排放技术

排放技术（精选12篇）

排放技术 篇1

控制汽车排气污染、保护环境是世界各国都十分重视的一项工作, 许多国家都结合本国实际陆续推出了自己的排放法规, 并且随着汽车技术的发展, 排放法规的要求日益严格, 测试技术和法规内容越来越得到发展和完善。作为世界三大法规体系之一的日本排放法规, 从1966年起开始陆续对汽车的CO、HC和NOX排放进行控制。近些年随着日本柴油车保有量的增加, 柴油车的颗粒物 (PM) 排放占大气环境中PM排放总量的比重也在逐年提高, 在这种背景下, 1993年日本汽车排放法规开始引入对柴油车PM的限值要求[1], 并在后续发布的排放法规中对PM排放限值逐步加严。目前, 日本针对汽车PM排放的法规要求已相当严格, 并趋近于同期欧盟汽车排放法规相关要求。

1 日本汽车PM排放法规的发展历程

日本汽车排放法规从1993年起开始对柴油车的PM排放进行限制, 经过近16年的发展, PM限值逐步加严, 试验方法更趋合理。日本各阶段汽车排放法规对不同类型乘用车和商用车PM排放的法规实施日期、排放限值以及试验工况等进行了规定, 见表1。

从表1可以看出:

(1) 到目前为止, 日本涉及PM的排放法规大致经历了1993/1994年的柴油车排放法规, 1997/1998年的柴油车排放法规, 2002/2003年的“新短期规定”, 2005年的“新长期规定”以及2009年的“后新长期规定”等5个具有代表性的法规阶段。

(2) 2009年以前各阶段的日本汽车排放法规仅针对乘用和商用柴油车的PM进行限制, 而最新颁布的“后新长期规定”则要求带NOx吸附还原催化剂的直喷发动机汽油车实施与柴油车同等水平的PM排放限值, 从而使PM排放控制范围扩展到汽油车。

(3) 日本汽车排放法规限值分为最高值和平均值。最高值通常作为批量汽车产品中每辆车的排放限值, 如果某一车型每年销售量少于2000辆, 则可以作为型式认证限值。平均值则可以作为型式认证限值和汽车产品排放平均值。从表中PM限值变化可以看出, 汽车PM排放限值随着法规的更新逐步加严, 且最高限值和平均限值趋于一致。

(4) 日本汽车排放试验工况由最初单一的10-15工况热起动模式, 发展到目前的组合工况模式 (详见表1注 (3) ) , 从而更全面的考量了车辆在不同运行状态下的排放情况。

注: (1) VW:车辆重量 (2) GVW:车辆总重量=车辆重量+乘车人员+最大载重量 (3) 组合工况:自2005.10起采用10-15工况热起动模式×0.88+11工况冷起动模式×0.12自2008.10起采用10-15工况热起动模式×0.75+JC08工况冷起动模式×0.25自2011.10起采用JC08工况热起动模式×0.75+JC08工况冷起动模式×0.25 (4) 中型商用车:2005年以前:1700kg

2日本现行汽车排放法规对PM排放测量的主要技术要求

日本现行的汽车排放法规是2009年10月最新颁布的“后新长期规定”, 该法规对PM排放的取样方法、试验工况以及对PM的收集、称量与计算等均有具体要求[3]。

2.1 PM的取样方法

与欧美汽车排放法规以及日本“新长期规定”PM取样方式只采用全流单级稀释通道法不同, 日本“后新长期规定”要求轻型和中型车辆还可以选用全流二级稀释通道法。该PM取样方法是将主稀释通道内的部分稀释混合气引入到二级稀释通道内再次用稀释空气进行稀释, 并在二级稀释通道内进行PM采样的系统, 日本汽车PM排放取样系统组成见图1。

2.2 试验工况要求

2005年颁布“新长期规定”之后, 日本汽车排放法规改用组合工况加权平均的方法 (详见表1注 (3) ) 对车辆进行排放认证试验, 现行以及即将实施的日本汽车PM排放认证试验涉及到的试验工况包括10-15工况热起动模式、JC08热起动与冷起动模式。

2.2.1 10-15工况法[4]

10-15工况法用于模拟汽车在城市道路的平均行驶状况。进行10-15热起动试验时, 预处理以60km/h运行5min, 接着进行怠速排放试验, 然后再以60km/h运行15min并进行一个15工况循环。预处理后接着开始10-15工况试验, 即10工况循环3次, 15工况1次, 同时测量排放。试验总时间为660s, 总里程为4.16km, 平均车速为22.7km/h (不包含怠速时33.1km/h) , 最高车速为70km/h, 怠速时间占总试验时间31.4%, 10-15工况循环见图2。

2.2.2 JC08工况法[5]

2005年日本汽车排放法规引入了最新测试循环—JC08循环, 见图3。该循环再现了汽车在拥挤的城市中行驶的情况, 包括怠速和频繁的加速与减速。JC08循环持续时间为1204s, 总行驶里程为8.171km, 平均速度为24.4km/h (不包含怠速, 怠速为34.8km/h) , 最大速度为81.6km/h。JC08循环包括热起动和冷起动两种模式, 将于2011年10月全面实施。

(1) JC08热起动模式

试验车辆以60±2km/h的恒定速度进行15分钟或更长时间的暖机之后, 应马上恢复到怠速工况, 紧接着, 试验车辆在底盘测功机上运行JC08循环中从第1032秒至1204秒的一段试验工况, 最后, 再运行一个完整的JC08工况循环, 并同时开始收集测量排放污染物。

(2) JC08冷起动模式

首先试验车辆在底盘测功机上运行一次JC08循环工况对车辆进行预处理, 然后将试验车辆 (发动机关闭) 放置在室温为25±5℃的浸车室中6～36小时。浸车之后, 试验车辆开始正式试验, 即在底盘测功机上运行一次JC08循环工况, 并同时开始收集测量排放污染物。

从上述试验工况循环的特点可以看出, 10-15工况与JC08工况循环相比, 平均车速低, 怠速工况占总试验循环的比重大, 以稳态工况为主, 代表了当时汽车在日本城市道路的平均行驶状况, 而最新的JC08循环试验时间长, 加速、减速等瞬态工况频繁, 以瞬态工况为主, 再现了目前车辆在日本拥挤的城市道路中行驶的真实情况。

2.3 PM的收集、称量与计算

与欧洲汽车排放法规PM的收集方式和滤纸称量预处理的时间要求不同:日本汽车排放法规要求分别只使用一张滤纸来收集汽车排气和稀释空气中的PM, 而欧洲法规则要求使用两张串联的收集滤纸分别进行收集;对于收集滤纸的预处理时间, 日本排放法规要求, 在车辆排放试验前, 收集滤纸在称重室内至少放置24小时, 试验结束后, 收集滤纸需在称重室内放置1～80小时, 其试验前PM收集滤纸预处理的最少时间点远远大于欧洲排放法规至少8小时的要求, 而试验后滤纸预处理的时间区间大于欧洲2～36小时的规定。

对于汽车PM排放量的计算, 依据日本现行汽车排放法规要求, 如果PM取样方式采用单级稀释法, 则利用下列公式确定每次排放试验的PM排放量:

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式中, PMmass为PM排放量 (g/km) ;Vmix为在标准条件下, 试验车每公里运行时产生的稀释排气体积 (l/km) ;Wp为经浮力系数校正 (详见文献3有关收集滤纸的浮力校正) 后的稀释排气PM收集质量 (μg) ;Vp为在标准条件模式运行下, 稀释排气中PM的采样流量 (l) ;Wb为经浮力系数校正 (详见文献3有关收集滤纸的浮力校正) 后的稀释空气PM收集质量 (μg) ;Vb为在标准条件模式运行下, 稀释空气中PM的采样流量 (l) ;DF为稀释比。

如果采用二级稀释法, 则计算每次排放试验PM的排放量时, 公式 (1) 中的VP应由下式替代:

VP=Vtot-Vsec (2)

其中, Vtot为在标准条件模式运行下, 通过收集滤纸的二次稀释排气体积 (l) ;Vsec为在标准条件模式运行下, 二次稀释空气的体积 (l) 。

如果没有收集稀释空气中的PM或测得的PM为负值, 则Wb应被视为零。

一个完整的日本汽车排放认证试验应按照不同工况循环加权平均的方法来计算总的污染物排放量。目前日本汽车排放认证法规采用的是2008年10月规定的加权公式 (3) 对PM排放量进行计算, 即

PM (认证试验) = PM (10-15工况热起动模式) ×

0.75+PM (JC08工况冷起动模式) ×0.25 (3)

从该公式可以看出, 日本汽车排放型式认证试验更全面的考虑了车辆在不同行驶状态下的PM排放情况, 且更偏重车辆在热起动时的排放结果, 这更符合日本国内日常使用车辆的实际情况。

3 日本汽车PM排放要求的发展趋势

通过研究分析日本各阶段汽车排放法规中有关PM排放的要求, 可以得到如下几方面的发展趋势:

(1) 随着日本汽车排放法规的不断修订, PM排放限值将逐步加严。目前, “后新长期规定”中乘用车和商用车PM排放限值仅为1993/1994年开始控制时的2%～3%, 比2005年“新长期规定”限值降低了53%～64%, 接近于欧盟最新颁布的欧5和欧6排放法规中规定的PM排放限值。此外, 1993/1994年至“新短期规定”期间各车型的PM排放最高限值是平均限值的1.7～2.1倍, “新长期规定”之后, 则降低为1.3倍左右, PM最高排放限值和平均排放限值趋于一致, 日本各阶段汽车排放法规PM限值见表1, 日本乘用车和商用车PM排放限值变化趋势见图4和图5。因此, 未来日本汽车PM排放限值将会在“后新长期规定”的基础上进一步降低, 并趋近于欧盟同期排放法规规定的PM排放限值。

(2) 汽车排放试验工况由最初的10-15工况热起动模式, 发展到更能反映真实行车情况的组合工况, 即:2005年“新长期规定”采用10-15工况热起动模式+11工况冷起动模式和目前“后新长期规定”采用的10-15工况热起动模式+JC08冷起动模式。2011年10月起, 日本汽车排放法规将完全采用JC08工况, 即JC08热起动模式+JC08冷起动模式, 该排放试验工况将能更好的反映出车辆在实际道路行驶时的真实情况。

