可吸入颗粒物脱除技术及应用前景

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1、2009年10,920日一24日詈”孥中鬣曼慧誊会议等文ES集P．247ro。ee(Iragsillonlerence．I，01JjLot。可吸入颗粒物脱除技术及应用前景徐小峰，郦建国郭峰(浙江菲达环保科技股份有限公司诸暨311800)摘要可吸入颗粒物(指PMIO，包括PM2．5)以及其附带的重金属元素对人和自然环境的危害性越来越受到国际社会的广泛关注，而我国现有的主流除尘技术(主要指静电除尘)对可吸入颗粒物的除尘效率很低。布袋除尘器处理PMIO相对较好。除尘器如何高效收集可吸入颗粒物及重金属采改善环境质量，适应未来高标准的排放要求，以及用经济

2、有效的方法来改造老电除尘器，是未来除尘行业的发展方向。本文介绍了常规除尘器难以收集的可吸入颗粒物可以采用多种方式来收集：一是静电与其它方式的结合；二是采用粉尘凝聚技术使微粒凝聚增粗来提高除尘效率，并重点介绍了双极荷电流体混合凝聚的技术特点及应用效果和前景。关键词可吸入颗粒物除尘器凝聚双极荷电1前言根据已公布的2007年《中国环境状况公报》，我国工业粉尘排放量为699万吨，工业烟尘排放量为770．8万吨，两者合计为1469．8万吨，工业废气污染物数量虽然逐年有所下降，但排放总量仍然是庞大的。随着政府和社会对自然环境的重视程度越来越高，几乎所有的排

3、尘企业都安装了不同形式的除尘设备，但是不可避免会有部分企业存在着排放不达标现象，因此排人大气的大部分工业粉尘应是普通除尘设备难以收集的微细的可吸入颗粒物。空气动力学当量直径小于lOIxm的颗粒称可吸入颗粒(简称PMIO，包括PM2．5)，又称飘尘；当量直径小于2．5“m的颗粒称可人肺颗粒(简称PM2．5)。在燃煤电站中，电站锅炉烟气中PMIO虽然仅占整个污染物的7％左右，然而却占整个粒子数目的97％，PMIO是废气中重金属沉积的主要对象，由于PMIO表面秽质量比很大，因此PMIO中的重金属浓度更高一些，是粉尘中对人体毒害最大的部分。PMIO被人

4、体吸入后，会累积在呼吸系统中，引发多种疾病。越来越多的研究发现：PMIO与冠心病、心肌梗塞、高血压和中风(卒中)的发生及死亡的增加密切相关。越细小的颗粒物进入呼吸道的部位越深，对人体的危害越大。PM2．5甚至可以直达肺部，进入肺泡，直接参与血液循环，损伤肺部组织，引起一系列病变⋯。PMIO在环境空气中可停留几天甚至数周之久，也是造成空气污染、降低大气能见度的主要因素。‘无论是在发达国家还是在发展中国家，都不同程度地存在着人体暴露于可吸入颗粒物的健康风险。2005年《世界卫生组织空气质量准则》第一次为可吸入颗粒物确定了指导值，规定空气中PMIO年

5、均限值为201山g／m3，PM2．5年均限值为lOp,g／m3。全世界的环境保护机构都在日益重视控制可吸人颗粒物的排放。我国于2004年1月1日出台了燃煤电站新的排放限值，新标准要求粉尘出口排放限值为50rag／m3，这意味着大部分PMIO必须得到有效收集。预计在不久的将来我国会出台更加严格的排放标准，并针对PMIO或PM2．5制定相应的排放标准。目前在除尘领域较为常用的静电除尘器对粒径大于lOp,m的颗粒的捕集效果较好，效率通常可达99．9％，随着颗粒粒径减小，除尘效率也逐渐降低，特别是PM2．5的捕集’效果很差，一般低于70％，最坏时甚至低

6、于·248·徐小峰等可吸入颗粒物脱除技术及应用前景50％。静电除尘器依靠颗粒荷电被吸附脱除，较大颗粒主要通过附着电场中运动的电子即电场荷电从而带电；小颗粒主要通过自身和电子的随机扩散和碰撞即扩散荷电作用被荷电；如要提高效率一般采取增加电场数量或降低风速的措施，但是l斗m附近的颗粒由于处在电场荷电和扩散荷电混合区，其荷电能力很差，从而很难脱除。总体来讲，我国电除尘行业产量高、应用广，但由于煤种多变及技术原因，除尘效率普遍未能达到发达国家目前电厂实际排放lOmg／in3—20rag／in3的性能水平。布袋除尘器主要靠惯性碰撞、拦截和扩散脱除，同样，

7、由于1Ixm附近的颗粒正好处于惯性和扩散混合区，布袋对其脱除效率同样很低。即使现在采用的覆膜滤料，增强了拦截作用，对PMIO作用有显著加强，但仍未能达到期望水平。布袋除尘器处理PMIO时需降低过滤速度，还会增大气体阻力，这些均导致增加成本，增加能源消耗。2国内外对可吸入颗粒物的脱除方法目前国内外对PMIO的脱除方法：一是通过静电与其它结合的方式；二是粉尘凝聚技术。目前国外应用较为广泛的一种方式是通过在常规除尘器之前魄烟道上增设微细粉尘凝聚器，使较小颗粒凝聚成较大颗粒，以达到常规除尘器高效除尘的目的。2．1静电与其它结合的方式2．1．1静电与传统

8、旋风除尘器相结合静电提高旋风除尘器除尘效率的基本思想是在旋风除尘器空腔主轴上加入电晕极，在其周围能产生较高的电子密度和较强的电场力。有研究表明：当风速