低濃度高濕度煙氣環境下PM2.5的測試方法研究

蔡錫鋒，郭鏈，劉含笑，顏士娟，沈敏超，郭高飛，周冰，胡小鑫

（浙江菲達環保科技股份有限公司，浙江 諸暨 311800）

隨著燃煤電廠超低排放項目陸續投入運行，超低排放條件下設備的性能考核，尤其是高濕度、低濃度等苛刻條件下的煙氣污染物精準測試，已成為當前研究的熱點和難點[1～6]。一般來說，煙塵排放濃度越低，排放煙塵中的細顆粒物（PM2.5）占比就會越高。因此，實現細顆粒物的精準測試，對環保設備進行科學評價，也是近年來的行業熱點之一[7～13]。本文主要對超低排放條件下PM2.5測試方法的準確性進行研究和分析。

1 PM2.5測試方法調研

國內外PM2.5的測試標準、方法及相關儀器，匯總見下表。

國內外測試標準及儀器匯總表

2 PM2.5采樣系統

固定源PM2.5測試，應以重量法為標準，即通過撞擊器捕集煙氣中的PM2.5，然后進行干燥稱重。當需要獲取粒徑分布信息時，也可采用電荷法進行測定。重量法、電荷法的采樣系統分別如圖1（a）、圖1（b）所示。其中，重量法采用PM-10或DGI撞擊器收集樣品后，用微量天平進行稱重計算，PM-10撞擊器如圖2（a）所示，DGI撞擊器如圖2（b）所示；電荷法采用ELPI進行在線測定，ELPI主機及工作原理如圖2（c）所示。

3 重量法與電荷法測試對比

分別采用重量法（PM-10、DGI）、電荷法（ELPI）對不同工程項目開展現場實測，并將測試結果進行對比，對比結果如圖3所示。重量法與電荷法測試結果較為接近，且重復性均較好，驗證了該PM2.5測試方法的合理性。

4 粒徑分布測試

電荷法是通過電流信號換算得到細顆粒物的質量濃度數據，ELPI可將0.03～10μm的顆粒分為13級，從而可以獲得各粒徑段的粒徑分布數據。利用ELPI對濕式電除塵器進口進行測試，測試結果如圖4所示。因煙氣處在高濕度、低濃度的煙氣環境，因此采樣系統參照圖1（b），采用旋風切割器+1級高溫稀釋器，進而取得理想的測試結果。

圖1 PM2.5采樣系統

圖2 主機及工作原理

圖3 測試結果對比

圖4 濕式電除塵器進出口測試結果

5 濕式電除塵器出口PM2.5排放特征

采用上述方法，分別測試了10臺金屬板式濕式電除塵器、24臺導電玻璃鋼管式濕式電除塵器，出口PM2.5濃度數據統計如圖5所示。金屬板式濕式電除塵器出口PM2.5濃度最大值為4.6mg/m3、最小值為0.4mg/m3、平均值為2.9mg/m3；導電玻璃鋼濕式電除塵器出口PM2.5濃度最大值為3.4mg/m3、最小值為0.2mg/m3、平均值為1.6mg/m3。

圖5 PM2.5排放特征匯總

6 結論

（1）重量法（PM-10、DGI）、電荷法（ELPI）均可在低濃度、高濕度煙氣環境下準確測定PM2.5濃度，且數據重復性好。

（2）不同型式的濕式電除塵器對PM2.5均有較好的減排效果，其中，金屬板式濕式電除塵器PM2.5質量濃度排放范圍是0.4～4.6mg/m3；導電玻璃鋼濕式電除塵器PM2.5質量濃度排放范圍是0.2～3.4mg/m3。