(3) 随着汽车排放控制技术的进步和PM排放限值的加严, 车辆越来越低的PM排放对测试设备和测试技术提出更高的要求, 因此, 未来日本汽车排放法规中有关PM排放的测量及计算方法还将会随着限值的加严进行局部修订和完善, 以更加科学和准确的测量方法来确定汽车PM排放量。

4 结论

通过本文上述的研究分析, 可以总结出日本汽车排放法规对PM的排放要求有如下几个特点:

(1) 与欧美汽车排放法规只有一个排放限值不同, 日本排放法规同时存在最高排放限值和平均排放限值, 通常采用平均排放限值作为车辆型式认证限值, 但如果某一车型每年销售量少于2000辆, 则最高排放限值也可作为型式认证限值。从日本汽车PM排放限值变化趋势看, PM最高排放限值和平均排放限值趋于一致。

(2) 日本汽车排放法规规定可以根据需要选用单极稀释法或二级稀释法对汽车PM排放进行取样, 这有别于欧美排放法规只要求采用单极稀释法进行PM取样的方式。

(3) 日本汽车排放法规要求分别只使用一张滤纸来收集汽车排气和稀释空气中的PM;与欧洲汽车排放法规相比, 试验前PM收集滤纸预处理的最少时间点设置的长, 试验后滤纸预处理的时间范围较宽。

(4) 由于日本地域狭小, 城市交通状况拥挤, 因此, 与欧美采用城市低速工况和郊区高速工况复合试验循环的模式不同, 日本排放型式认证试验选择了低车速、高比例怠速和频繁加减速的城市工况试验循环, 如10-15和JC08循环。

(5) 日本汽车排放法规采用热起动循环与冷起动循环排放结果加权平均的型式认证模式, 该模式是日本从其国内车辆运行实际情况总结出来的组合试验循环, 更全面的反映了车辆在不同行驶状态下的排放情况, 此外, 由加权系数的比重可知, 最终的排放型式认证结果更偏重于车辆在热起动循环时的排放量。

参考文献

[1]吴咏, 张尚娇.国外的汽车排放法规.汽车科技, 2001 (1) :31.

[2]Wordwide Emissions standards.2010.http://www.delphi.com/pdf/emissions/Delphi_PC.pdf.

[3]道路運送車両の保安基準の細目を定める告示[2009.07.30]別添42 (軽·中量車排出ガスの測定方法.別紙9:PM測定方法及び排出量の計算.

[4]李兴虎.汽车环境保护技术.北京:北京航天航空大学出版社, 2003:181-182.

[5]Emission Test Cycle.http://www.dieselnet.com/standards/cycles/jp_jc08.html.

排放技术 篇2

一、零排放的定义

所谓零排放，是指无限地减少污染物和能源排放直至到零的活动。零排放，就其内容而言，一是要控制生产过程中不得已产生的能源和资源排放，将其减少到零；另一含义是将那些不得已排放出的能源、资源充分利用，最终消灭不可再生资源和能源的存在。

废水“零排放”是指工业水经过重复使用后，将这部分含盐量和污染物高浓缩成废水全部（99%以上）回收再利用，无任何废液排出工厂。水中的盐类和污染物经过浓缩结晶以固体形式排出厂送垃圾处理厂填埋或将其回收作为有用的化工原料。

二、国内现有实现废水“零排放”的手段

目前国内广泛使用的工业废水处理技术主要包括RO（反渗透膜双膜法）和EDR技术他们的主要材料是纳米级的反渗透膜，而这种技术的作用对象是离子（重金属离子）和分子量在几百以上的有机物。其工作原理是在一定压力条件下，H2o可以通过RO渗透膜，而溶解在水中的无机物，重金属离子，大分子有机物，胶体，细菌和病毒则无法通过渗透膜。从而可以将渗透的纯水与含有高浓度有害物质的废水分离开来。但是使用这种技术我们只能得到60%左右的纯水，而剩余的含高浓度有害物质的废水最终避免不了排放到环境的结局，而这些高浓度的重金属离子和无机物对我们的环境是极其有害的。

三、RCC技术

CC技术，能真正达到工业废水“零排放”，RCC的核心技术为“机械蒸汽再压缩循环蒸发技术”及“晶种法技术”、“混合盐结晶技术”

（一）机械蒸汽再压缩循环蒸发技术

1、机械蒸汽再压缩循环蒸发技术的基本原理

所谓的机械蒸汽再压缩循环蒸发技术，是根据物理学的原理，等量的物质，从液态转变为气态的过程中，需要吸收定量的热能。当物质再由气态转为液态时，会放出等量的热能。根据这种原理，用这种蒸发器处理废水时，蒸发废水所需的热能，再蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放热能所提供。在运作过程中，没有潜热的流失。运作过程中所消耗的，仅是驱动蒸发器内废水、蒸汽、和冷凝水循环和流动的水泵、蒸汽泵和控制系统所消耗的电能。为了抵抗废水对蒸发器的腐蚀，保证设备的使用寿命蒸发器的主体和内部的换热管，通常用高级钛合金制造。其使用寿命30年或以上。

蒸发器单机废水处理量由27吨/天起至3800吨/天。如果需要处理的废水量大于单机最大处理量，可以按装多台蒸发器处理。蒸发器在用晶种法技术运行时，也称为卤水浓缩器(Brine Concentrator)。

2、卤水浓缩器构造及工艺流程

（1）待处理卤水进入贮存箱，在箱里把卤水的PH值调整到5.5-6.0之间，为除气和除碳作准备。卤水进入换热器把温度升至沸点。

（2）加热后的卤水经过除气器，清除水里的不溶所体，如氧所和二氧化碳。（3）新进卤水进入深缩器底槽，与在浓缩器内部循环的卤水混合，然后被泵到换热器管束顶部水箱。（4）卤水通过装置，在换热管顶部的卤水分布件流入管内，均匀地分布在管子的内壁上，呈薄膜状，受地引力下降至底槽。部分卤水沿管壁下降时，吸收管外蒸汽所释放的热能而蒸发了，蒸汽和未蒸发的卤水一起下降至底槽。（5）底槽内的蒸汽经过除雾器进入压缩机，压缩蒸汽进入浓缩器。

（6）压缩蒸汽的潜热传过换热管壁，对沿着管内壁下降的温度较低的卤水膜加热，使部分卤水蒸发，压缩蒸汽释放潜热时，在换热管外壁上冷凝成蒸馏水。（7）蒸馏水沿管壁下降，在浓缩器底部积聚后，被泵经换热器，进储存罐待用。蒸馏水流经换热器时，对新流入的卤水加热。

（8）底槽内部分卤水被排放，以控制浓缩器内卤水的浓度。

晶种法技术：可以解决蒸发器换热管的结垢问题，经处理后排放的浓缩废水，通常被送往结晶器或干燥器，结晶或干燥成固体，运送堆填区埋放。上述循环过程，周而复始，继续不断地进行。

（二）晶种法技术

如废水里含有大量盐分或 TDS，废水在蒸发器内蒸发时，水里的 TDS很容易附着在换热管的表面结垢，轻则影响换热器的效率，严量时则会把换热管堵塞。解决蒸发器内换热管的结垢问题，是蒸发器能否用作处理工业废水的关键。RCC成功开发了独家护有的“晶种法”技术，解决了蒸发器换热管的结垢问题，使他们设计和生产的蒸发器，能成功地应用于含盐工业废水的处理，并被广泛采用。应用“晶种法“技术的蒸发器，也称作“卤水浓缩器”(Brine Concentrator)。经卤水浓缩器处理后排放的浓缩废水，TDS含量可高达300,000 pp，通常被送往结晶器或干燥器，结晶或干燥成固体，运送堆填区埋放。

“晶种法”以硫酸钙为基础。废水里须有钙和硫化物的存在，浓缩器开始运作前，如果废水里自然存在的钙和硫化物离子含量不足，可以人工加以补充，在废水里加添硫酸钙种子，使废水里钙和硫化物离子含量达到适当的水平。废水开始蒸发时，水里开始结晶的钙和硫酸钙离子含量达到适当水平。废水开始蒸发时，水里开始结晶的钙和硫酸钙离子就附着在这些种子上，并保持悬浮在水里，不会附着在换执管表面结垢。这种现象称为“选择性结晶”。卤水浓缩器通常能持续运作长达一年或以上，不才需定期清洗保养。在一般情况下，除了在浓缩器启动时有可能添加“晶种外”，正常运作时不需再添晶种。

（三）混全盐结晶技术

1、混全盐结晶技术的应用

卤水浓缩器可回收卤水里95%至98%的水份，剩余的浓缩卤水残液，含有大量的可溶固体。在有些地区，卤水残液被送往蒸发池自然蒸发，或作深井压注处理。但很多地区，如美国西南部的科罗拉多河流域，为了防止浓缩卤水排放蒸发池或作深井压注处理后渗出，对水源造成二次污染，沿岸的工矿企业产生的废水，必须作“零排入”处理。如残液的流量很小，则可用干燥器把残淮干燥成固体，收集后送堆场填埋；如残液量较大，用结晶器把残液里的可溶固体给晶后收集填埋，是更经济的处理方法。

一般生产性化工结晶程序，如氯化钠、硫酸钠等化工商品的生产，仅需要处理一种盐类的结晶，这类单盐卤水的结晶工艺，比较容易掌握，但工业污水里所含的的盐份，种类繁杂，甚至含有两种盐份组成的复盐。有多种盐类并存的卤水会在结晶器内产生泡沫和具有极强的腐蚀性，同时多种不同盐类的存在，会造成卤水不同的沸点升高。不同成度的结垢，对设备的换热系数产生不同程度的影响。通过数十年的研究和实践我们掌握了一套混合盐类结晶技术，累积了丰富的经验。验室对混通过实合盐卤的分析，准确检定卤水里各种盐类的成份和溶量，准确判断各种盐类对设备的影响，采用不同的设计参数，并在这基础上进行系统设计，为用户提供适合的，经济和可靠的设计，制定可行的操作和维修方案。

