低浓度高湿度烟气环境下PM2.5的测试方法研究

蔡锡锋，郭链，刘含笑，颜士娟，沈敏超，郭高飞，周冰，胡小鑫

（浙江菲达环保科技股份有限公司，浙江 诸暨 311800）

随着燃煤电厂超低排放项目陆续投入运行，超低排放条件下设备的性能考核，尤其是高湿度、低浓度等苛刻条件下的烟气污染物精准测试，已成为当前研究的热点和难点[1～6]。一般来说，烟尘排放浓度越低，排放烟尘中的细颗粒物（PM2.5）占比就会越高。因此，实现细颗粒物的精准测试，对环保设备进行科学评价，也是近年来的行业热点之一[7～13]。本文主要对超低排放条件下PM2.5测试方法的准确性进行研究和分析。

1 PM2.5测试方法调研

国内外PM2.5的测试标准、方法及相关仪器，汇总见下表。

国内外测试标准及仪器汇总表

2 PM2.5采样系统

固定源PM2.5测试，应以重量法为标准，即通过撞击器捕集烟气中的PM2.5，然后进行干燥称重。当需要获取粒径分布信息时，也可采用电荷法进行测定。重量法、电荷法的采样系统分别如图1（a）、图1（b）所示。其中，重量法采用PM-10或DGI撞击器收集样品后，用微量天平进行称重计算，PM-10撞击器如图2（a）所示，DGI撞击器如图2（b）所示；电荷法采用ELPI进行在线测定，ELPI主机及工作原理如图2（c）所示。

3 重量法与电荷法测试对比

分别采用重量法（PM-10、DGI）、电荷法（ELPI）对不同工程项目开展现场实测，并将测试结果进行对比，对比结果如图3所示。重量法与电荷法测试结果较为接近，且重复性均较好，验证了该PM2.5测试方法的合理性。

4 粒径分布测试

电荷法是通过电流信号换算得到细颗粒物的质量浓度数据，ELPI可将0.03～10μm的颗粒分为13级，从而可以获得各粒径段的粒径分布数据。利用ELPI对湿式电除尘器进口进行测试，测试结果如图4所示。因烟气处在高湿度、低浓度的烟气环境，因此采样系统参照图1（b），采用旋风切割器+1级高温稀释器，进而取得理想的测试结果。

图1 PM2.5采样系统

图2 主机及工作原理

图3 测试结果对比

图4 湿式电除尘器进出口测试结果

5 湿式电除尘器出口PM2.5排放特征

采用上述方法，分别测试了10台金属板式湿式电除尘器、24台导电玻璃钢管式湿式电除尘器，出口PM2.5浓度数据统计如图5所示。金属板式湿式电除尘器出口PM2.5浓度最大值为4.6mg/m3、最小值为0.4mg/m3、平均值为2.9mg/m3；导电玻璃钢湿式电除尘器出口PM2.5浓度最大值为3.4mg/m3、最小值为0.2mg/m3、平均值为1.6mg/m3。

图5 PM2.5排放特征汇总

6 结论

（1）重量法（PM-10、DGI）、电荷法（ELPI）均可在低浓度、高湿度烟气环境下准确测定PM2.5浓度，且数据重复性好。

（2）不同型式的湿式电除尘器对PM2.5均有较好的减排效果，其中，金属板式湿式电除尘器PM2.5质量浓度排放范围是0.4～4.6mg/m3；导电玻璃钢湿式电除尘器PM2.5质量浓度排放范围是0.2～3.4mg/m3。