從次生污染學(xué)角度看濕式電除塵器的得失

汪 波

（沈陽華聯(lián)除塵凈化設(shè)備廠，沈陽 111025）

從次生污染學(xué)角度看濕式電除塵器的得失

汪 波

（沈陽華聯(lián)除塵凈化設(shè)備廠，沈陽 111025）

文章所指的次生污染物是指在污染治理過程中生產(chǎn)的新的污染物，次生污染物為運(yùn)行所需的能耗、污水處理藥劑及治理設(shè)備生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的污染物，將其折算成為煤耗，通過600MW機(jī)組燃煤鍋爐煙氣治理為例，對濕式電除塵器在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的次生污染進(jìn)行了分析、計算。

次生污染；濕式電除塵器；一次污染物；間隔污染物；連續(xù)污染物

近年來霧霾天氣肆虐我國華北、東北等大部分區(qū)域。為了改變目前國內(nèi)嚴(yán)重的大氣環(huán)境污染現(xiàn)狀，國內(nèi)加大了環(huán)境治理的力度。隨著《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014～2020年）》的推出，更為嚴(yán)格的粉塵排放要求已勢在必行，重點區(qū)域燃煤尾氣粉塵排放濃度要求不大于10mg/Nm3，而部分企業(yè)更進(jìn)一步提出要達(dá)到5mg/Nm3以下。排放標(biāo)準(zhǔn)的加嚴(yán)，給除塵裝置帶來巨大壓力，尤其是脫硫后煙氣中攜帶大量的霧滴、細(xì)微粉塵顆粒、石膏顆粒等污染物，難以滿足排放要求。濕式電除塵器可有效去除脫硫過程攜帶的霧滴、細(xì)微粉塵顆粒、石膏雨等污染物，近年來得到迅速發(fā)展。但濕式電除塵器的運(yùn)行能耗高，清洗時會產(chǎn)生大量含酸廢水，又會形成新的污染。本文以600MW機(jī)組煙氣凈化工藝為例（如圖1所示），對治理過程中產(chǎn)生的次生污染進(jìn)行分析，并折算成新污染物。

圖1 濕式電除塵器工藝布置圖

1 600MW機(jī)組燃煤鍋爐脫硫出口煙氣治理工藝流程

1.1 濕式電除塵器結(jié)構(gòu)型式

濕式電除塵器有多種結(jié)構(gòu)型式，按收集極板材料分主要有金屬、玻璃鋼及柔性織物3種；按結(jié)構(gòu)型式分為臥式與立式2種；按沖洗方式可分為連續(xù)與間斷2種。

按2臺臥式、雙室、二電場、極板材質(zhì)316L、殼體為碳鋼（內(nèi)襯玻璃鋼）、連續(xù)沖洗方式（如圖2所示），年運(yùn)行時間7200小時計算，作為次生污染物的計算依據(jù)。

圖2 濕式電除塵器結(jié)構(gòu)圖

1.2 濕式電除塵器進(jìn)口主要煙氣參數(shù)（見表1）

表1 濕式電除塵器進(jìn)口主要煙氣參數(shù)

2 次生污染源

2.1 污染源定義

原生污染源：指從脫硫塔排出煙氣中所攜帶的SO2、CO2、NOX、粉塵、石膏顆粒等污染物。次生污染源：指濕式電除塵器在治理原生污染過程所產(chǎn)生的新的SO2、NOX、CO2、NH3、粉塵、污水等污染物。次生污染源按污染物產(chǎn)生的方式可分為：連續(xù)污染源、一次污染源、間斷污染源等。

2.1.1 連續(xù)污染源

1）濕式電除塵器正常運(yùn)行時所需的電能、藥劑等；而生產(chǎn)這部分物料又會生產(chǎn)新的污染，并將其折算成SO2、NOX、CO2、粉塵、污水等。由于為連續(xù)工作，故為連續(xù)污染源；2）煙氣凈化裝置正常運(yùn)行時所生產(chǎn)的廢水、污泥、噪聲等，為連續(xù)污染源。

2.1.2 一次污染源

治理裝置生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的污染源，如設(shè)備加工所消耗的電能（折算成煤耗）、原材料冶煉所產(chǎn)生的污染。由于裝置為一次投入，故為一次污染源。

2.1.3 間隙污染源

治理裝置中的易損部件需要定期更換，由于是定期產(chǎn)生的污染源，故為間隙污染源。

2.2 主要污染因子

要治理原生污染，則需要相應(yīng)的治理裝置及化學(xué)藥劑等。如酸性廢水處理所需的中和堿及保證裝置運(yùn)行所需的電能、收集極板沖洗酸性廢水等，而生產(chǎn)這部分物料則又會生產(chǎn)新的污染物。故這部分稱為污染因子。

產(chǎn)生次生污染因子主要由下列過程組成：

2.2.1 過程污染因子

1）保證治理裝置正常運(yùn)行所需要的電能，而產(chǎn)生這些電能則需要燃煤來實現(xiàn)，燃煤發(fā)電又產(chǎn)生新的SO2、NOx、CO2、粉塵等；2）酸性廢物處理所需的NaOH生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的污染。

2.2.2 裝置（一次）污染因子

原材料如：鋼材、水泥（裝置基礎(chǔ)及控制室等所需水泥等）等在冶煉、生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的污染。