2、混全盐结晶技术的设备与工艺流程

用作混合盐结晶的结晶器，可用蒸汽驱动，也可用电动蒸汽压缩机驱动，后者是能效较高的系统。

强制循压缩蒸汽结晶器：强制循环压缩蒸汽结晶器是热效率最高的结晶系统，系统所需的热能，由一台电动蒸汽压缩机提供。它的主要工作程序如下：

（1）待处理浓卤水被泵进结晶器。

（2）和正在循环中的卤水混合，然后进入壳管式换热器。因换热器管子注满水，卤水在加压状态下不会沸腾并抑止管内结垢。

（3）循环中的卤水以特定角度进入蒸汽体，产生涡旋，小部卤水被蒸发。（4）水分被蒸发时，卤水内产生晶体。

（5）大部卤水被循环至加热器，小股水流被抽送至离心机或过滤器，把晶体分离。

（6）蒸汽经过除雾器，把附有的颗粒清除。

（7）蒸器经压缩机加压，压缩蒸汽在加热器的换热管外壳上冷凝成蒸馏水，同时释放潜热把管内的卤水加热。

（8）蒸馏水收集后，供厂内需要高质蒸馏水的工艺流程使用，在某些条件下，结晶器产生的晶体，是很高商业价值的化工产品。这种高效结晶器的主要优点有： a 设备体积小，占地面积也小。b设备能耗低，盐卤浓缩器处理一吨废水耗电最低仅16KW/H。回收率高达98%，而且回收的是优质蒸馏水，所含TDS小于10PPM，稍做处理即可作高压锅炉补给水，用钛合金制造,合作寿命长达30年。

四、GE RCC Thermal Products “零排放”处理设备的特点

1、同其他废水处理设备比，GE RCC Thermal Products的设备体积较小，占地面积也较小。

2、设备能耗低，盐卤浓缩器处理一吨废水耗电最低仅16 KWh；根据热动力学计算，卤水浓缩器的热效率是单效(Single Effect)闪蒸系统的 27倍，或四效闪蒸系统的7倍。

3、GE RCC Thermal Products的零排放系统能真正做到“零排放”，回收高达98%以上废水中水分含量，而且回收的是优质蒸馏水，所含 TDS小于10ppm, 稍作处理，即可作高压锅炉补给水。

4、GE RCC Thermal Products零排放的关键设备，用高质量的钛合金制造，设备使用寿命长达30年或以上。

5、“晶种法”技术的应用，解决了设备结垢问题，RCC设备能持续运作一年或以上，不用经常清理保养，不影响厂、矿的正常生产。

6、GE RCC Thermal Products设备自动化程度高，容易操作。

7、设备易于保养，所有需要保养清洗的部位，工作人员都能进入。

8、GE RCC Thermal Products的设备，依据用户的客观条件, 单独设计和制造，满足用户的需要。

工业废水的排放，不仅给生态环境造成了严重的危害，而且也为企业带来了沉重的压力，工业废水的零排放始终是工业化生产的环保目标，因为只有这样才能真正实现人类社会的可持续发展。我的专业是化学工程与工艺，主要包括三个学科：煤化工，高分子和精细化工。我选修这门课程是因为对这门课程的喜好还有对当今社会所存在的问题的感概，并希望通过这门课了解跟多关于环保的知识。结合有关知识我就觉得化工与环境是两个十分紧密的学科化工的研究成果最终可以应用于环保方面的处理工作。

结合以上的Ro工业废水处理技术，其主要材料是纳米高分子膜,而我们知道很多物质是有吸附作用的，并且物质的比表面积越大吸附作用就会越强尤其是分子直径达到纳米级的材料它的选择透过性和吸附作用是非常明显的，同时由于这种工序所需的能源和投入不是很大，因此在现在的废水处理市场咱有比较大的份额。处理后的水有纯水和浓缩废水之分，浓缩废水很难利用，如果排放到环境中对环境的影响势必很大。

RCC废水处理技术的主要技术是压缩循环蒸汽技术，“晶种法技术”、“混合盐结晶技术”尽管RCC技术能达到所谓的“零排放”但并不是真正意义上的零排放它只是达到了废水对环境的零排放而由卤水结晶残留下来的晶体则被掩埋，我们不知道过程是怎样的，但是被掩埋的固体物质不可能是不溶解的一旦溶解之后其所含的有毒重金属离子就会污染我们的地下水系统。同时我们也能看出其设备的条件有些许苛刻，采用高质量的金属钛合金，钛是一种稀少的贵重金属，价格堪比黄金，所以这种技术只是在经济层次的“零排放”技术。

结合我的专业的学科——化学，我想谈谈零排放技术对煤开发和利用的影响。我们知道煤是多种物质的混合体，有机物，无机盐等等煤的开采过程中洗煤是废水的主要来源过程，废水中主要含有一些能溶解的有机物，比如说苯的衍生物还有就是能溶解的无机盐其中包括一些重金属离子的盐类（Hg，Pb，As等）处理有机物我们可以采用湿式氧化法将有害的有机物氧化成对环境无害的CO2和H2O；处理有毒的重金属盐我只能采用沉淀的方法将其收集根据不同的物质有不同的可用性采用不同的沉淀剂最终将沉淀重复利用，从而减少对环境的污染。

重型车排放控制技术初步研究 篇3

【关键词】排放控制；后处理技术；SCR；技术路线

环保部发布的《中国机动车污染防治年报》显示，机动车污染日益严重，已经是大气环境最突出、最紧迫的问题之一。2010年我国机动车排放颗粒物（PM）近60万吨，在机动车中，汽车是污染物总量的主要贡献者，其排放的一氧化碳和碳氢化合物超过70%，氮氧化物超过90%，颗粒物超过90%。按车型分类重型车是主要贡献者。因此，严格控制重型车的排放，是保证空气质量的关键。

1.法规

1.1国外法规

当前世界范围内实施的排放法规主要有欧洲、美国和日本三大体系，欧洲和美国的排放法规被世界各国广泛引用。其中，欧洲2000年起实施欧Ⅲ排放标准，2005年起实施欧Ⅳ标准，2008年实施欧Ⅴ标准。

1.2我国目前及未来的排放法规要求

表1 中国重型车用柴油机ESC（稳态）试验限值，单位：g/（KW.h）

我国在充分参考欧美经验后，选择了参考欧盟的排放法规及指令，并在此基础上制定了中国排放法规体系。

2.汽车排放的控制措施

2.1柴油机排放污染物的控制技术

发动机的排放控制技术分机内净化技术（包括电子控制燃油喷射技术、进气增压中冷技术等）和机外控制技术（包括颗粒物的捕集技术、选择性催化还原技术等）。发动机微粒（PM）和氮氧化物（NOx）一同降低是达到严格的排放法规的主要瓶颈，而对微粒和氮氧化物减排的两种技术一直彼此制约。从长远的角度看，采用排放后处理系统是同时减低PM和 NOx的排放的有效手段。

2.2汽车排放控制技术

2.2.1汽车排放控制技术路线

汽车排放控制主要有SCR路线和EGR路线：EGR路线是在发动机排放达到第三阶段的要求下，先采冷却废气再循环（EGR COOLER）降低NOx，通过柴油机颗粒捕捉技术（PM-FILTER）达到第Ⅳ阶段要求，再通过引入SCR技术达到第Ⅴ阶段要求。SCR路线是通过最佳发动机技术优化燃烧降低PM，通过SCR技术降低NOx达到第Ⅳ阶段要求，然后通过提升SCR率和增加氨捕捉技术达到第Ⅴ阶段要求。

图2 排放技术路线

2.2.2两种系统的技术和应用成本分析

SCR方案能解决柴油含硫量高的难题，而含硫高时中国国内柴油短期难以突破的技术难题，且SCR也可以节约6%左右的油耗；其劣势在于需要建设尿素相关的配套设施，和整车SCR装置的成本。EGR方案则需对发动机进行改进，另外DPF再生问题、复杂的标定提升发动机成本及标定难度；且要求低含硫量柴油和高质量润滑油，油耗提高。其优势是不需额外装置和费用，用户只要定期更换DPF即可。

3.路线选择及主要原因

我国在技术路线选择时需考虑排放法规在实际执行时存在管理难度、尿素的供应和使用，低含硫燃油的供应及燃油消耗、发动机平台的可持续性等问题，综合其主要考虑点如下：

（1）能源：我国能源资源有限，50%以上依赖进口。SCR技术比EGR技术节油6%～8%。EGR路线比国三多消耗2%的燃油，到国V阶段需采用主动式再生DPF，燃油消耗进一步增加，预计比国三高7%。

（2）油品：我国目前炼油水平不高，硫含量在250ppm以上，EGR要求含硫量在50ppm以下。硫化物氧化产生的SO3与机油中的某些组分反应生成灰粉，造成DPF过滤器堵塞。

（3）升级潜力：SCR技术有较好的达到国IV以上的排放标准潜力，国IV和国V机型可选用同一发动机技术平台。 而EGR路线升级国V需要更高喷油压力（1800bar）、更高EGR率的能力和主动再生PDF系统，发动机平台需要进行技术升级，技术升级连续性较差。

综合考虑各种因素，采用SCR技术应该是符合中国国情的首要之选。

4.结束语

柴油机由于具有油耗低、扭矩大的优点而得到广泛的应用，但柴油机排放污染物NOx和PM的治理难度使得柴油机的应用受到一定的限制，因此，采用有效的手段和措施控制柴油机污染物是柴油机得以发挥更大作用的必然之道。SCR技术路线充分保证NOx等排放污染物更少，满足更严格排放标准要求的情况下，还保证柴油机动力性、经济性更好，对冷却系统要求低等。从适应中国国情来看，重型车选择SCR路线来达到严格的国Ⅴ阶段的排放控制要求是最佳选择。

【参考文献】

[1]陶建忠.潍柴国四柴油机SCR技术匹配应用介绍，2010，1.20.

[2]鲍军.尿素SCR系统关键技术报告，2010，1.5.

