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燃油黑烟治理——关于燃油黑烟治理的必要性和可行性 |
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| 东莞市环保局监理所 任永康 佛山市人居环保工程有限公司 黄清豹 赖利剑 |
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| 文摘：本文围绕燃油黑烟对大气的污染问题，从每立方米空气中含粉尘的颗粒数量这个角度出发，结合实例具体分析了燃油黑烟对大气污染的严重性和危害性；介绍了治理燃油黑烟的具体有效办法，即FSRJTL水喷淋-静电除尘脱硫一体化设备；并指出污染小户与污染大户相互转化的辩证关系。 关键词：燃油黑烟 烟黑 50万级 FSRJTL（水喷淋-静电除尘脱硫一体化设备） 污染小户 污染大户 一． 燃油黑烟污染问题的普遍性 1． 燃油黑烟产生的原因和特征 燃油黑烟主要是指柴油和重油燃烧时，由于油的质品或燃烧技术等综合因素引起油燃烧不完全而产生的烟黑，其主要成分有烟炱、碳黑和油，其主要特征如下： （1） 烟尘温度高，一般223-300℃，有的工况高达500℃以上。 （2） 含SO2等腐蚀性气体。 （3） 粉尘颗粒微细，一般在0.01-0.1μm之间。 （4） 粉尘成分以烟炱、碳黑、油为主，比电阻小，一般≤103欧姆·厘米。 （5） 粉尘一般残留较多油的成分，甚至以油的成分为主，具有含油特性和憎水特性。 上述特征中以颗粒的超微细特征和含SO2这二项对大气污染危害性最大。由于颗粒的超微细特征致使其对大气的污染量极其惊人，这个问题下面有专门论述；由于含SO2甚至严重超标排放（重油或高硫重油）致使当地的酸雨普遍严重。 2． 燃油黑烟存在的普遍性 燃油黑烟存在的普遍性可以用“面广、点多、总量极大”八个字来概括。“面广”指涉及企业面极广，如几乎所有的工厂企业、酒家、医院、学校、机关团体等均存在燃油黑烟问题；“点多”指燃油黑烟的污染点极多，如上述的工厂企业、宾馆、酒家、医院、学校、机关团体等均存在厨房炉灶、供热锅炉、小型发电机组等燃油黑烟污染点问题，污染点之多可以称之为“千家万户”；“总量极大”指柴油或重油燃烧产生的废气总量极大，如能源市场上除部分柴油用于汽车外，绝大部分柴油和重油用于厨房的炉灶、供热锅炉、小型发电机组等，其燃烧产生的废气总量是极其庞大惊人的。 二． 燃油黑烟对大气污染的严重性 1． 燃油黑烟污染大气形成特殊的气象 通过解剖一个实例来分析这个问题。 东莞某1300人职工饭堂，日燃烧柴油约100kg，日工作时间累计12小时，使用FSRJTL日收集烟黑松散堆积状态下体积为4.18*10-2m3，设定密集堆积的体积为松散堆积时体积的10%，即日收集烟黑体积为4.18*10-3m3。由于烟黑的颗粒很小，一般0.01-0.1μm，但很少以单独颗粒出现，一般为集合颗粒，设定集合颗粒平均直径为0.55μm，则每个集合颗粒体积为：πd3/6=8.7*10-20m3。4.18*10-3m3的烟黑相当于4.8*1016颗(集合颗粒)烟黑。按每立方米空气中粉尘颗粒小于10万颗（10万级）为优质空气，10-50万颗（10-50万级）为正常质量空气，大于50万颗（50万级）为不良空气这一标准来衡量，4.8*1016颗烟黑如果均匀散布于大气中，能够造成50万级以上的不良空气为9.6*1010 m3，相当于96.2km3。考虑大气自然沉降能力及粉尘扩散能力等因素，设定烟黑实际扩散能力系数为10%，即实际至少能够造成50万级以上的劣质空气为9.62km3。 