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致力环境改善CIEPEC2017热点技术盘点(二)

2017-01-22王玉红王鸯鸯王晓玲

中国环保产业 2017年8期
关键词:废气烟气监测

王玉红,王鸯鸯,闫 骏,王晓玲

(中国环境保护产业协会,北京 100037)

致力环境改善CIEPEC2017热点技术盘点(二)

王玉红,王鸯鸯,闫 骏,王晓玲

(中国环境保护产业协会,北京 100037)

第15届中国国际环保展(CIEPEC2017)于2017年6月13~16日在京举办,展会聚焦了国内外水污染治理、大气污染治理、固体废物处理处置、噪声污染防治、土壤污染治理等新技术、新装备、新材料,以及环境监测技术与环境信息化技术、节能技术等。围绕“十三五”时期环境保护重点工作需求,综合展示了环保产业发展的重点领域、趋势、方向和技术储备,代表了现阶段环保产业的先进技术水平和制造能力。文章重点介绍了展会中我国大气污染治理技术、环境监测仪器及技术、环境信息化技术方面的亮点。

第15届中国国际环保展(CIEPEC2017);环境保护;技术亮点

1 大气污染治理技术

大气污染治理领域聚集了高效除尘、重点行业烟气治理、工业有机废气治理、锅炉炉窑烟气治理及机动车尾气治理等技术,涵盖了近年出现的一些新型高效技术,这些技术是“十三五”大气污染治理的重点需求技术,也是当前大气污染治理的热点技术,这些技术的应用对我国大气环境质量的改善意义重大。

1.1 高性能除尘滤料

该类滤料主要以聚四氟乙烯(PTFE)或金属纤维为原料制成耐高温耐腐蚀除尘滤料,聚四氟乙烯滤料具有耐强酸强碱腐蚀、耐强氧化、耐高低温、耐水解、阻燃等优异性能,其性能指标达到国际先进水平,ePTFE微孔薄膜复合滤料对于PM2.5粉尘的捕集效率可达99%以上;金属纤维滤料既保持了原金属的导电、导热、耐腐蚀性,又具有类似于化纤制品的柔软性,性能优异:耐200℃~1000℃高温、可过滤0.5µm以上颗粒、排放浓度可控5~20mg/Nm3、不易破袋。代表展商:上海凌桥环保设备厂有限公司、西安菲尔特金属过滤材料有限公司、东阳市金隆轻化有限公司、朗天科技股份有限公司等。

1.2 脉冲袋式除尘技术

该技术系在常规脉冲袋式除尘器基础上的改进和提高,采取的技术措施主要有:改进了除尘器内的气流分布,使流场更为均匀;运用壁板的蒙皮效应进行了整体受力分析,使除尘器结构重量有较大幅度降低;增长滤袋长度至9m,并采用大灰斗结构和高强度脉冲喷吹装置,节省了除尘器的占地面积等,提高了脉冲袋式除尘器的技术经济性能。除尘效率高于99.9%,出口浓度低于20mg/Nm3,系统阻力低于1500Pa。除尘效率高,运行阻力适中,实现了9m长袋式除尘器工程应用,节约占地面积10%~20%,重量降低。适用于火电、钢铁、水泥、冶金等行业烟气除尘。代表展商:中冶节能环保有限责任公司等。

1.3 钢铁窑炉烟尘PM2.5控制技术与装备

重点研发了强化PM2.5捕集的预荷电技术、超细面层精细过滤材料、防止PM2.5逃逸的清灰强度控制、PM2.5采样器及测试装置,技术指标达到国际领先水平,颗粒物排放浓度<10mg/m3,细微颗粒物PM2.5捕集效率达99.8%,实现了超低排放;装备运行阻力700~950Pa,比常规除尘器低40%以上,节能效益显著。代表展商:中钢集团天澄环保科技股份有限公司等。

