烟气流速与流量手工监测方法现状与探讨

“双碳”背景下,随着国家对碳排放监测准确度要求的提高,作为参比方法的烟气流速与流量手工监测标准方法急需进一步完善。针对此情况,从烟道测量位置要求、测量点的布置及测量方法等方面,综述了当前国内外烟气流速与流量手工监测方法的现状,并在此基础上提出了我国监测方法面临的问题及完善方向。关于测量位置,各国标准均对测量位置与流动扰动的距离有具体要求,细节方面存在一定差异,与美国、欧洲和ISO标准相比,我国标准缺少对测量位置气流方向及流场均匀性检查验证的具体规定。关于测量点,美国标准中测量点数的确定方法与各国标准差别较大,我国标准则与欧洲和ISO标准相似,各国标准中测量点的布置均采用网格法。关于流速与流量测量方法,我国标准制定方面存在明显差距,尤其缺少如提高测量结果准确度的三维或二维皮托管法、降低测量误差的壁面调整系数测量法及评价结果准确度的针对性测量不确定度评定方法等。有鉴于此,我国有必要从多方面加快完善烟气流速与流量手工监测标准方法的制定。

燃煤电厂湿法脱硫前逃逸氨迁移转化和脱除特性

采用固定污染源烟气采样法、靛酚蓝分光光度法和离子色谱法采集和分析3台超低排放燃煤机组在脱硝出口、空预器出口、除尘器出口烟气中各形态氨组成和排放浓度,结合机组运行工况和烟气处理系统特点,研究逃逸氨在空预器和除尘器内迁移转化和脱除特性.结果表明:各机组在高低负荷运行工况下脱硝出口逃逸氨均为气态氨,且分布不均明显,局部位置氨排放浓度高于2.5mg/m^(3).气态氨随烟气进入空预器,开始向颗粒态氨转化,空预器出口颗粒态氨排放量可占氨总排放量的47.21%~68.85%.空预器内烟气的温降和流速影响颗粒态氨生成量.除尘器可脱除大部分逃逸氨,脱除效果主要来自于对颗粒态氨的脱除.机组装备不同除尘系统对颗粒态氨的脱除性能各有差异.经过除尘器脱除作用后,除尘器出口烟气中逃逸氨以气态氨形式为主,排放浓度在0.15~0.60mg/m^(3)之间.

塔式蚯蚓生态滤池处理集中型农村生活污水工程设计

采用塔式蚯蚓生态滤池处理系统对集中型农村生活污水进行处理,并在江苏宜兴建设了16个示范工程。2007年的运行数据表明,该系统基建及运行费用低、处理效果好,对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别为86.7%、91.3%、72.4%、96.2%。处理规模为10 m3/d的滤池系统建设成本(不含管网建设费)为1 656.1元/m3,总运行成本为0.671元/m3。

蚯蚓生态滤池处理农村生活污水现场试验研究

对蚯蚓生态滤池处理太湖流域农村生活污水进行现场试验研究。通过对蚯蚓同化容量与污染负荷进行单因素分析,得出蚯蚓生态滤池处理农村生活污水的运行参数与运行方式,并据此进行连续运行试验。结果表明,在表面水力负荷1m3/(m2.d)、湿干比(布水时间和落干时间之比)1∶3、蚯蚓负荷(以单位体积填料中蚯蚓的质量计)12.5g/L的条件下,蚯蚓生态滤池处理农村生活污水具有可行性与高效性,单级系统的COD、总氮、氨氮和总磷的去除率分别在81%、66%、82%和89%左右。改进蚯蚓床填料、设计通风结构和采取适宜运行方式,是蚯蚓生态滤池成功应用于农村生活污水处理的三大重要因素。

