超低排放背景下的大气治理技术与施工建议

黄裕章

(福州职业技术学院经济与管理系，福建 福州 350108)

引 言

随着经济的快速发展，产能过剩，工业污染造成的环境问题突出，主要表现在二氧化硫、氮氧化物、悬浮颗粒物、挥发性有机化合物、硝、汞、一氧化碳的常见大气污染物排放造成空气污染、温室效应等问题，这与我国的生态文明建设格格不入。可喜的是经过近几年大气治理技术的发展，我国大气治理的技术得到了飞速的发展，脱硫、除尘、脱硝等技术日趋成熟，并广泛运用于化工、钢铁等行业的环境治理中。但在超低排放的背景下，大气治理的技术仍然有提升的空间，施工工艺的进一部优化仍然有很多可以改善的地方。

1 大气治理技术的应用情况

大气治理技术的应用可以说经历了技术的持续发展、螺旋上升、迭代发展的技术路径。原有的以湿法脱硫、除尘为代表的大气治理技术逐渐被布袋除尘技术、超净电袋复合除尘技术、半干法脱硫+旋转喷吹布袋除尘技术所取代。所用的环保设备和材料也更加环保、耐用，大气治理的效果也大幅提升，以陶瓷布袋材料为代表的预防二次污染的设施设备也不断涌现。

在超低排放的背景下，半干法脱硫+旋转喷吹布袋除尘技术的应用广泛，其效果也得到了用户的广大赞誉。下面主要介绍目前市场上反响较好、技术性较强的技术应用。

2 超净电袋复合除尘技术应用

2.1 应用背景

随着《大气污染防治行动计划》的实行，《中央生态环境保护督察工作规定》的出台与执行，对大气环境污染防控取到了很好的成效。国家也逐渐完善和细化了有关行业的排放标准，这些标准是在现有技术基础上是可以达到的、可行的。其中表现最明显的是我国的《火电厂大气污染物排放标准》的排放限值经历3次修订，逐步降低。这个过程就像是一场蓝天保卫战的三级跳、马拉松赛跑。以燃煤锅炉烟尘排放限值为例，早期规定的300 mg/m3，降到2012年30 mg/m3(重点地区 20 mg/m3)，再到2020年的5 mg/m3[1]。这也使得烟尘控制的技术(包括设备技术、工艺技术)得到巨大的改进，当前以电袋复核除尘技术为代表的新工艺、新技术日益得到市场的认可，这种技术不仅对布袋有极高的要求，而且对循环流化槽、空气循环系统、振打技术也有较高的要求。

2.2 电袋复合除尘技术的原理

电袋复合防尘器是创新开发的一种全新的防尘技术，相比于袋式防尘器、继电防尘器方面是质的飞跃。主要体现在如下几个方面：首先它的箱体内分为电场区和滤袋区，进口法兰的烟尘先经过电场区，然后再经过滤袋区，通俗的话来说就是由两个不同的除尘场，在这个场里，电场区首先把大颗粒粉尘捕捉下来，滤袋区则是捕捉颗粒物较小的粉尘。其中烟气中的80%以上的烟尘在电场区给过滤下来，剩余的20%左右的细粒子由滤袋区过滤捕集。这样的设置一方面可以区分粉尘类型、采用分区过滤的方式完成，另一方面也大大降低了电场区或滤袋区负荷，减少了区域内颗粒物对设备的冲撞、摩擦造成的磨损，并提高了设备的使用寿命，最终实现了防尘效果的大幅提高、污染物排放的稳定达标。因此这种技术具有节能、占地较小、防尘效率较高、运行成本较低等优点。

有人说，这种技术不就是电除尘与袋除尘的拼接组合，没有什么特殊之处。这种观点是片面的。这种技术核心在于如何融合这两种技术的优势，使得两个区域之间互相影响、互相促进，形成稳定的互助、互利机制。这也是这种技术的亮点。实验证明电区的流场分布影响电区的防尘效率，因此在这种技术应用中要正确地设置好电区的流场分布，这就要求我们做好电除尘区的结构布置，进入布袋区的颗粒物粒径和浓度分布是被电除尘区的结构所决定的，而布袋区的粉饼层结构会受到电除尘区的颗粒荷电影响，这种影响包括电除尘袋区的清灰特性和过滤特性。滤料表面形成结构的有序、颗粒层的疏松、滤袋的压力都与电场作用下的颗粒经发生荷电和极化相关。