1.4 选择性催化还原法(SCR)脱硝催化剂载体生产技术

该技术以硫酸法钛白粉生产的偏钛酸为原料,制备脱硝用催化剂载体,主要流程包括前处理、硫酸处理、载入活性组分、凝胶化、过滤、干燥煅烧、超细粉碎、包装等环节。生产的载体二氧化钛为锐钛型结晶度,比表面积控制在90±10m2/g,晶粒尺寸<20nm,适用于SCR脱硝工艺。代表展商:国家电力投资集团远达环保股份有限公司等。

1.5 燃煤烟气湿法(氨法)超低排放技术

该技术在氨法脱硫工艺基础上,耦合高效脱硝技术,同时利用烟气中颗粒物撞击凝并、离心分离、液膜捕集等技术控制颗粒物达到超低排放,可达到天然气燃气轮机排放标准。代表展商:亚太环保股份有限公司等。

1.6 工业有机废气(VOCs)治理技术

(1)固定式有机废气蓄热燃烧技术

采用多床固定式蓄热室,经预热后的有机废气进入燃烧室高温氧化分解,净化后的高温尾气经蓄热体降温后达标排放,蓄热体预热进口废气,节省能源。设备运行温度800℃左右,阻力≤5000Pa。当采用两床时,VOCs净化效率≥90%;当采用三床及以上时,VOCs净化效率≥97%,热回用率≥90%。在蓄热体支撑结构上配设气体回流装置,减少阀门切换时废气滞留量;蜂窝陶瓷作为蓄热体,设备阻力小。适用于石化、有机化工、表面涂装、包装、印刷等行业中高浓度VOCs废气净化。代表展商:恩国环保科技(上海)有限公司、河北汉蓝环境科技有限公司等。

(2)旋转式蓄热燃烧净化技术

旋转式蓄热燃烧系统主体结构设有多个蜂窝陶瓷蓄热室和燃烧室,每个蓄热室依次经历蓄热、放热、清扫程序。控制系统控制驱动马达使回转阀按一定速度旋转,实现蓄热体吸附-放热的循环切换。VOCs净化效率≥97%,热回用率≥90%。蓄热体与被净化废气进行直接接触换热,换热效率高,运行费用低;采用旋转式多床结构设计,占地面积小。适用于石化、有机化工、表面涂装、包装、印刷等行业中高浓度VOCs废气净化。代表展商:恩国环保科技(上海)有限公司、河北汉蓝环境科技有限公司等。

(3)蓄热催化燃烧(RCO)技术

有机废气经蓄热体加热后,在催化剂的作用下燃烧,使有机废气氧化分解为CO2和H2O。反应后的高温气体经过蓄热体储存热量用于预热后续的有机废气后直接排放,或者直接返回生产环节进一步利用热能。每个蓄热室依次经历蓄热-放热-清扫等程序,连续工作。设备运行温度300℃左右,阻力≤5000Pa,空速10,000~40,000h-1。VOCs净化效率≥97%,热回用率≥90%,催化剂使用寿命>24,000h。催化剂降低燃烧温度,蓄热体提高热回用率,节约能源消耗。适用于中高浓度VOCs废气治理。代表展商:恩国环保科技(上海)有限公司等。

(4)吸附浓缩+燃烧组合净化技术

含VOCs废气进入沸石转轮吸附净化,脱附后的高浓度废气再通过燃烧装置(如RTO、RCO、TNV等)进行燃烧净化。VOCs吸附浓缩倍数10倍以上。沸石转轮吸附净化效率≥90%,燃烧净化效率≥97%。将中低浓度、大风量的VOCs废气通过吸附浓缩转为高浓度、低风量的有机废气,然后再进行燃烧处理,降低了废气燃烧净化的运行费用。适用于涂装、包装印刷等行业中低浓度废气净化。代表展商:青岛华世洁环保科技有限公司等。