典型都市生态农业可持续发展评价研究——以南京市傅家边农业科技园为例

对典型都市南京市傅家边农业科技园生态农业可持续发展评价结果表明 ,南京市傅家边农业科技园区茶叶、苗木花卉、青梅的综合评价指数分别为 3.4 81、3.2 4 0和 3.2 2 7,而传统种植业小麦、水稻的综合评价指数仅为1.4 91和 2 .16 5 ,表明都市生态农业种植业结构应向效益协调性好 ,能发挥地区比较优势 ,尽量减缓系统总熵量的增加和保持系统有序结构的方向调整。

特高硫煤SO_2超低排放技术评估

以燃用特高硫煤的300 MW机组中应用的旋汇耦合脱硫除尘一体化技术为研究对象,对该类技术进行现场测试与评估。测试结果表明:燃煤硫分在5%左右时,脱硫系统的脱硫效率可稳定在99.70%~99.82%,SO_2排放质量浓度在23.4~30.8 mg/m^3,能够满足SO_2超低排放小于35 mg/m^3的要求;除尘效率在78.6%~87.8%,颗粒物排放质量浓度稳定在4.60~5.76 mg/m^3,能够满足颗粒物超低排放浓度小于10 mg/m^3的要求。与脱硫单塔双循环、双塔双循环系统技术改造方案相比,该类SO_2超低排放技术的改造与运行费用均有比较大的优势。

煤矸石作为氧化亚铁硫杆菌载体的研究

以煤矸石作为氧化亚铁硫杆菌的固定化载体,考察煤矸石在不同添加量下对细菌生长的影响;在生长周期结束后,分析煤矸石表面附着的生物量。结果表明,煤矸石作为氧化亚铁硫杆菌载体是可行的。煤矸石的存在对细菌生长过程中Fe2+氧化的影响最大,对pH变化的影响次之,对Eh变化的影响最小。

火电厂湿法脱硫性能指标及其测试技术的研究

随着我国火电厂湿法烟气脱硫装置的大量投运,为保证脱硫系统的可靠、稳定运行,对脱硫系统应进行性能检测以评价脱硫系统是否满足设计要求,并且对投运后环境指标和经济指标的实现情况进行评价,为火电厂的环境管理、脱硫工程的技术监督管理及SO2减排量提供技术依据。

基于新标准的燃煤机组电除尘器提效改造性能试验研究

《电除尘器性能试验方法》(GB/T 13931—2017)已正式发布,替代已执行15a的《电除尘器性能试验方法》(GB/T13931—2002)。为了执行新标准、探索建立新的电除尘器试验方案、评价"低低温电除尘器、凝聚器加高频电源改造"这一技术改造路线的效果,开展了1 000 MW级燃煤机组电除尘器改造后的性能试验研究。结果表明:新标准在技术上的主要修订能有效实现烟尘低排放浓度测试,同时提升了电除尘器评估技术指标的完整性;在燃用现有煤种条件下,提效改造后电除尘器出口烟尘质量浓度能够稳定在20mg/m3(标态、干基、6%O2(体积分数))以下,除尘效率接近99.90%。这对于改进电除尘器性能试验、选择电除尘器改造技术方案、构建设备评估指标体系具有一定借鉴意义。

“双碳”目标下烟气流速/流量手工监测方法发展现状

“双碳”目标下,随着国家对碳排放监测准确度要求的提高,作为在线监测参比方法的烟气流速/流量手工监测方法有待进一步完善。针对此情况,综述了当前国内外烟气流速/流量手工监测方法的发展现状,并在此基础上提出了我国监测方法的改进方向。国内外现有监测标准方法对测量位置和测量点布置均有规定,但在具体要求上存在一定差异。比较而言,美国、欧洲和ISO标准方法在相关要求上较为全面,特别是在测量位置气流方向及流场均匀性检查验证方面,是我国标准方法所欠缺的。就流速/流量测量方法而言,与美国、欧洲和ISO标准相比,我国现有测量方法种类明显不足,尤其是缺少针对测量位置不满足要求、流场条件差及壁面效应等问题的测量方法。此外,欧洲和ISO标准还规定了烟气流速/流量测量结果不确定度的评定方法,这也是我国当前标准所没有的。有鉴于此及我国固定污染源现状,有必要从多方面加快完善我国烟气流速/流量手工监测标准方法的制定。