通过这种技术的机理研究表明，极化和凝并在电区中的作用巨大，对电区的收集效果就越佳，这种极化和凝并取决于颗粒荷电量的大小，当颗粒荷载电量增大时，这种极化和凝并的效果越佳，因此在技术应用中要精确地设置好电区电流的颗粒荷电，通过荷电的增加来增强对细颗粒物的铺集能力。

2.3 电袋复合除尘技术的关键点

2.3.1 提高电区的高放电

当电场强度提高，颗粒的荷电量也会增加，那么电场强度依靠什么增加，这就需要提高针端放电性能，从而有效提高电场强度，而有效提高针端放电性能需要有放电性能高的芒刺电极。因此这种技术关键点之一就是要提高电区的高放电，其中电区极配设置至关重要。

2.3.2 采用分区供电

在电区，需要有效划分独立的电力区，采用独立的供电模式。这就需要增加供电设备、提高供电变压器的数量。为了使颗粒物的荷电升高，需要升高各区的工作电压。荷电的升高将会带来细颗粒荷电与电凝的提升。这种设置的可靠性也会增强，假如一个区的电力出现故障，另一区仍然运转，除尘效率正常运转。

2.3.3 提高滤料材料质量

在相同条件下，PTFE覆膜滤料高于超细纤维梯度滤料，超细纤维梯度滤料高于普通滤料，在这种技术下优先选择高精度较高的PTFE覆膜滤料。电袋要实现超清洁排放的可靠性需要选择滤料过滤精度高的滤料。另外滤料过滤精度高的滤料对于设备运维更加稳定，运行的阻力也会更小。

在超低排放背景下，设计的排放浓度一般<5 mg/Nm3时，这就对滤料精度要求越高，一般不采用3 μm微孔径的PTFE膜，而是要选择超微孔级的膜。

由于超细纤维层能有效阻挡烟尘的渗透，它的加工工艺比PTFE覆膜简单，因此在市场上大批量生产，这种纤维层做成的梯度滤料对于滤料性能的提升有着巨大的作用。

3 半干法脱硫+旋转喷吹布袋除尘技术应用

3.1 技术特点

技术特点一：除尘效率极大提升，特别是对较大颗粒物和超细粉尘的捕集效率大大提高，甚至可以达到99.9%以上，确保粉尘排放质量溶度达到超低排放的要求。

技术特点二：对烟气的场景适应性更强，苛刻、恶劣的烟气环境中运用改技术也没有什么问题。

脱硫布袋除尘器的每个灰斗设有蒸汽加热，保证灰斗内脱硫灰的流动性。清灰系统是布袋除尘系统的“心脏”，布袋设计、安装技术控制点尤为关键。在常规半干法脱硫系统中，袋笼与袋笼的中心距离为1.3倍～1.4倍袋笼直径，滤袋最长达7.5 m；而在超净排放中，为了尽量避免清灰时初次清下来的粉尘二次吸附在邻近的滤袋上，袋笼与袋笼的中心距不得低于1.5倍袋笼直径，滤袋长度宜控制在6.0 m以内[2]。

脉冲布袋除尘系统器采用模块化结构，室内分为多个小袋室，袋室与袋室之间既相互独立，又相互制约。布风系统的设计主要从两个方面进行：一方面是布袋除尘系统的中间主烟气通道，通过计算流体力学软件进行数值模拟，选择合适的烟气通道上压板倾斜角度，从而保证各个分袋室进风负荷的均匀性；另一方面，需要在各个分箱体内加装气流分布系统——数量不等的导流板。

采用不间断回转的脉冲清灰方式，利用不停旋转的清灰臂输送反吹脉冲空气，对准整个室的每一条滤袋口，进行周期性的脉冲喷吹，使所有滤袋的压差基本相等，大大减少了脉冲阀数量，降低了维护工作量。