(5)低浓度VOCs低温等离子废气净化技术

采用线筒式“高频高压脉冲电晕法”获得非平衡态等离子体,废气经过高压脉冲放电区时,利用放电过程产生的携能电子和氧化性基团与废气中污染物分子发生反应,实现有机废气净化目的。脉冲宽度:纳秒级;在VOCs气体浓度小于100mg/m3时,净化效率大于80%;设备稳定运行大于5万小时。采用纳秒级脉宽的线筒式脉冲电晕放电法产生等离子体,并配置快速过压保护,响应时间≤0.5ms,避免产生电击穿。适用于轻工、医药化工、喷涂等行业产生的低浓度VOCs及恶臭气体的治理。代表展商:宁波东方兴达环保设备有限公司等。

1.7 锅炉烟气治理技术

(1)锅炉烟气超低排放改造的相变复合高效除尘除雾一体化技术及装置

利用雾化、冷凝、聚合、吸附、离心脱除,将烟气中携带的雾滴和粉尘颗粒脱除。与后续的超细除雾器联合使用,可使烟气中烟尘浓度降至10mg/Nm3以下,实现超低排放的要求。除尘效率高,对粉尘的适应性广,集合除雾器功能,能够实现粉尘排放<10mg/Nm3;与脱硫有很好的兼容性、占地面积少;投资低、能耗小。代表展商:北京利德衡环保工程有限公司等。

(2)SDS脱硫+中低温SCR脱硝+余热锅炉工艺

充分利用烟气热能:SDS干法脱硫几乎无温降,脱硫后烟气正好处于SCR脱硝的最佳反应温度区间,脱硝后烟气仍属高温烟气,通过余热锅炉回收能量。去除了绝大部分对中低温SCR催化剂有毒有害物质如SO2、焦油等,保证了催化剂长期稳定运行。SDS最高效率可达99%以上,仅通过调整运行参数即可满足更严格排放标准要求。无二次污染,无白烟、白水汽。代表展商:北京利德衡环保工程有限公司等。

1.8 锅炉低氮燃烧技术

使用分级燃烧、部分预混、旋流燃烧等专利技术,配合相应的烟气再循环改造以及燃烧喷口的稳焰和燃烧控制的调整,烟气再循环率可在0~30%之间变化,无烟气再循环时NOx排放小于80mg/m3,有烟气再循环条件下NOx排放小于30mg/m3。尾部监测结果:NOx≤30mg/m3(@3.5%O2),CO≤80mg/m3(@3.5%O2),O2≤3.5%,噪声≤85dB(A),满足北京市《锅炉大气污染物排放标准》(DB11/139-2015)要求。代表展商:北京泷涛环境科技有限公司等。

1.9 机动车尾气污染防治技术

应用微电脑反应速度快、计算精度高的特性开发出了智能节温器,在燃烧室及气缸外壁创建了85℃~90℃相对静态燃烧环境,使燃料在发动机内燃烧充分,不产生或极少产生污染物,从源头解决了机动车环保问题。代表展商:吉林市国旺实业有限责任公司等。

2 环境监测仪器及技术

此次参展的环境监测领域企业众多,体现出我国环境监测事业的快速发展壮大,环境监测领域亮点技术也较多,吸纳了一些新兴高端技术装备,包括细微颗粒物监测仪器、重金属在线监测技术、水体生物毒性监测仪器、VOCs在线监测技术、地下水污染自动监测系统、电磁辐射环境监测系统、核辐射应急监测系统、环境应急无人机、监测无人船及空气质量遥感监测技术等。

2.1 空气中细颗粒物监测仪器

该产品运用β射线吸收或振荡天平原理测量大气中颗粒物的浓度,采用不同的采样切割器可实现对环境空气中PM10、PM5、PM2.5以及TSP的连续测量。量程:(0~1,10,5000)mg/m3,分辨率:0.01µg/m3,切割器:D50=2.5±0.2µm;采样流量(16.7L/min)偏差:±0.2L/min;最低检测限:0.06µg/m3,仪器可测量和显示不同时段颗粒物的浓度,并以不同形式向用户提供所需的监测报表。代表展商:河北先河环保科技股份有限公司、武汉市天虹仪表有限责任公司、聚光科技(杭州)股份有限公司、中兴仪器(深圳)有限公司等。