柴油机排放控制技术 篇4

一、推迟喷油降低NOx排放

喷油提前角是喷油起始点早于汽缸压缩上止点的角度。柴油机在点燃内部燃油之前会有一段滞燃时间, 为保证实际燃烧放热中心能接近上止点, 需要提前喷油, 能防止燃烧拖后, 导致经济性下降, 这就是提前喷油的原因。单从动力性、经济性角度出发, 最佳提前角随转速上升而增大, 随负荷加大而略有增加。车用柴油机的运转空间相对要广阔些, 而且也有专门的转速自动提前装置来满足这一需求。在工况相同的情况下, 滞燃期是跟提前角相联系的, 随着提前角的变化而变化。一般推迟喷油时, 因初期喷油更接近上止点, 故缸内压力、温度较高, 滞燃期缩短。其结果是滞燃期的预混喷油量减少。如果喷油的时间太晚, 滞燃期就会推迟到上止点后, 这样缸内压力和温度就不一定会升高。这种情况并不常出现。NOx排放受到影响的最严重时期就是预混燃烧阶段。减少预混量和混合气, 能够有效的提高速燃期的压力和温度, 这样就使NOx的排放得到控制。所以采用改变喷油提前角这一做法, 是最早减少NOx排放量的有效办法。推迟喷油, 直喷机的NOx大幅下降, 而间接喷射式涡流室柴油机的下降幅度则小一些。但是喷油过迟, 则燃油消耗率和烟度都会恶化, 对CO和I-IC也有不利影响。油耗和烟度的恶化是喷油推迟, 燃烧跟着推迟以及缓燃期油量增加, 燃烧时期拉长的必然结果。

二、燃油高压喷射降低微粒碳烟排放

用高压喷射的方式来改变柴油机机内的气体和微粒情况已经被大家所认可了, 而且这样的方式是目前直喷式柴油机降低微粒碳烟最好的办法。对于间接喷射式柴油机, 借助气流来雾化、混合是目前的主要手段, 对压力的要求也相对低一些。在其他条件不改变的情况下, 改变喷油压力也就是等于改变喷油速率, 能起到两个作用。

1.降低微粒碳烟的排放量

增加喷油的压力, 喷出的油粒减小, 贯穿的距离增加, 形成的雾锥角度增大, 这一系列的改变都使燃油和空气得到充分混合。其直接效果是降低了每一时刻浓混合气成分的比例, 使生成微粒碳烟的范围自然缩小。即使出现了过浓混合气的情况, 也会因为油粒小, 空气多, 使其被快速燃烧和氧化掉, 在碳烟还没形成的时候就氧化了。高压喷射能够降低碳烟排放率, 这是大家所认可的。

2.降低燃油消耗率

压力增大, 喷油速度加快, 喷油期就跟着缩短, 这样燃烧的也更快, 并且燃烧放热都会集中在上止点附近, 这样能够减少油耗。虽然推迟喷油有不足的地方, 但是高压喷射能够有效的减少碳烟度和减少油耗, 这样就弥补了不足之处。相反的, 高压喷射会加快混合气的稀释速度, 使燃烧变快, 温度提高, 从而增加NOx排放量, 但是这样的缺点又被推迟喷油所解决。高压喷射并没有过大削弱推迟喷油, 减小滞燃期喷油量所带来的改善NOx排放的显著效果。所以, 两种手段同时使用能够减少NOx和微粒碳烟排放量, 并且这也是目前使用比较多的方法。

三、小直径、多喷孔加速雾化混合

如果不改变喷油率, 可以通过改变喷口大小和数量, 让柴油能够更加均匀的填充在燃烧室里面, 促进油气的混合, 这样能够取得很好的排放效果。六孔喷嘴相比四孔喷嘴来说, 气体的混合容积更大, 每个喷注要窄, 内部混合气容易扩散和燃烧。这些效果同增加喷油压力是相同的, 在增加喷孔后, 对气流的要求相对降低, 能够减小涡流比, 提高油的经济利用率。但喷孔不宜过多, 那样会没有足够的贯穿力, 并且相互之间形成干扰, 产生不利效果。

四、喷油系统的其他净化措施

美国火电厂排放控制技术综述 篇5

美国火电厂排放控制技术综述

为降低火电厂排放物对环境的污染,美国采取了一系列污染物排放控制措施,新增了许多脱硫、脱氮设备,并对现有的环保设施进行了改造.文中重点对美国应用的布袋式除尘器、低氮氧化物燃烧器、锅炉燃烧优化控制软件,选择性催化还原技术、新型燃气轮机燃烧器、多种污染物测试及除污技术等做了详细介绍,并对应用效果做了评述.

作 者：宋卫东 作者单位：国电信息中心刊 名：国际电力英文刊名：INTERNATIONAL ELECTRIC POWER FOR CHINA年，卷(期)：6(4)分类号：F407.6关键词：火电厂 污染物排放 低氮氧化物燃烧器 选择性催化还原

排放技术 篇6

对中小型燃煤电厂，对比当前国内开发的新除尘技术及其应用效果，进而选择合理的处理技术，来进行除尘、脱硫、脱硝处理，以达到国家规定的超低排放的要求。

关键词：中小型燃煤电厂 超低排放 除尘 脱硫 脱硝

中图分类号：TU993 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（b）-0037-02

在我国，绝大部分的发电厂主要是以燃烧煤炭发电为主。随着社会的不断发展，人们对环境也越来越重视起来，因此，相关部门发布了燃煤电厂大气污染物排放新标准，并且将“清洁高效发展煤电”作为能源发展计划的关键任务之一，这就使得能源清洁化以及保护环境的压力比较大，而中小型燃煤电厂要达到有关部门要求，实现超低排放，就需要集成各种先进并且高效的除尘技术、脱硫技术以及脱硝技术[1]。

1 中小型燃煤电厂除尘技术的选择

1.1 除尘技术介绍

1.1.1 干式电除尘器提效技术

干式电除尘器提效是一种比较成熟的除尘技术，其基本原理是使烟气中的灰尘带上电荷，然后在利用电除尘器进行捕获收集。其能够处理大量的烟气，并且具有很高的除尘效率，此外其适用范围很广，成本以及运行维护费用较低，不会造成二次污染[2]。

1.1.2 袋式除尘技术

袋式除尘技术是通过将纤维滤料制成袋状，然后来对烟气中的粉尘进行捕获。其优点是除尘效率高，并且适用于各类粉尘，对于亚微米级的粉尘具有很好的捕获效果，然而其受到的阻力比较高，因此滤袋的使用寿命不长。

1.1.3 湿式电除尘技术

湿式电除尘技术的原理同干式电除尘技术比较相似，湿式电除尘技术是利用水雾将烟气中的粉尘凝聚，然后再使粉尘在电场中共同荷电，一起被捕获，并且聚集在极板上的水汽将会形成一层水膜，使得极板保持清洁，再通过水流将灰尘冲洗，由于不需要振动设备，所以也不会产生二次灰尘，具有较高的除尘效率。

1.2 除尘技术的选择

通过上面对3种主要除尘技术的分析，袋式除尘技术在使用过程中由于受到的阻力很大，通常滤袋的使用寿命不长，这会增加除尘的成本，不适合中小型燃煤电厂。另外，湿式电除尘技术虽然具有较高的除尘效率，但一般用在大型的燃煤发电厂作为综合型的治理设备，一次成本高，也不适合中小型燃煤电厂。而干式电除尘器提效技术能够处理大量的烟气，并且具有很高的除尘效率，此外其适用范围很广，成本以及运行维护费用较低，不会造成二次污染，基于以上优点，中小型燃煤电厂可以选择干式电除尘器作为其除尘的首选。

2 中小型燃煤电厂脱硫技术的选择

2.1 脱硫技术介绍

2.1.1 湿法烟气脱硫技术

湿法烟气脱硫技术的特点是整个脱硫过程都是在湿态下进行，因此在脱硫过程中，整个系统的反应温度均不高于露点，然后脱硫以后的烟气再通过烟气再热器（GGH）加热后排放或者经过湿烟囱再排放。因为湿法烟气脱硫的整个反应过程是在气-液相中反应，所以该技术的脱硫反应速度相对的快，并且脱硫的效率很高。

2.1.2 干法烟气脱硫技术

干法烟气脱硫技术指的是脱硫过程中得到的最终反应产物都是干态的，而加入到锅炉尾部烟道中的脱硫剂可以为干态也可以是湿态，其特点是当烟气流过反应器时反应器会进行喷水，对烟气进行增湿，达到第二次脱硫的效果，提高了钙的利用率以及总脱硫效率。

2.1.3 烟气循环流化床脱硫技术

烟气循环流化床脱硫技术[3]将循环流化床技术引入到烟气脱硫中来，利用吸收剂对烟气的多次循环吸收，能够提高对脱硫吸收剂的利用率。如图1为烟气循环流化床的系统示意图，其特点在于能够过喷水将床温控制在最佳反应温度下，从而保证最佳的脱硫效率。

2.2 脱硫技术的选择

通过上面对3种主要烟气脱硫技术的分析，进行湿法烟气脱硫需要GGH，而GGH的成本高，维修和保养费用昂贵，不适合中小型燃煤电厂。干法烟气脱硫技术需要对锅炉进行改造，施工时间长，并且脱硫效果相比其他方法偏低，并且国内也没有成熟应用的经验，故中小型燃煤电厂也不适用。烟气循环流化床脱硫技术维护工作量和费用低，电耗量与耗量低，并且工艺简单可靠，不受燃煤含硫量限制。所以中小型燃煤电厂在脱硫过程中可以选取烟气循环流化床脱硫技术。

3 中小型燃煤电厂脱硝技术的选择

3.1 脱硝技术的介绍

3.1.1 高效低氮燃烧技术

高效低氮燃烧技术是利用低氮燃烧器将煤质、制粉系统快速燃烧，使得氮氧化物浓度降低，其具体实施方法为在炉内施加合适的燃烧温度以及停留时间，使煤粉快速着火、欠氧燃烧，并且在燃烧过程中，利用产生的氨基中间产物来抑制氮氧化物的产生，或者已经生成的氮氧化物进行还原。

3.1.2 SCR脱硝装置

通常情况下，SCR脱硝装置按60%～70%的脱硝效率来进行设计，通过增加催化剂用量和采用高效催化剂来实现脱硝的处理。

3.1.3 SNCR-SCR联合脱硝技术

SNCR脱硝技术的特点是把NH3与尿素等喷入锅炉的炉内高温区，高温区温度约为850 ℃～1 100 ℃，然后让NH3、尿素和氮氧化物进行反应，但是其效果受到很多因素的影响。而SNCR-SCR联合脱硝技术是利用两种技术的优点相结合，在系统前端是SNCR系统，后端是SCR系统，前端利用还原剂与氮氧化物反应，后端再对烟气进一步脱硝，极大提高了脱硝效率，并且使得SCR反应容积减少，节省了催化剂用量，还减少了投资和运行费用。

3.2 脱硝技术的选择

通过上面对3种主要脱硝技术的分析，SNCR-SCR脫硝技术采用了新型的联合脱硝技术，脱硝效率高，同其他两种技术相比较，其成本低，催化剂的用量少，运行费用也少，因此，对于中小型燃煤电厂而言，SNCR-SCR联合脱硝技术是更加合适的。

4 结语

对于中小型燃煤电厂而言，在缺乏资源与资金的情况下，要达到除尘、脱硫、脱硝的要求，应当对各类技术进行比较，充分考虑各种污染物间相互影响，利用治理污染物的协同效应来进行处理，以达到更好的经济效益。

参考文献

[1]吴玉生.燃煤电厂烟尘超低排放技术路线比选研究[J].能源与节能，2016（4）：5-7.

