燃煤电厂进行 CPM 的分析,建立源排放清单,为开发治理技术提供数据支撑,借此也可评估燃煤电厂排放的 CPM 对环境的真实影响。考虑经济、技术及环境因素,出台对全部燃煤电厂严格限制其 CPM 排放的政策并不现实,建议对新建、处于环境敏感地带以及排烟带有明显“有色烟羽”现象的燃煤电厂,将其 CPM 的排放纳入考察范围并进行控制。

  1. 结语

随着燃煤电厂超低排放改造的实施,CPM 的排放量占总颗粒物的比重逐渐增加,这引起了更多的关注。本文系统阐释了CPM 的概念、危害性、检测方法、燃煤电厂 CPM 的排放特征、脱除技术以及未来对其进

行管控的建议。

  1. CPM 在烟道内呈气态,在排放到大气环境后,会转化为液态或固态,是固定燃烧源排放的颗粒物的一种。
  2. 目前对CPM 的检测方法主要有撞击冷凝法和稀释冷凝法,开发在线及小型便携式的设备,是未来 CPM 检测技术的发展方向。
  3. 燃煤电厂排放的 CPM 在其排放的总颗粒物中占据较大比重,经超低排放改造后,此比例进一步提升。
  4. 未来对CPM 的控制技术可能有冷凝、吸附、湿式电除尘等类型,其中通过冷凝结合传统的除尘技术是今后的发展方向。消除安装及运行时着火的安全隐患,湿式电除尘也是较有前景的脱除 CPM 的技术。要实现吸附技术脱除 CPM 的大规模应用,则需要解决吸附剂难以重复利用的弊端。
  5. 建议国家相关部门制定燃煤电厂等固定污染源排放的 CPM 的检测标准并对实施超低排放改造后的燃煤电厂建立CPM 源排放清单,出台适合我国国情的燃煤电厂排放 CPM 的管控政策。

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