固定源稀释采样出现PM2.5倒挂情况的分析

固定源稀释采样出现PM2.5倒挂情况的分析 （正大环保 宋伟） 背景：我国是燃煤大国，目前我国二氧化硫排放量已居世界第一位，其中50%以上二氧化硫是燃煤电厂排放的。所以，控制二氧化硫排放是重中之重。烟气脱硫是目前米6体育上广泛采用的控制二氧化硫的成熟技术，其中半干法烟气脱硫工艺在电厂烟气脱硫装置中占到20%～30%。该工艺的核心是将燃煤烟气绝热增湿，以促进氢氧化钙与二氧化硫反应的进行。其衡量指标之一为烟气相对湿度。烟气湿度大,烟气脱硫效果好，所以我国燃煤电厂或者其他燃煤固定污染源的排放特点就是：湿度大、腐蚀性强。 2013年以来，雾霾的影响范围已波及米6体育大部分省市，京津冀三地的雾霾指数更是屡次爆表，危害着人们的健康。如何有效治理雾霾成为百姓和政府都非常关心的事。“大气颗粒物解析可以找到罪魁祸首，为大气颗粒物污染防治指明方向，使我们明白该对哪种源采取措施。而针对不同地区的不同颗粒物构成，这些措施也应有所区别。”国家环境保护米6体育环境颗粒物污染防治重点实验室主任、南开大学环境科学与工程学院教授冯银厂说。同时，针对不同的污染源采取不同的采样方法，也成了一个关键性问题。 稀释采样法：在20世纪80~90年代美国的研究者率先开发了烟气稀释通道采样方法。20世纪80年代中期以前稀释采样方法关注于燃烧源排放颗粒物的质量浓度，而后考虑到颗粒物的健康效应，才关注燃烧源排放颗粒物的粒径和化学组成。随着环境空气颗粒物来源解析研究兴起，为构建更加真实的固定源排放颗粒物源谱，愈来愈多的科学家采用稀释通道采样方法采集固定源颗粒物样品。 稀释采样方法的主要装置称为稀释通道，是该方法关键的部分。稀释通道主要的参数包括稀释比、停留时间和混合段雷诺数。稀释通道原理相对简单。各国学者根据需要设计了各种各样的稀释通道，如正压稀释、负压稀释。为了保证烟气与稀释气充分混合，稀释通道多采用湍流混合方式。稀释过程是挥发和半挥发物质与颗粒物以及颗粒物与颗粒物相互作用的动力学过程，包括成核、凝结和聚并，须有足够的停留时间才能保证颗粒物粒径分布达到稳定。 目前国内尚无关于固定源稀释通道采样方法的标准方法。国外米6体育标准化组织（ISO）、美国EPA经过多年的探索，以England设计的便携式稀释通道为原型提出的（如下图所示），提出了稀释采样法的标准，分别为ISO25597:2013、EPA Method CTM-039。 其中ISO方法利用PM2.5-PM10两级旋风采样器去除烟气中空气动力学直径大于2.5 μm的颗粒物，然后稀释冷凝之后用一个旋风采样器去除空气动力学直径大于2.5 μm的颗粒物，然后用滤膜采集后称重。该标准详细地规定了稀释通道的参数稀释比应大于等于20:1，停留时间应不小于，10 s，稀释后滤膜处的温度小于等于42 ℃，相对湿度小于70 %。 行业共性问题：针对国内目前采用稀释通道采样过程中PM2.5倒挂的情况综合分析有以下几点： （前提：撞击式切割器/旋风式切割器通道流量在采样过程中运行稳定精准，气密性良好，除此之外分析如下）1、我国燃煤锅炉多采用半干法脱硫工艺，烟道内部水汽大，含湿量高；2、稀释采样技术需要模拟真实的自然环境，需要进行自然冷却，故采样过程管路冷凝水多；3、目前我国大部分燃煤锅炉普遍实行超低排放标准，达到采样分析量需要采样时间长，加之高含湿量的环境下大颗粒损失量比较大；4、基于我国国情，测试单位配合问题，现场很难按照米6体育ISO：25597:2013标准参数设定执行；5、高含湿量情况下，有可能采集不到样品； 综述：基于我国与国外固定源特点情况不一样的特点，针对高含湿量的锅炉，其解决办法是如何更好地控制采样过程中烟道内部水蒸气和高温冷凝后的冷凝水，这也是稀释采样技术中普遍遇到的一个共性问题，该问题我司已经实施具体的方案，后期将会提供更好的服务与解决办法。