[2]肖创英.促进燃煤电厂烟尘超低排放[J].科技导报，2014（33）：12.

[3]陈永辉，李军，李习臣.中小型燃煤电厂烟气脱硫改造工艺技术路线的确定[J].能源工程，2008（6）：50-54.

减少NOx排放的技术进展 篇7

1 减少NOx的关键点

预分解窑分解炉内燃料燃烧过程中, 在800℃~1000℃的燃烧温度范围内, 在活性高的碳氢化合物 (HC) 和氮水化合物 (NH3) 等的作用下, 燃料燃烧所产生的NOx量将减少。此外, 在一氧化碳 (CO) 、氢气和起催化作用的生料粉作用下, 生成的NOx将被破坏。

分解炉内燃料燃烧过程中, 下述两个重要措施可减少NOx排放。首先, 炉内浓度高的生料粉和呈还原气氛的窑气混合, 当燃料喷入混合后在还原气氛烟气内燃烧时, 将减少NOx的生成。其次, 未燃烧的燃料, 在炉内空气量少的工况下, 燃料不完全燃烧直至燃尽, 所产生的NOx数量较低。

1972年, 日本出现KSV分解炉。随着NOx的减排要求, 1976年出现了De NOx KSV系统。分解炉由装有喷嘴的料床、旋涡室、辅助喷嘴料床和周边安装多个喷嘴的混合室组成。

燃料在高浓度的生料粉内燃烧, 有利于减少NOx的生成。在燃料氮1%的工况下, 窑气生成的NOx将减少70% (图3) 。

De NOx KSV (TSC) 系统烟气出口NOx排放为250ppm (10%O2) 。此数据已能满足世界各国对水泥生产NOx的排放限令。该项技术还可进一步发展, 以满足更为严格的排放值的需求。

2 De NOx KSV (TSC型) 的技术进展

为满足日益严格的NOx排放限值, 公司在De NOx KSV基础上, 开发出De NOx KSV (TSC型) (图1) 和SN-CR结合系统。燃料燃烧和脱氮过程见图2, NOx排放量有较大幅度下降 (图3) 。

为改善脱硝效果, 开发的TSC型为两级燃烧, 所产生的NOx排放较De NOx KSV型低约20%~25%。

3 SNCR结合系统的发展

从上世纪70年代以来, 公司在锅炉、汽轮机、燃气发动机和焚烧炉上大量使用选择性催化还原系统SCR) , 从90年代起在焚烧炉上取得选择性无催化还原系统 (SNCR) 的经验。上述经验已移植到水泥预分解窑上。

为进一步优化SNCR技术, 又开发了减少氨水和尿素溶液喷量的多喷嘴技术, 以达到较高的NOx减排量。

汽油车尾气排放检测技术 篇8

国内外汽油车尾气排放检测技术的研究状况

汽车尾气中包含的污染物主要有CO、HC、NOx、SO2、Pb和固体颗粒物质 (PM) 等。因为汽车工业起源于欧洲, 在美国和日本得到了长足发展, 所以, 欧洲和美国等发达地区对汽车尾气排放的控制比较早, 要求也比较严。在美国, 对汽油车尾气排放的检测是强制性行为, 美国联邦EPA规定的对汽车排气污染物控制规程有4种检测方法:怠速排放检测、ASM定车速工况检测、简易瞬态工况检测、遥控检测仪 (remote sensor) 路边检测。我国目前采用的汽油车的尾气排放检测方法可分为不加负载试验和加负载试验两大类。

在2005年之前, 汽油车尾气排放主要在发动机无负载情况下用怠速法进行检测, 即在发动机转速为800r/min左右的怠速工况下测试尾气中CO和HC的含量。怠速法检测汽车尾气存在着许多漏洞, 因此国家环保总局结合我国现有的汽车使用情况, 制定了新的机动车污染物排放标准。根据相关规定, 汽油车尾气排放的检测方法要使用双怠速法或简易工况法。在汽油车保有量大、空气质量恶劣的地区, 可选用加负载试验方法。

汽油车尾气排放检测技术简介

(1) 双怠速法是指发动机处于怠速和高怠速 (2000r/min左右) 两种工况下, 测量汽车排放物中CO和HC浓度的方法。双怠速法主要测量尾气中的CO和HC。GB18285-2005规定用双怠速法测量污染物使用不分光红外分析仪 (NDIR) 。

怠速工况是指当发动机在启动后, 不踩加速踏板, 不踩油门的无载荷情况下运转。即离合器处于接合状态、变速器处于空挡位置 (自动变速器处于“停车”挡或“P”挡) ;加速踏板处于完全松开的状态。一般发动机冷启动后, 由于水温低, 阻力大, 为了保证怠速的稳定和快速暖机, 发动机电脑会提高怠速转速, 这个工况叫高怠速工况。

发动机的燃烧状况和所处的运行工况有很大关系, 燃烧最恶劣的工况是怠速工况。只有当发动机在怠速工况下燃烧质量稳定, 发动机在其他工况下的燃烧质量才能确保相对稳定。通过检测怠速工况下尾气的成分和浓度, 可监测出催化转化器的转化率和老化情况, 进而监测出造成的尾气排放恶化。目前汽车上普遍采用三元催化器, 它适用于尾气高温状态。高怠速的排气温度较高, 这样可有效测试催化器的转换效率。其测试程序极限值按GB 18285-2005执行。装备三元催化转换器和闭环系统的汽车要对过量空气系数λ进行测定。并要求发动机在高怠速时过量空气系数λ应在符合规定的范围内。

(2) 稳态工况法稳态工况法属于简易工况法, 指汽车启动预热到规定条件, 然后迅速加速至试验车速, 根据相对应的加速负荷, 通过改变测功机对汽车的负载状况, 保持汽车在等速工况下运转, 测定发动机尾气中各成分的浓度值。这种测试方法也称ASM。ASM法在两种稳态工况下检测:ASM5025高负荷低速工况 (即节气门开度为50%, 车速为25km/h) ;ASM2540中负荷中速工况工况 (即节气门开度为25%, 车速为40km/h) 。

(3) ASM5025工况法简介

试验车辆经预热后加速至25.0km/h, 利用测功机对车辆加载 (以车速为25.0km/h、加速度为1.475 m/s2时输出功率的50%作为设定功率) , 工况计时器开始计时 (t=0s) 。车辆在25.0 km/h的车速下运转5s, 若在计时开始后持续3s后, 底盘测功机模拟的转动惯量值超出预定的误差范围, 工况计时器将清零复位 (t=0) 。若下次试验结果仍然超出误差范围, 试验就被停止。系统会根据分析仪最长响应时间进行预置, (如果分析仪响应时间为10s, 则预置时间为10s, t=15) 然后系统开始采样, 持续运行10s (t=25s) 即为ASM5025快速检查工况。ASM5025快速检查工况结束后继续运行至90s (t=90s) 即为ASM5025工况。

ASM法仅适用于最大载荷小于等于38000牛顿的汽车, 试验条件如下:对底盘测功机的要求。底盘测功机一方面可施加与车速相对应的负荷, 另一方面可增加额外负荷, 用于模拟加速工况, 还须配备惯性飞轮。

对排气分析仪的要求。采用五种气体排放分析仪 (可同时检测HC、CO、CO?和NOx以及过量空气系数λ) 进行检测。

稳态工况法与双怠速法的区别

一是在车辆检测工况要求上完全不同。双怠速法是无负荷检测, 分别在发动机的低怠速和高怠速两个阶段进行尾气排放检测。而稳态工况法是有负荷检测, 通过对车速在25km/h和40km/h两个速度段的运行模拟进行检测, 其测试结果更接近实际工况下的排放。

二是检测尾气排放物上存在差异。双怠速法不能监控氮氧化物的排放。因为无载荷工况下氮氧化物浓度极低。而稳态工况法是发动机在有负荷的情况下工作, 会产生大量的氮氧化物, 车辆氮氧化物的排放状况可通过化学发光型分析仪进行显示。

三是测量精准度存在不同。双怠速法准确识别车辆排放的比例在30%左右, 且只能满足部分电喷车的检测需要。而稳态工况法, 识别率高达80%以上, 且基本上能够满足所有电喷车的检测需要。

污泥干燥技术及排放特性分析 篇9

关键词：污泥,干燥技术,排放特性

1 直接干燥技术与排放特性

1.1 直接干燥技术

污泥直接干燥技术利用污泥与热介质直接接触, 通过热介质低速流过污泥层将热量传递给污泥同时带走污泥表面蒸发出来的水分和污泥释放出的污染气体。它的特点是传热效率高, 热介质流量大, 干燥速度快, 且传动装置少, 结构简单, 便于操作。目前采用的技术有烟气余热干燥技术、尾气循环干燥技术和过热蒸汽干燥技术等。烟气余热干燥技术是利用热电厂排放的热烟气干化污泥, 干燥系统封闭性好且氧气含量低, 避免了污泥在干燥过程中氧化燃烧现象, 可一次将含水80%左右的污泥直接干燥至含水率10%~40%, 干燥后的污泥成小颗粒状。尾气循环干燥技术是利用尾气的循环将碳和污染气体的排放量降低至尾气直接排放量的20%, 同时大大减少了系统中混入氧气含量, 增加了系统安全性, 最终干污泥含固率高达92%~95%, 品质稳定, 颗粒状成形明显, 易于存储与后续处理。污泥过热蒸汽干燥技术是一项逐渐发展的新技术, 它利用了过热蒸汽与污泥直接接触而去除水分, 干燥机排出的废气大部分都是蒸汽, 利用冷凝的方法可以方便的回收蒸汽的潜热再加以利用, 所以热效率较高[1]。利用过热蒸汽技术可以在流化床、搅拌干燥机和闪蒸干燥机上进行污泥干燥。

1.2 直接干燥排放特性

研究直接干燥的排放特性对优化污泥直接干燥减少环境污染具有重要意义。烟气余热在低于200℃的温度下干燥污泥可以最大限度地控制有机物、硫化氢、BTEX (高于150℃释放明显) 和苯酚等有害气体的释放, 但干燥温度也不能太低, 太低降低干燥效率, 所以干燥温度选择200℃左右比较合适[2]。电厂一般废热烟气的温度可以达到200℃左右, 加之污泥干燥过程对烟气有一定脱硫作用, 所以利用电厂废热烟气干燥污泥值得推广。另外利用过热蒸汽直接干燥污泥的排放特性对采用过热蒸汽干燥污泥的设计具有重要价值, 所以也值进一步研究。

