超低排放背景下的大氣治理技術與施工建議

黃裕章

(福州職業技術學院經濟與管理系，福建 福州 350108)

引 言

隨著經濟的快速發展，產能過剩，工業污染造成的環境問題突出，主要表現在二氧化硫、氮氧化物、懸浮顆粒物、揮發性有機化合物、硝、汞、一氧化碳的常見大氣污染物排放造成空氣污染、溫室效應等問題，這與我國的生態文明建設格格不入。可喜的是經過近幾年大氣治理技術的發展，我國大氣治理的技術得到了飛速的發展，脫硫、除塵、脫硝等技術日趨成熟，并廣泛運用于化工、鋼鐵等行業的環境治理中。但在超低排放的背景下，大氣治理的技術仍然有提升的空間，施工工藝的進一部優化仍然有很多可以改善的地方。

1 大氣治理技術的應用情況

大氣治理技術的應用可以說經歷了技術的持續發展、螺旋上升、迭代發展的技術路徑。原有的以濕法脫硫、除塵為代表的大氣治理技術逐漸被布袋除塵技術、超凈電袋復合除塵技術、半干法脫硫+旋轉噴吹布袋除塵技術所取代。所用的環保設備和材料也更加環保、耐用，大氣治理的效果也大幅提升，以陶瓷布袋材料為代表的預防二次污染的設施設備也不斷涌現。

在超低排放的背景下，半干法脫硫+旋轉噴吹布袋除塵技術的應用廣泛，其效果也得到了用戶的廣大贊譽。下面主要介紹目前市場上反響較好、技術性較強的技術應用。

2 超凈電袋復合除塵技術應用

2.1 應用背景

隨著《大氣污染防治行動計劃》的實行，《中央生態環境保護督察工作規定》的出臺與執行，對大氣環境污染防控取到了很好的成效。國家也逐漸完善和細化了有關行業的排放標準，這些標準是在現有技術基礎上是可以達到的、可行的。其中表現最明顯的是我國的《火電廠大氣污染物排放標準》的排放限值經歷3次修訂，逐步降低。這個過程就像是一場藍天保衛戰的三級跳、馬拉松賽跑。以燃煤鍋爐煙塵排放限值為例，早期規定的300 mg/m3，降到2012年30 mg/m3(重點地區 20 mg/m3)，再到2020年的5 mg/m3[1]。這也使得煙塵控制的技術(包括設備技術、工藝技術)得到巨大的改進，當前以電袋復核除塵技術為代表的新工藝、新技術日益得到市場的認可，這種技術不僅對布袋有極高的要求，而且對循環流化槽、空氣循環系統、振打技術也有較高的要求。

2.2 電袋復合除塵技術的原理

電袋復合防塵器是創新開發的一種全新的防塵技術，相比于袋式防塵器、繼電防塵器方面是質的飛躍。主要體現在如下幾個方面：首先它的箱體內分為電場區和濾袋區，進口法蘭的煙塵先經過電場區，然后再經過濾袋區，通俗的話來說就是由兩個不同的除塵場，在這個場里，電場區首先把大顆粒粉塵捕捉下來，濾袋區則是捕捉顆粒物較小的粉塵。其中煙氣中的80%以上的煙塵在電場區給過濾下來，剩余的20%左右的細粒子由濾袋區過濾捕集。這樣的設置一方面可以區分粉塵類型、采用分區過濾的方式完成，另一方面也大大降低了電場區或濾袋區負荷，減少了區域內顆粒物對設備的沖撞、摩擦造成的磨損，并提高了設備的使用壽命，最終實現了防塵效果的大幅提高、污染物排放的穩定達標。因此這種技術具有節能、占地較小、防塵效率較高、運行成本較低等優點。

有人說，這種技術不就是電除塵與袋除塵的拼接組合，沒有什么特殊之處。這種觀點是片面的。這種技術核心在于如何融合這兩種技術的優勢，使得兩個區域之間互相影響、互相促進，形成穩定的互助、互利機制。這也是這種技術的亮點。實驗證明電區的流場分布影響電區的防塵效率，因此在這種技術應用中要正確地設置好電區的流場分布，這就要求我們做好電除塵區的結構布置，進入布袋區的顆粒物粒徑和濃度分布是被電除塵區的結構所決定的，而布袋區的粉餅層結構會受到電除塵區的顆粒荷電影響，這種影響包括電除塵袋區的清灰特性和過濾特性。濾料表面形成結構的有序、顆粒層的疏松、濾袋的壓力都與電場作用下的顆粒經發生荷電和極化相關。