3.2 该技术的应用前景

1) 该技术将有助于提高燃煤烟气治理中防尘、脱硫、脱硝的整体运行效益、资源的利用率。

2) 系统中的晶闸管整流器采用目前最先进的IGBT全控整流，实现全波整流，大大提高整流效率，提升节能水平，吻合目前市场客户对环保设施设备节能的要求。

3) 燃煤企业设备运行的节能要求迫切、对供应商提供的产品节能要求也越来越高，此项目技术可以大大提升客户在节能环保设施设备的满意度。

4) 目前该技术在烟气治理技术中具有领先性，这将有助于推进环保企业业务量大幅提高，吻合目前大气监管日益严格的要求。

4 对上述技术应用中的施工建议

4.1 保证进度的措施

1) 做好图纸催交工作：跟踪设备订货、制造进展，紧抓设备催交，尤其是进口设备需要更多的提前量；

2) 参与设备监造检验工作，保证设备无大的缺陷出厂，设备到现场后安装前及时对设备进行检查，发现问题及时联系处理；

3) 对自行采购的材料及早提出材料购领清册，催促物资部门及时采购；

4) 确保施工所必须的设备堆场和所必要的设备运输通道，要保证畅通无阻；

5) 确保施工机具和劳动力及时到位；

6) 施工班组编制更为详细的四级计划和施工周计划，合理安排工序和配备劳动力。

4.2 质量保证措施

1) 严格执行公司质量管理制度，建立以施工经理为首的质量保证组织机构；以技术专工为首的技术保证体系对保证项目质量提供全面的技术支撑；现场技术员负责工程质量监督、检查、验收、考核。

2) 设置专人负责班组、工地的质量管控。专职人员要求：责任心强、纪律严明、熟悉工业技术，具有一定的现场施工管理经验。能坚持原则、做事负责，严于律己，对事不对人。

3) 三结合原则。自检、专检结合，质量与经济结合，质量与奖惩结合的“三结合”制度。认真执行现场工程质量奖惩考核制度。专职质量检查人员应熟知现场的每个环节、构件、人员的情况，立足现场，纠正违规作业，严格按质量标准和设计要求进行质量检查监督、检查与验收。

4) 严格执行质量验收制度：施工班组要有工程质量过程管控和自检的意思和要求，对于施工质量精益求精，自检不合格不提交施工专员复检，施工专业复检要立足本职，逐条逐项检验，重视与巡查与复检相结合。施工班组一方面要抓好工程进度，另一方面要对施工的质量要进行过程管控。同时要和项目部的专检、项目负责人进行充分沟通，做好施工交底、施工图纸识读和理会工程的质量管控点。

5) 严格执行施工规范、规程、工艺施工指导书，这就要求在施工现场要做好施工早晨会制度、做好安全教育，施工过程要严格遵守工艺纪律、施工规程。确保工程质量达到施工的技术要求，对现场人员也要进行严格管理，项目经理、班组长要履行现场巡查、管理职责。

6) 执行定期质量例会制度，及时沟通质量信息，对于发现的问题要及时采取措施解决，项目部要规定相对固定的日期作为质量例会日，可以每月25日或10号组织一次。明确例会的会议流程，项目部负责人首先要对本月工程质量和质量管理全面总结、分析，对近期出现的质量问题进行分析，对整改的问题情况进行通报，各班组汇报阶段性的质量管控情况、质量问题、整改情况和今后的努力方向。质量问题除了流程、规程、施工工艺要求外，还要把质量管控传导到施工人员、质量人员，责任层层压实，形成全员参与的质量氛围。

7) 常见质量问题的控制措施，结合以往工程存在的质量通病，结合工程特点和相关的施工及验收技术规范、施工质量检验及判定标准等标准规范的要求，拟定本工程要治理的质量通病项目、活动计划和措施，确实做好常见质量问题的施工管控。

8) 重视施工过程中的质量控制，施工过程是质量管控的过程，需要项目部进行精心组织，落实施工技术措施，组织人、技、物、环的全面管控，使得施工过程处于受控状态。另外除了人员出勤、工作量的记录外，还要做好现场质量、巡查记录、技术交底的记录，确保施工记录的完整、施工过程的质量管控。

5 安全与文明施工

脱硫施工场地往往范围小，有些场地属于原有技术改造，范围就更小了，因开工的作业点多，机务、土建、电气交叉作业多，施工难度大，防盗保卫管理难度大，加上大件吊装，高空坠落事故发生可能性大，因此要做好防火、机械设备日常巡查、定期检修，认真执行施工行为规范，使得施工有序、安全有保障，危险废料受控，施工噪音、废水排放符合标准。

6 结语

环境污染问题一方面要积极宣传，做好环境污染防治的规划设计，认真履行三同时制度，同时要对现有大气污染积极开展超低排放改造和提升。当前超净电袋复合防尘技术、半干法脱硫+旋转喷吹布袋除尘技术的应用前景广泛，这些技术的实现一方面依赖于技术的发展、设计科学，另一方面还要认真地施工，确保工艺的完整性和符合设计要求。