2 间接干燥技术及排放特性

2.1 间接干燥技术

间接干燥技术又称接触干燥技术, 它的热介质 (热导油、水蒸汽) 与载气是分离的。热介质不直接与污泥接触, 通过热交换器将热量传递给污泥使水分蒸发, 再由载气将干燥机中的水蒸汽和污染物带走。污泥间接干燥技术热效率高, 干燥尾气处理量小, 干燥蒸汽可以很容易的冷凝下来, 系统混入氧气量低, 运行更加稳定安全, 干燥温度一般比直接干燥低, 污染物的释放量也小于直接干燥, 且干燥后污泥品质也更加优良 (污泥不会燃烧) [3]。常见的有空心桨叶式污泥干燥技术、卧式转盘污泥干燥技术、污泥薄膜干燥技术、垂直多盘式污泥干燥技术等。空心桨叶式干燥设备核心部件主要由夹套、空心热轴、楔形空心叶片和传动装置组成。干燥污泥时, 由于污泥在含水率30%~60%左右会具有很强的粘性且容易结块粘壁, 影响干燥效果, 所以国内一般会采用“污泥返混”工艺解决[4]。干燥过程产生的尾气量少, 干燥后的污泥含固率可达90%~92%。特点是设计局限于中小机型, 处理的规模小, 干燥效率低, 加之干燥机设计复杂, 较直接干燥设备初期的投资较大, 成本高。转盘式干燥设备主要由中心贯穿的转盘 (转子) 、圆筒形外壳 (定子) 及驱动装置组成, 具有间接干燥技术共有的优点:热介质不受污染, 尾气量少, 二次污染集中于冷凝液中, 系统粉尘量低, 氧气含量少, 安全性高, 设备占地面积小, 运行稳定, 适用于污泥半干化和全干化。

2.2 间接干燥排放特性

间接干燥排放的气体主要为氨气、挥发性有机酸 (甲酸、丙酸) 和庚烷等有机污染气体。排放气体的冷凝处理有利于降低尾气中二次污染气体的排放量, 但作用有限。污泥干化气体中挥发性化合物的主要成分为NH3、CH4、C7H16、CO2和挥发性有机酸, 这几种污染物的排放速率在干燥过程中随污泥含水率降低而有不同变化。冷凝液有机物成分在低温105℃~145℃阶段以醇类和链状烷烃为主, 在高温205℃以烯烃和芳香烃为主, 均不属于《地表水环境标准》中监控污染物和EPA优先控制污染物, 因此毒性相对较低。高温下污泥中污染物排放增加, 所以单从排放考虑, 200℃左右的干燥温度也适用于间接干燥工艺。

3 结论

1) 污泥直接干燥技术采用电厂或垃圾焚烧厂等工业锅炉所产生的废热烟气作为污泥直接干燥的热源、设计尾气的循环回路以及热能的回收利用装置, 不仅环保节能而且降低污染物的排放和处理成本。将过热蒸汽运用于污泥直接干燥具有良好前景和研究价值。

2) 污泥间接干燥技术如空心桨叶式干燥技术与转盘式干燥技术等技术在污泥干燥方面具有其优势, 但在大型化设计以及结构和工艺的优化方面仍具有很大的研究空间。

3) 从污泥直接与间接干燥排放特性的研究可以发现:影响污染物释放的因素主要有污泥的种类、含水率、干燥温度、含氧量和干燥时间。污泥干燥的温度宜选择200℃左右, 污泥干燥工艺的设计需综合考虑各方面因素。

参考文献

[1]张绪坤, 苏志伟, 王学成.污泥过热蒸汽与热风薄层干燥的湿分扩散系数和活化能分析[J].农业工程学报, 2013, 29 (22) :226-235.

[2]张万里.污泥转盘干化技术研究及工艺优化[D].沈阳:沈阳航空航天大学, 2012.

[3]朱晓琬, 邓文义, 王飞, 等.桨叶干燥机热处理干燥制革污泥的排放特性[J].化工学报, 2008, 59 (8) :2083-2088.

农用车尾气排放控制技术 篇10

随着汽车工业的迅猛发展以及各国汽车保有量的迅速增加,汽车在带给人们生活快捷和方便的同时,也给人类带来了许多严重的问题,如噪声、有害气体排放、大量固体废物产生和交通事故等。其中,汽车排放的废气是一种流动分散污染源,它也成为增长最快的温室气体排放源。城市的污染日趋严重,为了使乡村不走城市的老路,研究农用车的尾气排放尤其重要。为此,本文对农用车的尾气排放污染物进行了分析,并介绍了催化净化器技术和颗粒捕集器两种尾气排放净化措施。

1 尾气排放中主要污染物的形成

农用车尾气通过排气管、曲轴箱、油箱和汽化器等处排出。排放的主要污染物为一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)、硫化物、铅(Pb)、苯及一些悬浮颗粒物。据统计,发动机每燃烧1kg汽油,要消耗15kg新鲜空气,同时排出150～200g的一氧化碳(CO),4～8g的碳氢化合物和4～20g的氧化氮等污染物。

1.1 一氧化碳

一氧化碳主要由气缸内燃料不充分燃烧形成。车辆气缸的容积不大,在吸气冲程中吸入的空气中只有20%是氧气,这就决定了汽车气缸内的燃料不可能充分燃烧,因此形成大量一氧化碳。研究人员普遍认为,在稀混合气下CO产生的平衡方程为

CO2+H2O↔CO+H2+O2

在浓混合气下的平衡过程为

CO2+H2↔H2O+CO

一氧化碳(CO)是一种无色无味的剧毒气体, 可以在大气中保持2-3a,是一种数量大且累积性强的毒气。它极易与血液中的血红蛋白结合, 结合速度比氧气快250倍,因此在极低浓度时就能使人或动物受到缺氧性伤害,轻者眩晕或头疼, 重者脑细胞受到永久性损伤, 甚至窒息死亡。当空气中一氧化碳的含量达到4g/m3时, 能在30min内使人死亡。此外,一氧化碳还会引起胎儿生长受损和智力低下,对心脏病、贫血和呼吸道疾病伤害性大。

1.2 碳氢化合物

碳氢化合物是车辆燃油蒸发或不完全燃烧产生的有害气体,包括200多种物质。碳氢化合物属挥发性有机化合物, 它容易在太阳光下产生光化学烟雾, 在一定的浓度下对植物和动物有直接毒性,对人体有致癌作用。HC是燃料中未完全燃烧产物所分解的产物,能使人体致癌,还会刺激人的眼睛和耳朵造成感官功能障碍。HC和NOx在大气环境中受强烈太阳光紫外线照射后,产生一种复杂的光化学反应,形成光化学烟雾。

1.3 氮氧化物

在发动机排放的氮氧化合物中有NO和NO2,主要是NO。而NO是由O2离解或由原子对作用生成的氧原子与氮分子引起反应而产生的,其过程如下:

O2+N2→NO+N

N+O2→NO+O

氮氧化物是空气中的氮和氧在气缸的高温下发生化学反应产生的。汽油机中,在压缩冲程的末尾,火花塞喷出电火花,将吸气冲程中吸入的燃料和空气混合物点燃。经过压缩的氮气和氧气,在高温和放电下生成多种氮氧化物。例如在柴油机中,高温同样使氮和氧发生复杂的化学反应。氮氧化物会刺激人的眼、鼻、喉和肺, 增加病毒感染的发病率,导致支气管炎和肺炎的流行性感冒, 诱发肺细胞癌变。一氧化二氮还有麻醉神经的作用。同时,氮氧化物和碳氢化合物一样会在太阳光下产生光化学烟雾。如1955年的美国洛杉矶光化学烟雾事件, 因光化学烟雾引起呼吸系统衰竭而死亡的人数达到400多人, 这是最早出现的由汽车尾气造成的大气污染事件。另外,氮氧化物还会形成城市的烟雾,影响可见度,破坏树叶的组织,抑制植物生长,并在空中与水蒸气结合形成硝酸小滴,产生酸雨,造成对生态环境的破坏和经济的损失,对人民生活产生重大影响。

1.4 硫化物

硫化物主要是由燃料杂质中的硫元素在高温下发生化学反应形成的,主要包括二氧化硫。硫化物进入大气层后氧化成硫酸,在云中形成酸雨,还会形成悬浮颗粒物(即气溶胶),随人的呼吸进入肺部,对肺部产生直接损伤。

2 尾气排放控制及净化技术

所谓尾气排放控制技术,即指控制上述成分的排放量。目前,尾气排放控制技术包括发动机技术和后处理技术。发动机技术是指改善燃烧、抑制NOx和PM产生的技术,是柴油机排放控制对策的核心。本文只着重介绍后处理技术。

柴油机排气后处理可以用氧化催化转化器,以降低HC和CO的排放量,以及PM中的有机成分,用选择性还原催化转换器在富氧条件下还原NO,用颗粒捕集器收集排气中的颗粒状物质等。

2.1 催化净化技术

催化净化技术是一种已用于车辆排气后处理的技术,主要是通过催化剂的氧化反应去除微粒物中的可挥发有机物,减少PM排放, 同时可去除尾气中的HC和CO污染物,以及醛类和多环芳烃等排放标准未限制污染物。

催化净化方法主要有两种:一种是催化氧化法,它以铂、钯、黄金或钴等金属及其氧化物作为催化剂,使CO或HC氧化为CO2和H2O;另一种是催化还原法,它以铂、碱金属和钴铬合金作为还原剂,使NOx还原为N2和O2。

2.1.1 氧化催化转化器

氧化催化转化器通常是用陶瓷蜂窝或金属蜂窝作为载体,其上负载氧化物涂层和活性金属成分。常用的活性金属有贵金属铂、钯或铑等。氧化催化剂对微粒物的净化性能受柴油品质影响。柴油机废气氧化催化器(OCC)可以降低排气中的CO和HC,但主要的功能是降低排放颗粒物中SOF的含量,从而降低总的颗粒排放。OCC还可以有效地降低排气中气态有害物HC和CO。OCC对微粒的捕捉效果远不及微粒捕捉器,但由于碳氢化合物的点火温度较低(在170℃下就可再生),所以不需要昂贵的再生系统,投资费用较低。另一方面,OCC的催化转化效率极大地依赖于排气温度和柴油中的硫含量。高的排气温度有助于SOF的氧化,但SOx和燃料中的S转化为硫酸盐的速率也将加大,反而有可能使总的微粒排放增加,因此OCC不是降低柴油机排放物后处理技术的主流。