2.2 重金属在线监测技术

(1)水中重金属在线监测技术

连续自动采集水样并对水样进行处理,采用电化学或光度分析法对处理后的样品进行定量分析,如镉、铅、砷、锌、铜、镍、六价铬、钴、锰、汞等重金属。系统具有自动校准功能,性能指标应达到:准确度±10%;重复性±5%;24小时零点漂移±5%;24小时量程漂移±5%;取样测量周期30min。适用于固定污染源和地表水中重金属监测。代表展商:河北先河环保科技股份有限公司、力合科技(湖南)股份有限公司、聚光科技(杭州)股份有限公司、中节能六合天融环保科技有限公司、安徽蓝盾光电子股份有限公司、谱尼测试集团股份有限公司、赛莱默分析仪器(北京)有限公司、中兴仪器(深圳)有限公司、江苏天瑞仪器股份有限公司等。

(2)空气/烟气中重金属在线监测技术

烟气经过高温采样后,通过滤膜过滤,将颗粒态及所含金属元素富集在滤膜上,用XRF分析仪检测滤膜上富集的金属污染物元素含量M,同时用流量计记录通过滤膜的烟气体积V,两者相除(C=M/V)即可得到烟气中重金属污染物的含量信息。测量范围:0.1~2000µg/m3;检出限:0.1µg/m3量级;采样分析时间:10~120min可选。适用于燃煤电厂、水泥厂、工业锅炉、垃圾焚烧炉及各类金属熔炼炉等烟气中重金属在线监测。代表展商:聚光科技(杭州)股份有限公司、河北先河环保科技股份有限公司、盈峰环境科技集团股份有限公司、中节能六合天融环保科技有限公司、青岛佳明测控科技股份有限公司、中兴仪器(深圳)有限公司、江苏天瑞仪器股份有限公司等。

2.3 水体生物毒性监测仪器

该系统采用自动控制与光电检测系统,应用发光细菌发光强度的变化对水质综合毒性进行检测,检测范围至少涵盖包括重金属、有机物等5000种潜在毒性物质。同时采用长效发光细菌的培养方法,可以保证发光细菌在线使用15天以上。该仪器可自动实时反映监测水体的综合水质情况,可弥补理化检测指标评价水质的局限性。可检测包括重金属、有机物等5000种潜在毒性物质。该产品可用于水源地、自来水厂、湖泊河流等水体生物综合毒性监测。代表展商:河北先河环保科技股份有限公司、北京金达清创环境科技有限公司、深圳市七善科技有限公司等。

2.4 VOCs在线监测技术

该技术运用气相色谱(GD/FID/PID)、气相色谱/质谱(GC/MS)分析技术实现对大气中挥发性有机物的连续采样和测量,并进行定性定量分析,形成整套挥发性有机物在线监测系统。CO2量程 0~1000ppm;零点漂移±0.1ppm/d,量程漂移±2.0%F.S./d。CH4量程0~100ppm或0~1000ppm;线性小于1%。O3线性±1.0%F.S.;零点漂移小于±1.0%F.S./d。适用于环境空气质量监测、污染源现场监测、工况企业过程控制,以及气象、科研、化工园区、居住场所气体监测。代表展商:中节能六合天融环保科技有限公司、武汉市天虹仪表有限责任公司、河北先河环保科技股份有限公司、北京万维盈创科技发展有限公司、聚光科技(杭州)股份有限公司、青岛佳明测控科技股份有限公司、江苏天瑞仪器股份有限公司、安徽皖仪科技股份有限公司、成都乐攀环保科技有限公司等。