通过这个实例的解剖分析，可见燃油黑烟对大气的污染是多么严重啊！但是，由于燃油黑烟的颗粒微细特征，“黑烟囱”往往因很快随风飘散于无形且与人距离较远而被人们忽略，不象汽车尾气那样与人近距离接触而引起人们重视。实际上正是由于烟黑颗粒微细特征，使烟黑在空气中迅速扩散，且会长期悬浮于空气中，造成长期的污染，因此黑烟在大气中的浓度会随着污染时间的延长不断迭加增大。所谓随风飘散于无形只是肉眼无法看到而已，实则污染就在眼前，与汽车尾气造成的空气污染是一模一样，甚至有过而无不及。 由于烟黑悬浮于空气中时有很强的光散射性，当大气中烟黑浓度达到百万级以上就可以形成光散射层，使人们无法看到蓝天、白云，举目所极只能见到灰白色的天空；当大气中烟黑的浓度达到数百万级时就会造成“日月无光”，天空“灰蒙蒙”的特殊气象了。这种特殊气象在工业发达、工厂密集的城镇已是随处可见，其主要元凶就是燃油黑烟。 2． 在燃油黑烟造成特殊气象的同时，往往伴随SO2的超标排放，致使当地酸雨严重，极大危害当地农副业耕种。 三． 燃油黑烟治理的必要性和迫切性 前面已经述及燃油黑烟主要是由于油的质品和燃烧技术等综合因素引起油燃烧不完全而产生的，就目前的条件来分析： （1） 油的质品要确保高纯度确有困难，亦非短时期内能够解决； （2） 燃烧技术也不大可能短时期内跟上来，即使燃烧技术有了进步，燃烧炉更换、维护能否跟上来亦有很多问题； （3） 不使用柴油和重油，而使用清洁能源-天燃气，由于要面对如此之广的地域和如此之广的领域，也不可能短时期内全面实现；即使有了全面实现的可能，能否确保有那么多的天然气供应亦是个大问题；即使有足够的天然气供应，用天然气的经济成本能否让企业接受也还是个大问题。 因此在目前的状况下，能够迅速实现“蓝天白云”工程，还人民群众一个健康的大气环境，对燃油黑烟进行环保治理是一个实实在在的可行办法，是十分必要和迫切的。 四． 燃油黑烟环保治理的可行性分析 （一）、传统除尘技术工艺在燃油黑烟治理上的应用介绍 1． 水喷淋除尘技术工艺：由于燃油黑烟具有憎水性和颗粒微细特性，因此传统的水喷淋除尘技术工艺效果差，早期环保要求不高的情况下有见使用，目前基本上属于淘汰产品。 2． 布袋除尘技术工艺：除尘效果理想，但由于烟气温度高、含油特性、含SO2等腐蚀性气体等因素，迫使布袋除尘器造价高昂，尤其对于一些含油性高，温度高的燃油黑烟布袋除尘器根本无法使用。另方面布袋除尘器无法同步脱硫。因此目前布袋除尘技术在燃油黑烟方面尚难推广使用。 3． 传统的静电除尘技术工艺：由于粉尘的低比电阻和颗粒微细特性，使粉尘在静电除尘器中二次扬尘和紊流重返现象严重，造成收尘效率低，因此传统静电除尘器基本上不能有效捕集燃油黑烟烟尘。 （二）、最新除燃油黑烟技术—FSRJTL介绍 FSRJTL全称水喷淋-静电除尘脱硫一体化设备，是由佛山市人居环保工程有限公司自主开发研制的新型专利产品，具有除尘和脱硫同步到位的优异性能。 1． FSRJTL原理和技术特点： 采用水喷淋和静电二级组合的工艺流程，但不是简单的重复和迭加，而是充分利用水介质这一廉价的材料，通过水喷淋装置及其中的油水相融装置，很好地解决了燃油黑烟的降温、油水相融、改变微细粉尘电性能特性、电场自动清灰、水循环使用等技术，并巧妙地将脱硫技术工艺和除尘技术工艺融为一体合二为一，从而达到高效除尘脱硫的目的。 2． FSRJTL除燃油黑烟和脱硫效果 FSRJTL能够高效清除燃油黑烟及SO 2，其除尘和脱硫效率： 除尘效率≥99% 脱硫效率≥90% 3． 