2.1.2 还原催化转化器

还原NOx的方法通常有选择性非催化还原(SNCR)、非选择性催化还原(NSCR)和选择性催化还原(SCR)3种方式。其中,SCR在柴油机上的研究最为广泛。以氨或氨水、尿素作为还原剂的选择性催化还原系统,可以降低柴油机排气中绝大部分的NOx,也能降低部分HC。与氨或氨水相比,尿素更易于携带,而且它不具有氨或氨水的刺激味。NOx的NH-SCR技术始于20世纪70年代,国外已广泛应用于固定源烟气脱硝,其原理是利用VO2/TiO2催化剂,在氧气大大过量的条件下让NH选择性地还原NOx到N2。使用了以TiO2为基础的催化剂,保证了催化转化器对SO2有很强的耐受性。因此,以尿素作为还原剂的SCR被认为最具有应用前景。其主要的反应如下

4NO +4NH3+O2—4N2+6H2O

6NO+4NH3— N2+6H2O

2NO2+4NH3+O2—3N2+6H2O

6NO2+8NH3— N2+12H2O

2.2 颗粒捕集器(DPF)

尾气中含有大量的微粒(PM),约为汽油机的30～80倍,成为城市中的一个重要污染源。柴油机排气微粒由不可溶炭粒(IDF)、未燃液体碳氢化合物(SOF)和硫酸盐组成,微粒粒径小(大多为0.01～2μm),质量轻,能长时间悬浮在大气中,容易被人体吸入并沉积在肺泡中,对人体健康造成极大的危害。微粒捕集技术是目前公认的最为有效的微粒净化技术,也是目前商用前景最好的技术之一。

微粒捕集器(DPF)安装在柴油机排气管上,过滤技术的机理主要是排气通过时微粒经过扩散、截流、惯性碰撞和重力沉降等原理被过滤体捕集。捕集效率主要受到微粒粒径、过滤体微孔孔径、排气流速及气流温度等因素影响。随着工作时间的增长,过滤体内堆积的微粒增多,发动机的背压将上升,影响柴油机的正常工作,必须用燃烧等方法将这些微粒除去,即过滤体的再生。DPF 的关键技术是过滤材料及其过滤体的再生技术。

2.2.1 过滤材料

过滤材料的结构与性能对整个微粒捕集系统的性能(如压力降、过滤效率、强度、传热和传质特性等)有很大的影响。DPF 对过滤材料的要求为:高的微粒过滤效率,低的排气阻力,高的机械强度和抗震动性能,并且还须具备抗高温氧化性的耐热冲击性与耐腐蚀性。其中,高的过滤效率与低的排气阻力是相互矛盾的,选择材料时要综合考虑这两方面的性能。国外在过滤材料上的研究已经取得较大的突破,出现了一些商品化的产品。目前,国内外研究和应用的过滤材料有陶瓷基、金属基和复合基等3大类。

2.2.2 过滤体再生技术

DPF 是一种物理性的降低排气微粒的方法,在工作过程中,微粒会积存在过滤器内,导致柴油机排气背压增加。当排气背压超过20kPa时,柴油机工作开始明显恶化,导致发动机动力性和经济性等性能降低,必须及时除去沉积的微粒,才能使DPF继续正常工作,即DPF的再生。这是DPF能否在柴油机上正常使用的关键。

排气微粒通常在560℃以上时开始燃烧,正常的燃烧温度在800℃以上。实际排气温度一般低于500℃,一些城市公交车排温甚至在300℃以下,排气流速也很高,因此在正常的条件下难以烧掉微粒。再生系统根据原理的不同,可分为主动再生系统与被动再生系统两大类。比较典型r 再生系统产品有Johnson Matthey公司开发出的一种连续再生微粒捕集系统CRT。主要的反应过程为:

NO +O—NO2

NO2+C—CO+NO

SO2+O—SO3

3 结语

农用车尾气排放控制技术是满足未来排放法规的重要手段。排气后处理是解决当今农用车排放问题的最有前途的策略之一。以NOx的尿素选择性催化还原和连续再生DPF具有最为广阔的前景。

摘要：汽车有害气体排放已逐渐成为城市大气污染的主要来源之一,同时也正成为偏远轻度污染的乡村的“杀手”。要保护好山清水秀的乡村,有效地抑制农用车尾气排放污染,是治理汽车有害气体排放污染的关键。为此,简介了尾气排放中的主要污染物的形成;讨论了尾气中主要污染物对人体的危害;阐述了机外净化汽车尾气排放控制技术;着重介绍了催化净化器技术和颗粒捕集器两种尾气排放净化措施。

关键词：农用车,排放控制,颗粒物,后处理技术,颗粒捕集器

参考文献

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排放技术 篇11

润版液废液污染问题

胶印是根据“油水不相混溶”的原理实现图文的转移。实际印刷时，为使印版的空白部分保持良好的亲水性，防止油墨向空白部分扩散，保证印版上的水墨平衡，需要使用润版液。但由于润版液是循环使用的，在印刷过程中，油墨、纸粉、洗版液等会混入到润版液中，或沉淀、或浮游，长时间积蓄后会破坏润版液质量。印刷企业为了保证印刷质量，一般每周更换一次润版液。经测算，一台对开四色印刷机每周润版液废液的排放量为100kg。虽然单台机器排放量看起来不大，但是从整个行业来看，这些废液对环境造成的污染必须得到重视。

目前，胶印企业的润版液废液中主要包括以下成分：油墨、润版液添加剂（表面活性剂，如乙二醇、丙三醇、醋酸钠等）、酒精以及纸毛、粉尘等，其中对环境污染最大的是油墨，其次是润版液添加剂。现在胶印机上普遍采用酒精润版系统，异丙醇是润版液的添加剂之一。相对于传统的水润版系统来说，酒精润版系统可大大减少水的用量，避免了因水过量引起的纸张变形和油墨过度乳化，从而大大提高印刷质量。但是，异丙醇挥发产生的醇蒸气有毒，会对人体造成伤害；另外，异丙醇还是一种光化学氧化剂，受阳光照射会产生臭氧，从而导致“夏季烟雾”现象，刺激人的眼睛和呼吸系统，危害人们的身体健康和植物的生长。

鉴于印刷业对环境产生的污染问题，欧美国家早在20世纪90年代就针对有关挥发性有机溶剂制定了法律。我国2008年8月1日起正式实施的《国家危险废物名录》中也明确规定，润版液废液属于HW42废有机溶剂类废弃物，具有T毒性，属于危险废弃物，必须按照国家规定的危险废弃物的处理要求交由具有危险废弃物处理资质的回收企业进行处理。然而遗憾的是，我国大部分印刷企业很难达到这一环保要求。

对于润版液废液的处理，有条件的印刷企业会建立专门的污水处理站，将其和生活污水一同处理，而绝大部分印刷企业不进行任何处理就直接排放了。令人欣喜的是，近年来，随着国家和社会对环保问题的日益重视，绿色印刷正成为印刷行业努力的方向，一些绿色创新技术也逐渐被应用到印刷中，以降低印刷产生的污染，如润版液循环过滤技术。

详解润版液循环过滤技术

早在20世纪80年代日本就开始研究和应用润版液循环过滤技术，日本DAICM工业株式会社开发的CONET润版液净水系统在日本印刷行业得到广泛应用；德国海德堡近七八年在润版液过滤系统方面也有不少产品推出。而此技术在国内近几年才刚刚起步，目前在广州、深圳、上海、北京、武汉等地相继出现了此类技术。相对国外动辄上百万元的设备来说，国内的设备价格亲民许多，只有进口设备价格的十分之一。

在润版液循环过滤系统方面，各厂家的产品原理比较接近：通过外置独立的一套循环过滤装置，与印刷机水箱“并”连，对水箱中的润版液不间断进行循环过滤，使润版液保持清洁，达到零排放、无环境污染等效果。润版液循环过滤系统主要由循环回路、动力装置、预处理系统、过滤系统和自动控制单元组成，其运行流程如图1所示。

润版液循环过滤系统的核心技术是过滤材料，其主要有三类：微孔陶瓷滤芯、中空纤维超滤膜、PP棉滤芯。

1.微孔陶瓷滤芯

微孔陶瓷滤芯上布满了孔径为10～500μm的微孔，其配料质量百分比为：硅藻土50%～75%、多功能健康陶瓷材料8%～20%、消失物5%～10%、黏结剂5%～15%、纯碱1.5%～5%。由于其配料选用的是纯天然物理材料，因此不会产生二次污染，可广泛应用于饮用水精滤、抗菌和活化处理。其还有一个强大的优点是不怕堵塞，能够适应水质非常恶劣的情况，正常可刷洗次数为20～28次。例如，上海维格拉印刷器材有限公司开发的EASY-CLEANER润版液循环过滤系统就是以微孔陶瓷滤芯为过滤材料，该设备还采用了自动反冲洗技术，大大降低了设备使用和维护成本。

2.中空纤维超滤膜

中空纤维超滤膜是超滤膜的一种，是最早开发的高分子分离膜之一，也是超滤技术中最为成熟和先进的一种。中空纤维外径为0.5～2.0mm，内径为0.3～1.4mm，纤维管壁上布满微孔，孔径以能截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。超滤技术是一种广泛用于水净化、溶液分离和浓缩、从废水中提取有用物质以及废水净化再利用领域的高新技术，其特点是使用过程简单、无需加热、低压运行、装置占地面积小、可进行反冲洗、节约能源。例如，上海川鼎国际贸易有限公司采用自主研发的中空纤维膜新型材料开发的润版液过滤器，具有高效、节能、环保、自动化程度高等特点。