2.5 地下水污染自动监测系统

该系统可对地下水的动态变化进行实时监测,可实时反映地下水数量和质量的变化,便于了解地下水的时空分布情况和动态变化规律。主要水质监测参数:pH、总硬度、氯离子、氟化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、铅、汞、六价铬、砷、氰化物、高锰酸盐指数、苯酚等,监测仪器重复性、检出限满足《地下水环境质量标准》要求。代表展商:力合科技(湖南)股份有限公司、河北先河环保科技股份有限公司等。

2.6 电磁辐射环境监测系统

该监测系统由电磁辐射探测器、电磁辐射在线分析仪、控制平台软件组成,集成了电磁辐射测量、物联网通讯、系统集成等多种先进技术,可实现对广播电视发射塔、移动通信基站、高压电力线及变电站等辐射源进行24小时不间断监测,也可以针对一些敏感区域(职能部门、权威机构、学校等)进行长期监测,可实时显示测量数据。代表展商:北京中科核安科技有限公司等。

2.7 核辐射应急监测系统

该系统是一套集固定源、移动源自动监控为一体的数据采集、传输、存储、展示、统计及应用的综合系统,可自动采集辐射环境现场数据,通过ADSL/3G等通讯方式将数据传输到中心平台。该系统能对环境中的放射性污染或泄漏进行快速巡测,对辐射参数进行移动监测分析,实时测量辐射剂量率、活度,并且能识别天然或人工核素。发生紧急事故时,集成于车载、船载、机载的监测系统能够迅速赶往事故地点并就地开展监测工作。该系统也可应用于放射性污染评估、核设施监督、非法核材料的探测与定位、本底调查、建立辐射基础资料数据档案等。系统并且对一些敏感区域采用数据存储冗余备份,最大程度上保证数据的完整性和可靠性。代表展商:北京中科核安科技有限公司等。

2.8 无人机监测技术

(1)环境应急无人机

该无人机系统集监测、监控、辅助决策等功能于一体,基于无人直升机平台,采用模块化设计理念,可配备多种可选监测仪器,在应急现场主要完成实时摄像、航拍、有毒有害气体监测、气象数据监测四类任务,可弥补应急车、应急船及应急单兵装备的不足,指挥中心可根据现场传回的数据结合现有各种系统进行综合分析,为应急事件处置提供科学依据。代表展商:中科宇图天下科技有限公司等。

(2)无人机空气质量在线监测平台

通过将多种环境监测传感器安装在先进的无人机上,来实现对高难度位置的空气质量的实时监测。平台配有高清晰视频/图片摄像头、FLIR热成像传感器、辐射传感器、VOC和空气颗粒物(如PM2.5)传感器,SO2、CO传感器等。平台同时配有数据传输模块,能够将前端数据通过无线网络传输至服务器,服务器端配有专业的分析软件,可对前方的数据进行实时在线分析。用户可以在全球任何区域通过电脑或其他移动终端进行管理和查看这些数据,从而为相关决策提供必要的支持。代表展商:北京华夏科创仪器股份有限公司等。

2.9 无人船监测技术

(1)监测无人船

该无人船可以在卫星定位系统、智能导航算法、环境感知系统的帮助下自主航行开展工作,工作人员通过地面基站控制系统可以远程监控无人船发回的工作数据、航行状态和视频画面。根据搭载设备的不同,无人船可以开展符合国家标准的水质采样、水质在线监测、城市水面垃圾清洁、河床地貌测绘、河水流速流量测量、核辐射监测等多种类型的任务。该无人船充电一次后可在长达10小时的续航时间内航行达100多公里,船速高达3m/s,双体船型的设计可使其稳定地在风浪中航行。代表展商:珠海云洲智能科技有限公司等。

(2)全自动采样船

集成北斗卫星导航、避障模块等多种高精度传感设备,用户可通过无线遥控方式,规划采样任务、设置采样模式、启动或中止采样任务,可在用户指定水域(江河湖泊)定点、定量采集水样。代表展商:武汉楚航测控科技有限公司等。