SCR高脱硝效率燃煤发电机组逃逸氨分布特性实测研究

掌握NO_(x)超低排放后、特别是选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)高脱硝效率下的逃逸氨分布特性,对于厘清燃煤机组氨排放源强特征、提升锅炉安全运行可靠性具有重要意义。以一台典型超低排放技术路线机组为测试对象,在320MW负荷、96.6%脱硝效率的工况下,对所有排放渠道的氨同时进行取样分析,以获得逃逸氨的分布特征,并进行氨质量平衡核算以验证测试结果的准确性。结果表明:该机组SCR出口逃逸氨浓度为0.60mg/m^(3),符合HJ562—2010中氨逃逸控制要求;随着烟气深度治理,烟气中的氨被协同脱除至较低水平:烟囱排放氨浓度仅为0.06mg/m^(3)。除了11.7%的逃逸氨与SO_(3)反应形成NH_(4)HSO_(4)附着在空预器内,氨在粉煤灰、石膏、脱硫废水、排放烟气4个排放渠道中质量流量比例分别为25.6%、42.8%、17.9%和13.7%。

清洁煤电烟气中非常规污染物的排放与控制

2016年底我国建成投运的超低排放机组容量4.4亿k W,占全国煤电机组容量的49%,形成了全世界最大的清洁煤电体系,电力行业三大常规污染物烟尘、SO_2、NO_x大幅下降。湿烟气中以SO_3为主的可凝结颗粒物、雾滴及其溶解盐的排放逐渐受到重视,超低排放机组烟气中排放的SO_3浓度介于1.1~36 mg/m^3,平均值为8.9 mg/m^3;溶解盐浓度介于0.15~2.0 mg/m^3。湿烟气加热排放,可以消除"湿烟羽"现象,但不能减少非常规污染物排放。通过采用凝变除湿技术,可以收集湿烟气中部分水,并减少非常规污染物的排放。凝变湿电一体化工艺在某630 MW机组上的应用表明,其对湿烟气中雾滴(溶解盐)、SO_3、PM_(2.5)的脱除率分别为75.2%、76.0%、77.4%。

燃煤电厂烟气中可凝结颗粒物测试研究进展与方法构建

当前我国燃煤电厂的SO_2、NO_x、颗粒物等常规污染物排放控制与监测水平有了极大提高,但对可凝结颗粒物的研究还比较薄弱,特别是对其所处的体系、概念、测试方法缺乏一致性意见;对国外测试标准应依据国内排放监测和控制研究的现实需要加以改进。从颗粒物排放清单完整性出发,总结了国外燃煤电厂可凝结颗粒物测试标准及国内水溶性离子测试研究进展;并依据与现有标准的衔接性、各类方法优缺点,对燃煤电厂烟气中可凝结颗粒物测试方法加以构建,以期为区域细颗粒物精细化来源解析和燃煤电厂高时空分辨率排放清单编制提供科学的监测数据支撑。

燃煤电厂逃逸氨迁移转化特性研究进展

我国燃煤电厂实施超低排放改造后,逃逸氨超标现象日渐凸显。过大的逃逸氨给烟气处理设施的正常运行和大气环境带来消极影响,逃逸氨的控制与排放已成为今后燃煤电厂大气污染防治方面的工作重点之一。本文分析了燃煤电厂逃逸氨的产生来源,综述了逃逸氨的排放特性,包括逃逸氨在各环保设施中的排放浓度和主要形态。分析了逃逸氨在脱硝及其下游烟气处理设施中的迁移转化,以及影响各烟气处理设施对逃逸氨捕集效率的因素。最后基于污染物排放因子研究现状,展望了未来燃煤电厂逃逸氨控制的研究方向有:推进燃煤电厂逃逸氨监测和排放标准的制定与落实,优化工艺条件促进现有烟气处理系统对逃逸氨的协同脱除作用,跟踪含氨副产物如粉煤灰、脱硫废水和石膏等在后续处理过程中的氨再释放情况。