通過這種技術的機理研究表明，極化和凝并在電區中的作用巨大，對電區的收集效果就越佳，這種極化和凝并取決于顆粒荷電量的大小，當顆粒荷載電量增大時，這種極化和凝并的效果越佳，因此在技術應用中要精確地設置好電區電流的顆粒荷電，通過荷電的增加來增強對細顆粒物的鋪集能力。

2.3 電袋復合除塵技術的關鍵點

2.3.1 提高電區的高放電

當電場強度提高，顆粒的荷電量也會增加，那么電場強度依靠什么增加，這就需要提高針端放電性能，從而有效提高電場強度，而有效提高針端放電性能需要有放電性能高的芒刺電極。因此這種技術關鍵點之一就是要提高電區的高放電，其中電區極配設置至關重要。

2.3.2 采用分區供電

在電區，需要有效劃分獨立的電力區，采用獨立的供電模式。這就需要增加供電設備、提高供電變壓器的數量。為了使顆粒物的荷電升高，需要升高各區的工作電壓。荷電的升高將會帶來細顆粒荷電與電凝的提升。這種設置的可靠性也會增強，假如一個區的電力出現故障，另一區仍然運轉，除塵效率正常運轉。

2.3.3 提高濾料材料質量

在相同條件下，PTFE覆膜濾料高于超細纖維梯度濾料，超細纖維梯度濾料高于普通濾料，在這種技術下優先選擇高精度較高的PTFE覆膜濾料。電袋要實現超清潔排放的可靠性需要選擇濾料過濾精度高的濾料。另外濾料過濾精度高的濾料對于設備運維更加穩定，運行的阻力也會更小。

在超低排放背景下，設計的排放濃度一般<5 mg/Nm3時，這就對濾料精度要求越高，一般不采用3 μm微孔徑的PTFE膜，而是要選擇超微孔級的膜。

由于超細纖維層能有效阻擋煙塵的滲透，它的加工工藝比PTFE覆膜簡單，因此在市場上大批量生產，這種纖維層做成的梯度濾料對于濾料性能的提升有著巨大的作用。

3 半干法脫硫+旋轉噴吹布袋除塵技術應用

3.1 技術特點

技術特點一：除塵效率極大提升，特別是對較大顆粒物和超細粉塵的捕集效率大大提高，甚至可以達到99.9%以上，確保粉塵排放質量溶度達到超低排放的要求。

技術特點二：對煙氣的場景適應性更強，苛刻、惡劣的煙氣環境中運用改技術也沒有什么問題。

脫硫布袋除塵器的每個灰斗設有蒸汽加熱，保證灰斗內脫硫灰的流動性。清灰系統是布袋除塵系統的“心臟”，布袋設計、安裝技術控制點尤為關鍵。在常規半干法脫硫系統中，袋籠與袋籠的中心距離為1.3倍～1.4倍袋籠直徑，濾袋最長達7.5 m；而在超凈排放中，為了盡量避免清灰時初次清下來的粉塵二次吸附在鄰近的濾袋上，袋籠與袋籠的中心距不得低于1.5倍袋籠直徑，濾袋長度宜控制在6.0 m以內[2]。

脈沖布袋除塵系統器采用模塊化結構，室內分為多個小袋室，袋室與袋室之間既相互獨立，又相互制約。布風系統的設計主要從兩個方面進行：一方面是布袋除塵系統的中間主煙氣通道，通過計算流體力學軟件進行數值模擬，選擇合適的煙氣通道上壓板傾斜角度，從而保證各個分袋室進風負荷的均勻性；另一方面，需要在各個分箱體內加裝氣流分布系統——數量不等的導流板。

采用不間斷回轉的脈沖清灰方式，利用不停旋轉的清灰臂輸送反吹脈沖空氣，對準整個室的每一條濾袋口，進行周期性的脈沖噴吹，使所有濾袋的壓差基本相等，大大減少了脈沖閥數量，降低了維護工作量。