3.PP棉滤芯

PP棉滤芯又名熔喷式PP滤芯，是采用无毒无味的聚丙烯粒子，经过加热熔融、喷丝、牵引、成型而制成的管状滤芯。根据孔径的区别，PP棉滤芯可分为0.5μm 、1μm和5μm三种，三种PP棉滤芯也可相结合成多层式深度结构。PP棉滤芯能有效去除所过滤液体中的各种颗粒杂质，集粗、精滤为一体，具有流量大、耐腐蚀、耐高压、成本低等特点，不仅在水净化处理中可大批量使用，还因具有杰出的化学兼容性，适用于强酸、强碱及有机溶剂的过滤。例如，广州绿印家环保科技有限公司采用孔径1μm和0.5μm多层式结构PP棉滤芯开发的GPSTAR1000润版液过滤器，具有价格低廉、过滤效果好、自动化控制、运行维护成本低等优点，受到市场青睐。

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采用上述三种过滤材料的润版液循环过滤技术是目前比较成熟的技术，市场应用广泛，均能达到循环过滤的效果，三者的区别在于过滤材料成本不同。微孔陶瓷滤芯和中空纤维超滤膜相对PP棉滤芯来说价格贵一些，但是通过反冲洗可以在一段时间内反复使用；而PP棉滤芯使用操作相对简单，到达使用期限后可直接更换，且随着工业化生产规模的扩大，其价格也将越来越低。

润版液循环过滤技术的优点

用上述三种过滤材料设计的润版液循环过滤系统的处理效果接近，具体使用效果可归结为以下几点。

1.保持润版液质量稳定，提高印刷质量

润版液在循环使用过程中，会不断有微量纸粉、灰尘、油墨等杂质混入其中，使用时间越久，污染程度就越高，到达一定程度后就无法保证印刷质量。通过使用循环过滤系统，印刷企业无需停机更换润版液，就能保持印刷质量稳定。

2.降低印刷成本，提高印刷效率

从直接成本来算，按照一台对开四色印刷机使用成本计算，安装了润版液循环过滤装置后，印刷机水箱（水箱容量100kg）一般情况下无需更换润版液，这样，一年润版液废液排放次数可减少50次（不安装润版液循环过滤装置的情况下，印刷机水箱需每周更换一次润版液）；一年可节约4000张过版纸（每次更换润版液后需使用80张过版纸进行调机）；润版液可长期保持清洁，印刷机可在相对较低的水位进行运转，节约油墨达7%以上；减少油墨和纸粉在橡皮布上的堆积，延长橡皮布的使用寿命；减少胶辊表面的“镜面”现象，延长胶辊的使用寿命。

从间接成本来算，因水箱更换润版液造成的停机擦版、擦橡皮布而产生的人工费、水电费、污水处理费、停机待工效率损失等也是一笔不小的费用。相比之下，设备投入和过滤材料的消耗成本是很低的。另外，笔者认为国产润版液循环过滤装置具有极高的性价比，印刷企业可重点考虑。

3.保护环境，达到绿色印刷目标

润版液循环过滤装置解决了印刷废液处理的难题，实现了印刷废液的零排放，其性能及业绩在印刷行业中得到了高度认可，符合国家环境保护方针政策，提高了印刷企业的环保形象。

当今社会，随着人们环保意识的增强，绿色无污染生产的呼声越来越高。润版液循环过滤技术不仅可以大幅降低印刷成本、提高印刷质量，更能彻底解决润版液污染问题，实现印刷废液的零排放，具有不可估量的经济、环保效益。

燃煤电厂烟尘超低排放技术研究 篇12

随着我国经济持续高速发展, 城市化和工业化进程日益加快, 各种大气污染物排放急剧增加。发达国家在上百年发展过程中不断出现的大气环境问题, 现已在我国集中涌现。尤其是近几年我国出现大范围雾霾天气, 各地PM2.5长期超标, 严重损害人民群众身体健康, 影响社会和谐稳定。

燃煤电厂在生产过程产生的烟气中含有大量烟尘, 如不进行脱除, 会对大气环境造成严重危害。本文通过研究国内外燃煤电厂烟尘治理措施, 对应用多种先进环保技术的方案进行了比较论证, 提出了烟尘治理以及达到超低排放目标的工程技术措施。

1 烟尘脱除技术

1.1 烟尘脱除的机理

烟尘脱除机理包括重力分离、离心力惯性分离、碰撞惯性分离、接触阻留、静电力驱动、凝聚等几类, 不同的粉尘特性适用于不同的除尘机理, 除尘设备主要利用一种或者多种除尘机理进行除尘, 以提高效果。除尘器的型式按照结构型式区分主要有机械式、水膜式、静电式、过滤式等几大类型。

1.2 烟尘脱除典型技术

1.2.1 静电除尘器

静电除尘器静电除尘器的除尘原理是通过电极在烟气中放电, 使粉尘荷上电荷, 并且在电场力的作用下向电极移动, 被集尘极捕获并收集。在静电除尘器壳体内设有很多组阴极线和与之对应的阳极板, 给阴阳极施加高压直流电, 阴极 (放电极) 附近空气被电离, 形成电晕。电晕区的范围较小, 正离子很快流向放电极, 电子则扩散到电晕外区域。烟气流过电极区间时, 大部分粉尘带上负极性, 在电场力的作用下向阳极板 (收尘极) 移动, 与阳极板接触后放出电荷, 通过振打落入灰斗。

1.2.2 滤袋式除尘器

滤袋式除尘器是一种干式的高效除尘器, 它利用纤维织物的过滤作用进行除尘, 效率可以高达99.9%以上, 滤袋式除尘器通常按粉尘排放的绝对值进行约定, 而且其粉尘排放的绝对值基本不受粉尘特性的影响。滤袋式除尘器收尘原理主要有三种:滤袋筛滤、碰撞惯性分离、滤袋纤维接触。

1.2.3 湿式电除尘器

湿式电除尘器是直接将水雾喷向电极和电晕区, 水雾在芒刺电极形成的强大的电晕场内荷电后分裂进一步雾化, 在这里电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并, 共同对粉尘粒子起捕集作用, 最终粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集;与干式电除尘器通过振打将极板上的灰振落至灰斗不同的是:湿式电除尘器则是将水喷至集尘极上形成连续的水膜, 采用水清灰, 无振打装置, 流动水膜将捕获的粉尘冲刷到灰斗中随水排出。湿式电除尘器对酸雾、有毒重金属以及PM10, 尤其是PM2.5的细微粉尘有良好的脱除效果。

1.2.4 管式换热器 (MGGH) +低温电除尘系统

目前国内火电厂运行的燃煤机组设计排烟温度一般为120℃~130℃, 燃用褐煤时为140℃~170℃, 且机组实际运行排烟温度普遍高于设计值, 远高于烟气酸露点温度。排烟温度偏高的后果是使得锅炉效率下降、电除尘器除尘效率下降、脱硫耗水量增加。集成烟气换热器的低温电除尘技术是解决此危害的一种有效新方法。

烟气余热利用系统采用两级烟气换热器系统。其烟气热量回收装置分为两级, 第一级布置在除尘器的进口, 将烟气温度从约120℃冷却到约95℃。第二级布置在湿式除尘器的出口, 加热脱硫净烟气, 媒介与烟气进行热交换采用闭式循环水来完成。使进入电除尘器的运行温度由常温状态 (120℃~140℃) 下降到低温状态 (90℃~100℃左右) , 排烟温度的降低, 使得进入电除尘器的烟气量减少, 粉尘比电阻降低, 余热利用和提高除尘效率的两个目的都达到了。

2 烟尘超低排放优化方案

综合国内外领先的除尘技术, 结合我国的大气环境质量标准要求, 通过采取多个除尘技术的组合方式, 可以使燃煤电厂烟尘排放浓度达到燃气机组排放限值要求, 即烟尘浓度≤5㎎/Nm³, 该方案即保证系统运行可靠, 又有一定的经济性, 具体方案如下:

管式换热器 (MGGH) +干式低温静电除尘器 (高频电源) +湿式电除尘器。

低低温静电除尘器 (带MGGH、高频电源) 除尘效率不小于99.88%, 脱硫系统除尘的效率按30%考虑, 湿式电除尘器除尘效率不小于70%, 按照上述计算得到的排放见下表:

干式低低温静电除尘器性能计算 (BMCR工况, 单台电除尘器)

脱硫及湿式静电除尘器除尘效率计算

当采用上述组合方式进行烟尘脱除时, 综合除尘效率可以达到99.975%, 极大的减少了烟尘排放量。

同时, 本工程在脱硫系统后设置了湿式电除尘器, 湿式电除尘器拥有捕集微细粉尘的功能, 对微细、潮湿、黏性或高比电阻粉尘的捕集效果都很理想。由于被捕集的粉尘和水之间有黏着力, 避免了湿式电除尘器粉尘收集后的再飞扬问题的出现。湿式电除尘器能提供几倍于干式电除尘器的电晕功率, 这就大大提高了对PM2.5的捕集效率, 有效改善环境空气质量。

3 经济性分析

本方案比传统除尘设施增加了MGGH、湿式电除尘器, 并改用了低低温静电除尘器, 在初投资上增加了约1.25亿元, 经估算, 考虑上述污染控制措施后, 发电生产单位成本增加3元/MWh, 上网电价增加5元/MWh。但综合考虑其环保效益, 还是很有必要的。

为了实现燃煤电厂烟尘的超低排放, 工程新增了湿式电除尘器、MGGH等设备, 这样使得静电除尘器电功率有所下降, 但系统阻力、电耗、厂用电率、供电标煤耗都随之增加。MGGH系统采用闭式循环水为媒介与烟气进行热交换, 布置在除尘器进口的第一级烟气换热器利用高温烟气将水介质温度升高, 升温后的热水进入湿式电除尘器出口处的第二级烟气换热器来加热净烟气, 以预防“石膏雨”现象产生。在第一级烟气换热器内被加热的水介质并没用进入发电机组的热力系统, 所以无法获得常规设置低温省煤器带来的降低煤耗的好处。具体对电耗、煤耗的影响分析如下。

从上表可以看出, 本工程采取的一些列近零排放技术会使得厂用电率增加0.298%, 供电标煤耗增加0.939g/k Wh。

4 结论

通过在脱硫前配合管式换热器采用低低温静电除尘器加高频电源, 低低温静电除尘器按五电场电除尘器考虑, 除尘器效率不低于99.88%, 除尘器出口排放浓度小于20.5mg/Nm3。考虑脱硫系统30%洗尘效率, 脱硫后设置湿式除尘器, 除尘器效率不低于70%, 除尘系统综合效率达到99.975%, 烟囱出口烟尘排放浓度不超过4.27mg/Nm3, 达到燃气机组5mg/Nm3的排放标准限值要求。同时还可以有效降低PM2.5的排放, 减少对环境空气的污染。

参考文献

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