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近日從華中科技大學(xué)獲悉，由煤燃燒國家重點實驗室張軍營教授團隊一項研究表明，運用我國發(fā)明的團聚強化除塵新技術(shù)對燃煤電廠進行超低排放改造，不但確保煙塵達到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，而且可高效協(xié)同脫除煙氣中三氧化硫，三氧化硫脫除率高達90%。研究成果在1月28日出版的權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《中國電機工程學(xué)報》上發(fā)表。

這篇題為《超低排放燃煤電廠SO3生成及控制的試驗研究》論文表示，2014年國務(wù)院常務(wù)會議決定在2020年前，對燃煤電廠全面實施超低排放改造。事實上，我國燃煤煙氣污染是復(fù)合型的，真正意義上的“超低排放”除要求限制的煙塵、二氧化硫、氮氧化物等之外，還應(yīng)重視三氧化硫污染的排放問題。三氧化硫在爐內(nèi)燃燒過程和選擇性催化還原（SCR）脫硝系統(tǒng)中均可生成，對設(shè)備運行和環(huán)境造成危害。

據(jù)了解，三氧化硫比二氧化硫的毒性高十多倍，且具有強腐蝕性，煙氣中的三氧化硫冷凝形成亞微米級的酸霧，排放后會與大氣中的堿性物質(zhì)反應(yīng)，生成大量的二次硫酸鹽細顆粒物，這些硫酸鹽細顆粒物在大氣中具有很強的消光效應(yīng)，是造成能見度降低和霧霾加劇的重要原因。此外，三氧化硫還是電廠有色煙羽的罪魁禍?zhǔn)?，排入大氣形成酸雨?/p>

為了掌握超低排放燃煤電廠三氧化硫生成和排放控制情況，研究團隊選取有代表性的江西國電豐城電廠三臺34萬千瓦超低排放改造機組進行試驗研究，探究了該燃煤電廠三氧化硫的生成轉(zhuǎn)化規(guī)律，對濕式靜電除塵技術(shù)和化學(xué)團聚強化除塵技術(shù)在不同機組不同負荷下對三氧化硫的脫除效果開展了研究。

研究團隊進行長達一個月的現(xiàn)場測試，其中，1、2號機組采用濕式靜電除塵技術(shù)進行超低排放改造，濕式靜電除塵裝置安裝于二級脫硫塔頂部；3號機組采用化學(xué)團聚強化除塵技術(shù)改造，化學(xué)團聚裝置設(shè)于靜電除塵器之前。為研究超低排放改造后三氧化硫的生成及控制，在50%負荷、70%負荷及100%滿負荷下對脫硝前、靜電除塵器前、脫硫前及煙囪入口的三氧化硫進行多次重復(fù)采樣測試。

通過對電廠系統(tǒng)測試和研究，結(jié)果表明，在煤粉燃燒和脫硝過程中均會產(chǎn)生三氧化硫，燃煤電廠3臺34萬千瓦機組經(jīng)超低排放改造后，爐內(nèi)三氧化硫的轉(zhuǎn)化率為0.8%-1.4%；選擇性催化還原裝置中三氧化硫的轉(zhuǎn)化率為0.8%-1.3%。濕式靜電除塵器和化學(xué)團聚系統(tǒng)超低排放改造均能夠明顯提高燃煤電廠三氧化硫的脫除率。濕式靜電除塵器對三氧化硫的脫除率達80%以上，化學(xué)團聚系統(tǒng)三氧化硫的脫除率受負荷影響較小，最高可達90%。

團聚強化除塵技術(shù)是張軍營教授發(fā)明的一種除塵新技術(shù)，不同于靜電除塵等物理除塵技術(shù)，團聚強化除塵技術(shù)是一項主動性、革命性的技術(shù)，標(biāo)志著我國除塵技術(shù)從物理除塵時代進入化學(xué)除塵時代，變被動除塵為主動除塵。該技術(shù)原理是通過特殊的團聚劑，讓粉塵細顆粒潤濕、絮凝、團聚變成“大胖子”落網(wǎng),從而有效提高電除塵和袋式除塵對粉塵細顆粒物的捕集效率。同時，團聚劑對三氧化硫酸霧也有明顯的團聚作用，促進三氧化硫酸霧長大。由于細顆粒物脫除率的提高附著在細顆粒物上三氧化硫等脫除率也會得到提高，因此化學(xué)團聚技術(shù)能協(xié)同脫除三氧化硫、重金屬等污染物，實現(xiàn)“近零排放”。

論文第一作者、華中科技大學(xué)能源學(xué)院碩士研究生李高磊表示，近年來，我國在燃煤電廠脫硫脫硝方面取得了很大進展，而脫硫主要是脫除二氧化硫，但是由于大量燃用高硫煤及選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)的安裝，三氧化硫濃度明顯升高，局部地區(qū)有色煙羽排放增加，大氣中PM2.5前驅(qū)體—三氧化硫氣溶膠排放濃度增加。而目前我國“超低排放”只追求二氧化硫的減排，卻忽視了三氧化硫的污染問題。希望研究導(dǎo)師張軍營教授發(fā)明的新的化學(xué)除塵技術(shù)對三氧化硫的脫除情況，為國家制訂控制三氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

李高磊的導(dǎo)師、華中科技大學(xué)煤燃燒國家重點實驗室張軍營教授表示，目前三氧化硫脫除手段主要為濕法脫硫技術(shù)、濕式靜電除塵技術(shù)以及低低溫電除塵技術(shù)等。濕法脫硫裝置對三氧化硫的脫除率不高于50%，濕式靜電除塵技術(shù)改造成本較高，而化學(xué)團聚系統(tǒng)改造成本低，適用性廣，協(xié)同脫除三氧化硫等污染物能力強，能夠顯著提高協(xié)同脫除率，應(yīng)對不同煙氣條件下的三氧化硫脫除。這次試驗結(jié)果再次證實了化學(xué)團聚技術(shù)對于三氧化硫排放控制的優(yōu)越性。團聚強化除塵技術(shù)協(xié)同脫除三氧化硫效率最高達到90%，且不同負荷下三氧化硫的排放濃度均低于每立方米10毫克，因此對研究結(jié)果比較滿意。

張軍營教授表示，國家對燃煤電廠三氧化硫排放沒有標(biāo)準(zhǔn)，電廠沒有相關(guān)數(shù)據(jù)記錄和措施，只有部分研究人員做過一點研究。然而三氧化硫危害比二氧化硫要大，而且并未引起國家層面的重視，因此這項研究對防治霧霾有十分重要的現(xiàn)實意義。國內(nèi)也有專家研究表明，假設(shè)我國燃煤平均含硫量1%，則一臺30萬千瓦燃煤機組排放的三氧化硫的量至少為每小時57.8公斤，全國火電機組三氧化硫排放量71.94萬噸/年，強調(diào)三氧化硫?qū)F霾的貢獻值遠高于“超低排放”二氧化硫的減排值，重視三氧化硫的減排、多污染物協(xié)同治理是我國空氣污染治理的大勢所趨。如果全國火電機組均安裝化學(xué)團聚系統(tǒng)，按三氧化硫的脫除率提高60%計算，可以使三氧化硫排放量減少43.16萬噸/年，這對藍天保衛(wèi)戰(zhàn)是一個不小的貢獻。