3.2 該技術的應用前景

1) 該技術將有助于提高燃煤煙氣治理中防塵、脫硫、脫硝的整體運行效益、資源的利用率。

2) 系統中的晶閘管整流器采用目前最先進的IGBT全控整流，實現全波整流，大大提高整流效率，提升節能水平，吻合目前市場客戶對環保設施設備節能的要求。

3) 燃煤企業設備運行的節能要求迫切、對供應商提供的產品節能要求也越來越高，此項目技術可以大大提升客戶在節能環保設施設備的滿意度。

4) 目前該技術在煙氣治理技術中具有領先性，這將有助于推進環保企業業務量大幅提高，吻合目前大氣監管日益嚴格的要求。

4 對上述技術應用中的施工建議

4.1 保證進度的措施

1) 做好圖紙催交工作：跟蹤設備訂貨、制造進展，緊抓設備催交，尤其是進口設備需要更多的提前量；

2) 參與設備監造檢驗工作，保證設備無大的缺陷出廠，設備到現場后安裝前及時對設備進行檢查，發現問題及時聯系處理；

3) 對自行采購的材料及早提出材料購領清冊，催促物資部門及時采購；

4) 確保施工所必須的設備堆場和所必要的設備運輸通道，要保證暢通無阻；

5) 確保施工機具和勞動力及時到位；

6) 施工班組編制更為詳細的四級計劃和施工周計劃，合理安排工序和配備勞動力。

4.2 質量保證措施

1) 嚴格執行公司質量管理制度，建立以施工經理為首的質量保證組織機構；以技術專工為首的技術保證體系對保證項目質量提供全面的技術支撐；現場技術員負責工程質量監督、檢查、驗收、考核。

2) 設置專人負責班組、工地的質量管控。專職人員要求：責任心強、紀律嚴明、熟悉工業技術，具有一定的現場施工管理經驗。能堅持原則、做事負責，嚴于律己，對事不對人。

3) 三結合原則。自檢、專檢結合，質量與經濟結合，質量與獎懲結合的“三結合”制度。認真執行現場工程質量獎懲考核制度。專職質量檢查人員應熟知現場的每個環節、構件、人員的情況，立足現場，糾正違規作業，嚴格按質量標準和設計要求進行質量檢查監督、檢查與驗收。

4) 嚴格執行質量驗收制度：施工班組要有工程質量過程管控和自檢的意思和要求，對于施工質量精益求精，自檢不合格不提交施工專員復檢，施工專業復檢要立足本職，逐條逐項檢驗，重視與巡查與復檢相結合。施工班組一方面要抓好工程進度，另一方面要對施工的質量要進行過程管控。同時要和項目部的專檢、項目負責人進行充分溝通，做好施工交底、施工圖紙識讀和理會工程的質量管控點。

5) 嚴格執行施工規范、規程、工藝施工指導書，這就要求在施工現場要做好施工早晨會制度、做好安全教育，施工過程要嚴格遵守工藝紀律、施工規程。確保工程質量達到施工的技術要求，對現場人員也要進行嚴格管理，項目經理、班組長要履行現場巡查、管理職責。

6) 執行定期質量例會制度，及時溝通質量信息，對于發現的問題要及時采取措施解決，項目部要規定相對固定的日期作為質量例會日，可以每月25日或10號組織一次。明確例會的會議流程，項目部負責人首先要對本月工程質量和質量管理全面總結、分析，對近期出現的質量問題進行分析，對整改的問題情況進行通報，各班組匯報階段性的質量管控情況、質量問題、整改情況和今后的努力方向。質量問題除了流程、規程、施工工藝要求外，還要把質量管控傳導到施工人員、質量人員，責任層層壓實，形成全員參與的質量氛圍。

7) 常見質量問題的控制措施，結合以往工程存在的質量通病，結合工程特點和相關的施工及驗收技術規范、施工質量檢驗及判定標準等標準規范的要求，擬定本工程要治理的質量通病項目、活動計劃和措施，確實做好常見質量問題的施工管控。

8) 重視施工過程中的質量控制，施工過程是質量管控的過程，需要項目部進行精心組織，落實施工技術措施，組織人、技、物、環的全面管控，使得施工過程處于受控狀態。另外除了人員出勤、工作量的記錄外，還要做好現場質量、巡查記錄、技術交底的記錄，確保施工記錄的完整、施工過程的質量管控。

5 安全與文明施工

脫硫施工場地往往范圍小，有些場地屬于原有技術改造，范圍就更小了，因開工的作業點多，機務、土建、電氣交叉作業多，施工難度大，防盜保衛管理難度大，加上大件吊裝，高空墜落事故發生可能性大，因此要做好防火、機械設備日常巡查、定期檢修，認真執行施工行為規范，使得施工有序、安全有保障，危險廢料受控，施工噪音、廢水排放符合標準。

6 結語

環境污染問題一方面要積極宣傳，做好環境污染防治的規劃設計，認真履行三同時制度，同時要對現有大氣污染積極開展超低排放改造和提升。當前超凈電袋復合防塵技術、半干法脫硫+旋轉噴吹布袋除塵技術的應用前景廣泛，這些技術的實現一方面依賴于技術的發展、設計科學，另一方面還要認真地施工，確保工藝的完整性和符合設計要求。