通过碱（NaOH）的中和和过滤网的设置，FSRJTL中水可以不断地循环使用，在水的循环使用过程中由于挥发而损失的水由自动给水装置补充。因此FSRJTL不会因为水的使用造成二次污染。 （三）、使用FSRJTL技术治理燃油黑烟是可行的 1． 如上所述，治理效果十分显著，除尘效率≥99%，其尾气排放口肉眼看不到任何黑烟，将白色毛巾或纸巾放置于尾气中，未见任何黑色尘点；脱硫效率≥90%，效果十分理想。 2． FSRJTL造价低廉，一般1000-2000人的饭堂厨房黑烟治理总投资小于10万元，是绝大多数厂家能够接受的造价； FSRJTL采用静电原理使用最廉价的水为介质，因此运行费用十分低；以1000-2000人的饭堂为例，以每度电费壹元计算，FSRJTL每小时运行费用为2.87元，以平均日工作12小时计算，每天运行费用仅34.4元。 3． FSRJTL全不锈钢内部结构，特殊防腐处理外壳，因此经久耐用，绝对没有布袋怕高温、怕烧袋、怕油堵袋的毛病，一般使用寿命≥8~10年。 4． FSRJTL设计先进，基本上实现全自动化控制，因此一般工作人员简单培训，即可操作；由于FSRJTL耐高温、防腐蚀，因此极少有故障，维护工作量极少。 （四）、FSRJTL治理燃油黑烟典型实例介绍 XX厂1300人职工饭堂柴油炉灶除黑烟设备，参见图1、2。   图1 XX厂1300职工饭堂除燃油黑烟设备开机使用前情景 图2 XX厂1300职工饭堂除燃油黑烟设备开机使用后情景 该设备于2003年6月20日安装完毕，并立即投入使用至今。该柴油炉灶为阶段性工作，日工作累计时间12小时。日燃烧柴油约100 kg 。在炉灶工作时烟囱黑烟浓度大，基本上是一条“黑龙”，严重影响周围环境。尾气温度平均约为200℃。设备设计处理废气量3600 m3/h，实际约1800 m3/h。日收集黑烟（烟炱，碳黑）8—15kg（潮湿状态），刚好装满一个大的黑色垃圾袋。 该设备于2003年10月23日经东莞市环境保护监测站监测，其处理后废气完全达到国家排放标准，并且大大低于国家排放标准，其烟黑含量仅7.2mg/Nm3，是国家排放标准（120 mg/Nm3）的1/16.67，SO 2含量仅30 mg/Nm3，是国家排放标准（550 mg/Nm3）的1/18.33。废气除尘脱硫前后对比，FSRJTL其除尘效率达95.5%，脱硫效率达97.7%。参见表1。 表1东莞市环境保护监测站监测报告[东环监 委 字（031023）第1号] |
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| 单位：毫克/立方米（注明除外） | ||||||||||||||||||||||||||||||||
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监测时间：2003年10月23日 |
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| 五． 结束语 本文从小废气量燃油黑烟对大气污染和治理问题入手，分析了小废气量燃油黑烟每个点的废气量虽然不大，但由于“面广、点多”涉及“千家万户”，实则是个极其庞大的大气污染问题，某些工厂密集的城镇已成为大气污染的主要元凶。因此提醒人们在注意“污染大户”诸如发电厂、水泥厂等的污染治理同时，亦必须注意“污染小户”的污染治理问题，“污染小户”不治理，就会变成“污染大户”，甚至“污染超大户”，从而影响到我们的生活环境。 |
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