燃煤电厂污染物脱除设备对PM2.5排放影响的研究进展

夏祎旻，吴建群，杨 松，于敦喜，徐明厚

(1.华中科技大学 煤燃烧国家重点实验室，湖北 武汉 430074；2.广东粤电靖海发电有限公司，广东 揭阳 515223)

我国“贫油少气富煤”的能源结构决定了当前及未来相当长的一段时间内一次能源主要以煤炭为主。2018年我国一次能源利用中煤炭占比为59%[1]。据BP预测，到2040年，煤炭在能源消费中的占比仍将大于35%[2]。我国超过50%的煤炭在电厂中进行燃烧利用，致使NOx、SOx、细颗粒物(PM2.5：空气动力学直径小于2.5 μm颗粒物)和重金属等污染物的大量排放，其中PM2.5为我国当前最主要的大气污染物。PM2.5的排放不仅会导致雾霾等环境问题，还会诱发呼吸道和心脏疾病[3-5]。

虽然我国在2012年《空气质量标准》提出大气PM2.5限值，但至今仍未针对燃烧源的PM2.5排放制定相关标准。2015年，国家环保部、国家发改委和国家能源局联合发布《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》，将电厂烟尘排放质量浓度限值降至10 mg/m3，低于美国(12.3 mg/m3)和欧盟火电烟尘排放标准(30 mg/m3)，被称为最严格的排放标准[6]。考虑到PM2.5的严重危害以及我国近年来在大气雾霾治理上的大量投入，未来制定标准进一步限制燃煤电厂PM2.5排放将成为趋势[7]。深入了解燃煤电厂污染物控制设备对PM2.5排放的影响有利于电厂颗粒物排放的预测和控制，也可进一步为国家制定燃烧源PM2.5排放标准提供参考。

我国典型燃煤锅炉的污染物脱除系统主要包括NOx脱除技术/设备、除尘设备和脱硫设备。其中除尘设备对PM2.5排放具有最重要的影响。当前我国90%以上的火电厂都采用静电除尘器(ESP)作为除尘设备[8]，虽然ESP的除尘效率可达99%以上，但其对PM1脱除效率相对较低，导致PM2.5在逃逸粉尘中比例高达90%以上[9]。……