3 次生污染因子計算原則

1）煙氣凈化裝置正常運(yùn)行時所需的電能、蒸氣等按連續(xù)污染源計，并將其折算成等量燃煤量；2）煙氣凈化裝置正常運(yùn)行所需的藥劑如堿（NaOH）等按連續(xù)污染源計，并將其折算成電耗；3）煙氣凈化裝置在工作過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物如廢水、CO2、SO2、NOX、粉塵、廢渣、噪聲等按連續(xù)污染源計；4）煙氣凈化裝置原材料如鋼材、水泥等在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的污染物按一次性污染計，并將其折算成等量污染物。

4 主要污染因子統(tǒng)計

4.1 電耗

電耗是指煙氣克服濕式電除塵器阻力所需要風(fēng)機(jī)電耗、高壓電源電耗、沖洗水泵電耗等，并將所需的這部分電能折算成煤耗，再由煤耗折算成污染物量。

4.2 堿耗（電耗）

堿（NaOH）耗是指中和極板沖洗所產(chǎn)生的酸性廢水所消耗的堿，而生產(chǎn)這部分堿又需要電耗，并將所需的這部分電能折算成煤耗。堿（NaOH）按離子膜法生產(chǎn)工藝，噸堿（NaOH）電耗2600kW·h（將蒸氣、壓縮空氣、氮?dú)獾日鬯愠呻姾模?。堿（NaOH）耗量按0.65t/h計，則電耗為1690kW·h，總電耗為2690kW·h。

4.3 濕式電除塵器鋼材耗量

1100t（全部按碳鋼計）。

5 污染因子折算

5.1 耗電所產(chǎn)生的次生污染物

濕式電除塵系統(tǒng)每小時總電耗2890kW·h。一般來說，600MW機(jī)組每千瓦時煤耗量為300～340g標(biāo)準(zhǔn)煤，按330g計，則煙氣凈化裝置的每小時電耗需燃煤2690×330g= 887,700g≈0.89t。

而燃燒0.89t煤產(chǎn)生次生污染物為：1）廢氣量1萬m3/h；2）粉塵量200.75kg/h；3）SO2量31.05kg/h；4）NOx量7.2kg/h；5）CO2量2.1t/h。

5.2 鋼材一次污染因子

鋼材污染因子全部按碳鋼計（極板也按碳鋼計），鋼材污染因子按“燒結(jié)-高爐-轉(zhuǎn)爐-聯(lián)鑄（軋）”工藝計，表2為噸鋼材產(chǎn)生的污染物，表3為濕式電除塵器鋼材一次總污染物的總量，表4為折算成平均每小時鋼材污染物（裝置設(shè)計壽命按15年計）。

表2 噸鋼污染物

表3 濕式電除塵器鋼材一次總污染物總量

表4 折算成平均每小時鋼材污染物

6 次生污染量

6.1 濕式電除塵器去除原生污染物量（見表5）

表5 濕式電除塵器去除原生污染物量

6.2 次生污染物量（見表6）

表6 次生污染物量

7 結(jié)語

（1）從上述分析可得出，即使在理想狀態(tài)下，濕電除塵器出口粉塵濃度能夠達(dá)到5mg/Nm3以下，也只減少了33.76kg/h的粉塵排放。而由電耗等所折算成煤耗產(chǎn)生的次生粉塵卻達(dá)到200.75 kg/h。雖然這部分粉塵也要經(jīng)過煙氣凈化裝置處理后才能排空，但對CO2并沒有采取有效的凈化方法。

（2）僅僅為去除15mg/Nm3左右的粉塵，在不考慮極板極線的更新和人員維護(hù)費(fèi)用（受設(shè)備質(zhì)量影響，各廠差異較大），僅正常的設(shè)備折舊、水、電耗、NaOH費(fèi)用，每小時合計超過1700元。相比減排效果，濕電除塵器的投資、運(yùn)行成本過高。

[1] 汪波.濕式電除塵器運(yùn)行中常見問題淺析[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2016（11）.

[2] 左松偉，李季，楊勇平.典型600MW火電機(jī)組脫硝系統(tǒng)能耗與熱量平衡分析[C].中國工程物理學(xué)會學(xué)術(shù)會議論文集.

[3] 左玉輝.環(huán)境系統(tǒng)工程導(dǎo)論[M].南京：南京大學(xué)出版社，1985.

Behold Gain and Loss of Wet Electrostatic Precipitator from Point of View of Pollution Learning of Secondary Pollution

WANG Bo
(Shenyang Hualian Dust Cleaning Equipment Factory, Liaoning Shenyang 110021, China)

The secondary pollutions refer to new pollutants generated in the course of pollution treatment. The secondary pollutants mean the pollutants generated in the course of energy consumption required in the operation, medicaments of sewage treatment and treatment equipment. They convert into the coal consumption. By taking fue gas treatment of 600MW generating set coal-fred boiler as an example, the paper makes the analysis and calculation on the secondary pollutions produced in the operation of wet process of electrostatic precipitator.

secondary pollution; wet process of electrostatic precipitator; primary pollutant; interval pollutant; continuous pollutant

X701

A

1006-5377（2017）08-0052-03