2.10 大气环境立体走航监测车

通过搭载大气颗粒物监测激光雷达、多轴差分吸收光谱仪、臭氧雷达、风廓线雷达、微波辐射计等遥感监测设备,组成快速反应移动监测平台。通过扫描监测拓展现有空气自动监测站点的监测范围,通过走航监测获取不同区域的空间污染分布、迁移和转化,可在污染快速溯源、事故应急监测、重大赛事空气安保、预警预报等领域发挥重要作用。代表展商:无锡中科光电技术有限公司等。

2.11 空气质量遥感监测技术

该技术以大气定量遥感技术为基础,以OMI/AURA、MODIS/TERRA、AQUA、AIRS/AQUA、CCD/HJ-1、CALIOP/CALIPSO等遥感数据为支撑,可实现气溶胶光学厚度(AOD)、近地面颗粒物(PM10、PM2.5)浓度、污染气体(SO2、NO2、O3、CO等)柱浓度、秸秆焚烧的遥感业务化监测并提供大气后向轨迹协同分析,可实现动态展示、空间统计及专题图的制作与输出,还可提供沙尘立体监测、颗粒物污染源及两者的三维展示和分析,可作为环保部门大气环境遥感监测的业务化平台。代表展商:中科宇图天下科技有限公司等。

3 环境信息化技术

在社会信息化高速发展的潮流中,环境信息化技术的发展也紧抓着信息化发展的脉络,将环境管理与信息化技术结合产生了环境信息化技术和装备,如智能IC卡排污总量控制管理系统及环境公共基础信息服务平台——微保云平台等。

3.1 智能IC卡排污总量控制管理系统

该技术可实现污染物排放及污水管网水量调度、水质调配功能,污染物排放总量预警及报警功能,治理设施运行状态参数异常报警功能,超标超量排污独立核算及阀门管控功能、水质超标留样功能、视频监控管理功能等。适用于化工园区、工业集中控制区、高新区等的主管部门及污水处理厂对辖区排污企业污水排放的管理。代表展商:苏州天一信德环保科技有限公司、北京万维盈创科技发展有限公司等。

3.2 环境公共基础信息服务平台——微保云平台

该项目集成最新的移动APP、互联网服务、大数据等技术,构建出国内权威的环境公共基础信息服务平台—微保云平台,实现了环境信息服务社会化的转变,提供了依托APP的服务模式,为政府、科研部门、公众提供及时的环境服务,尤其是空气质量的实况数据及空气质量预报数据服务。服务数据涉及大气、水、土壤、固废、辐射、噪声等方面,涵盖了公众生活的方方面面。代表展商:中科宇图天下科技有限公司等。

3.3 大气环境网格化监测云平台

在网格化精准监控及大数据分析基础上,实现整个区域高时间分辨率、高空间分辨率和多参数的实时动态监测,反映区域空气质量和变化趋势,科学评估区域内重点污染源的排放状况及其对环境空气质量的影响,实现全面精准监控。结合大气重金属成分、有机碳、元素碳、颗粒物粒径分析等超级站监测数据,进行动态源解析,掌握不同区域、不同行业的污染贡献率,实现靶向治理。代表展商:软通动力信息技术(集团)有限公司等。

3.4 大气环境网格化精准监测系统

采用网格化监测技术、云校准技术及大数据分析技术,形成监测覆盖网监控雾霾形成的全过程,判断主要污染源及其排放类型、排放特点和排放量,结合气象和风向图判断内部源和外部源的影响及其贡献量等,可实现精细化污染溯源,定位潜在污染源区域,为科学治霾提供有力支撑。代表展商:泛测环境(北京)科技有限公司等。

Devote Ourselves to Environmental Improvement, Technical Checks of Hotspots for CIEPEC2017 (2)

WANG Yu-hong, WANG Yang-yang, YAN Jun, WANG Xiao-ling

X324

A

1006-5377(2017)08-0005-05

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