燃煤电厂烟气中SO3协同控制情况及排放现状

燃煤电厂锅炉燃烧中SO2/SO3的转化率为0.5%~5%;超低排放条件下,SCR脱硝中SO2/SO3的转化率控制在1%以内。运行中为控制SO3在脱硝催化剂下层和空预器中的消耗,应尽量减少H2SO4和NH4HSO4的冷凝吸附,保证催化剂的活性及空预器的安全运行。理论上低低温电除尘器(LL-ESP)对SO3脱除效果显著,但不同工程实测表明,LL-ESP对SO3的脱除效率差别较大,介于1.8%~96.6%之间。此外,研究认为,电袋复合除尘器对SO3脱除效率为74.3%~85.9%。超低排放工况下,除空塔脱硫和海水脱硫技术外,大部分湿法脱硫技术对SO3的脱除效率高于50%;SO3在湿式电除尘器中的脱除效率也大于50%,但整体上与国外成熟案例相比稍有差距。总体而言,超低排放条件下,燃煤硫分低于1.5%时,燃煤电厂全流程环保净化设备对SO3的综合脱除效率高于90%,大部分机组的SO3排放浓度低于5 mg/m^3。

燃煤锅炉烟气可凝结颗粒物研究进展

可凝结颗粒物(CPM)是指在固定污染源排气中在采样位置处为气态、离开烟道后在环境状况下降温数秒内凝结为液态或固态的一类颗粒物。采取过滤-捕集-烘干称重的方式测定固定源的颗粒物浓度,无法对气态CPM进行有效捕集而逃脱监测,导致固定污染源排放清单不完善。为了减少固定污染源CPM的排放,并准确地评估固定污染源对大气环境的影响,国内外学者对CPM测试方法、排放特征及转化机理进行了研究,使得CPM逐渐成为研究热点。该文从CPM问题的由来、其测试方法问题及采样装置的改进等方面入手,总结多种固定污染源CPM的量级和成分谱,描述燃煤电厂CPM排放特征及转化机理,并指出当前研究存在的问题,明确下一步研究方向。

600MW燃煤机组逃逸氨迁移规律与排放特性

对某600MW超低排放燃煤机组逃逸氨的迁移规律及排放特性进行了试验研究。结果表明,选择性催化还原脱硝(selective catalytic reduction denitrification, SCR)出口烟气中逃逸氨以气态氨为主,烟气经过空气预热器(airPreheater,AP)烟温下降,84.8%的逃逸氨转化为颗粒态氨。烟气经过电除尘器(electrostatic precipitor, ESP),小部分气态氨转化为颗粒态氨,85.2%的逃逸氨以颗粒态氨的形态随飞灰被脱除。烟气经过石灰石-石膏湿法脱硫(limestone-gypsumwet flue gas desulfurization, WFGD),气态氨和颗粒态氨脱除效率分别为37.8%和11.3%,经过湿式电除尘器(wet electrostatic precipitor, WESP),气态氨和颗粒态氨的脱除效率分别为12.3%和12.7%。这两个系统脱除的氨与石灰石浆液输入的氨以NH4+的形式进入循环浆液,然后随石膏和脱硫废水排出部分,石膏和脱硫废水排出的氨分别占SCR出口总逃逸氨量的1.2%和2.7%。最终排入大气的气态氨和颗粒态氨占总逃逸氨的比例分别为6.0%和3.0%。总之,超低排放燃煤机组仅有少量逃逸氨排入大气,大部分逃逸氨经迁移转化进入粉煤灰、石膏及脱硫废水被脱除。但粉煤灰及石膏二次利用过程中,其中的氨是否会再次释放进入大气环境造成二次污染的问题,有待进一步的关注和研究。

典型超低排放燃煤电厂总颗粒物中水溶性离子分布规律研究

为完善燃煤电厂总排口水溶性离子的分布规律,该研究采用符合干式EPA202要求的颗粒物采样装置对9个典型超低排放燃煤电厂排放口可过滤颗粒物(filterable particulate matters,FPM)和可凝结颗粒物(condensable particulate matters,CPM)进行采集,测定其中9种常规水溶性离子浓度(Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+)、NH^(4+)、SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)、F^(-)、Cl^(-))。实验结果表明,FPM和CPM中Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+)、NH^(4+)平均浓度分别为0.17、0.11、0.35、0.10、0.18mg/Nm^(3)和0.47、0.17、0.67、0.07、0.42mg/N·m^(3)。FPM和CPM中F^(-)、NO_(3)^(-)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)平均浓度分别为0.07、0.34、0.69、0.82mg/(N·m^(3))和0.14、0.40、0.77、2.39mg/(N·m^(3))。研究表明,FPM和CPM中占比最高的阴阳离子分别是SO_(4)^(2-)和Ca^(2+),CPM冷凝液的pH为3.9~5.2。相关性分析得出,低硫分有助于降低FPM总排口SO_(4)^(2-)浓度,但CPM中水溶性离子浓度与煤质、脱硫入口的SO_(2)浓度都无显著关系。

超低排放下燃煤电厂颗粒物排放特征分析研究

选取6家经过超低排放改造的燃煤电厂,对湿法脱硫(WFGD)和湿式电除尘器(WESP)进出口烟气中TPM、PM_(10)、PM_(2.5)、PM_1进行测试,分析研究超低排放下燃煤电厂颗粒物的排放特征及电除尘器后净化设备对颗粒物的脱除效果。结果表明,6家电厂TPM、PM_(10)、PM_(2.5)、PM_1排放浓度分别为0.75~2.36、0.71~2.12、0.65~1.96、0.51~1.57 mg/m^3。分析烟气中颗粒物粒径分布可知,除尘器后,PM>10占TPM质量比低于40%,且比例随烟气经过WFGD和WESP而逐渐降低。WFGD对PM>2.5有较好的脱除效果,而WESP对PM>1脱除效果显著。为满足超低排放标准,6家电厂除尘器后脱除设备综合除尘效率大多在85%以上。计算得到6家电厂TPM、PM_(10)、PM_(2.5)、PM_1排放因子,与超低排放改造之前同等级燃煤电厂相比,6家电厂不同粒径颗粒物排放因子均显著降低,也远低于西方发达国家燃煤电厂颗粒物排放因子。

固定污染源排放可凝结颗粒物研究进展

可凝结颗粒物(CPM)在烟道环境下为气相,释放到大气环境中快速形成粒径<2.5μm的细颗粒物。长期以来,研究者对CPM的关注较少,固定污染源颗粒物的研究主要针对可过滤颗粒物(FPM)。许多国家未对CPM进行测试,导致了颗粒物排放水平的低估和排放清单的不完整。已有研究表明,大多固定污染源CPM的排放浓度不低于FPM,其对生态环境的影响不容忽视。但目前,人们对CPM的认知依然较少。针对此情况,在有限文献的基础上,本文从CPM的形成机理、测试方法、排放水平、理化特性和控制技术等方面对CPM研究现状进行了综述。CPM主要形成于“异相冷凝”和“均相成核”两种机理,测试方法主要有“冲击冷凝法”和“稀释冷凝法”。研究表明,CPM的排放受燃料含硫量、排烟温度、污染物控制设施及运行工况等影响,其中排烟温度影响最大。颗粒态CPM的形态为球形多孔表面结构。大多固定污染源排放的CPM主要成分为无机组分,其中主要金属元素为K、Na、Ca,主要水溶性离子为SO4^2-、NO3^-、Cl^-、NH4^+。CPM在常规颗粒物控制设施中的脱除效果差于FPM。目前,CPM的研究尚比较薄弱,未来CPM研究的重点应在测试方法的改进、不同固定污染源排放CPM的特性及CPM的控制等方面。