濕式電除塵器

四種濕式電除塵器的對比分析

濕式靜電除塵器作為目前燃煤電廠污染物控制的精處理設備，在國內已受到了廣泛重視，并逐步得到推廣和使用。本文介紹了目前使用中的靜電除塵器(金屬極板濕式電除塵器、導電玻璃鋼極板濕式電除塵器、柔性極板濕式電除塵器、徑流濕式電除塵器)的技術特點和主要參數，為燃煤機組超低排放改造加裝濕式靜電除塵器提供參考。

1、引言進入新世紀，隨著我國經濟的高速(su)發(fa)展，火電(dian)(dian)裝(zhuang)機容量仍(reng)在(zai)不斷增長。按中電(dian)(dian)聯《電(dian)(dian)力(li)行業(ye)節能環保信息》推(tui)算，2015年(nian)(nian)，我國新增火電(dian)(dian)裝(zhuang)機容量約0.51億(yi)kW。根(gen)據電(dian)(dian)力(li)規劃(hua)設計總院預測，到2020年(nian)(nian)，火電裝機容量(liang)將達(da)到12.2億kW，新增(zeng)裝機容量(liang)約為(wei)3億kW。火電廠的快速發(fa)展導致了大(da)氣環境(jing)的污(wu)染并引(yin)發(fa)了公共環境(jing)及健康危機，

雖(sui)然采取一系列政(zheng)策，大力推動煤(mei)炭清潔利用與發(fa)展清潔能源，但由于我國燃(ran)煤發(fa)電的(de)基數較大，火電廠仍(reng)將是大氣污染物的(de)主要排(pai)放(fang)源之一，而降(jiang)低排(pai)放(fang)強度的(de)主要措施(shi)就(jiu)是制定和實施(shi)更加嚴格的(de)排(pai)放(fang)標準。

同時(shi)濕(shi)式電除塵(chen)器(qi)作(zuo)為燃(ran)煤電廠污染物控制的精處理技術(shu)設備，其處理對象(xiang)為含大量游離水的飽和濕(shi)煙(yan)氣，主要去(qu)除粉(fen)塵(chen)(含石膏(gao))、SO3、霧(wu)滴和有(you)(you)害氣體，并可有(you)(you)效控制PM2.5的排(pai)放(fang)，本文介紹4種濕(shi)式電除塵(chen)器(qi)技術(shu)，并從性能、可靠性及(ji)除塵(chen)效果等(deng)方面進行(xing)比較。

2、濕式電除塵器簡介濕式電除塵器(簡稱WESP)，與干式電除塵器的除塵原理基本相同，先依靠高壓電暈放電使得粉塵荷電，荷電后的粉塵在電場力的作用下到達集塵板(或集塵管)，再采用沖洗方式，使粉塵隨著沖刷液的流動而。在(zai)目前的濕(shi)除(chu)技術(shu)中(zhong)，主要差別在(zai)于(yu)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)板材質的選取及清(qing)灰(hui)技術(shu)。根(gen)據陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)材質的不同(tong)，主要分為不銹(xiu)鋼(gang)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵器、導電(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵器、柔(rou)性電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵器;根(gen)據清(qing)灰(hui)技術(shu)(即水(shui)(shui)(shui)(shui)膜(mo)的形成(cheng)原理)不同(tong)，分為水(shui)(shui)(shui)(shui)膜(mo)自(zi)清(qing)灰(hui)技術(shu)和水(shui)(shui)(shui)(shui)膜(mo)沖洗(xi)清(qing)灰(hui)技術(shu)，前者為間斷(duan)噴淋，靠煙(yan)氣中(zhong)的水(shui)(shui)(shui)(shui)汽在(zai)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)表面自(zi)凝結(jie)實現(xian)在(zai)線清(qing)灰(hui)，后(hou)者為通過噴淋水(shui)(shui)(shui)(shui)在(zai)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)表面形成(cheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)膜(mo)清(qing)灰(hui)。

3、濕式電除塵(chen)器性能對比3.1、金屬電極濕式電除塵(chen)器20世紀90年代，為應對地方(fang)環(huan)保法規提出的(de)對煙(yan)塵(chen)排放控制的(de)要求，日本(ben)三菱公(gong)司研發并建成濕式電除塵(chen)器，用于燃煤電廠的(de)煙(yan)塵(chen)治(zhi)理。

2006年，專門針對PM2.5提(ti)出控制要求，在燃煤電(dian)廠安(an)裝(zhuang)濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)器。目前(qian)我國通(tong)過引進(jin)技術(shu)并優(you)化(hua)設計，已掌握(wo)其核心(xin)技術(shu)。(1)金屬電(dian)極濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)器的技術(shu)特(te)點如下：1)大(da)多采(cai)用(yong)臥(wo)式(shi)布(bu)置，氣流(liu)(liu)沿水平(ping)方(fang)向(xiang)進(jin)出，煙氣流(liu)(liu)速(su)較(jiao)低(di)(流(liu)(liu)速(su)在2.5m/s左右)，能有效控制氣流(liu)(liu)帶出粉(fen)塵(chen)，提(ti)高PM2.5細微顆(ke)粒及(ji)氣溶膠(jiao)脫除(chu)效率。2)陰陽極均(jun)平(ping)行(xing)于氣流(liu)(liu)方(fang)向(xiang)布(bu)置，金屬極板(ban)采(cai)用(yong)懸(xuan)掛(gua)(gua)方(fang)式(shi)，極板(ban)通(tong)過懸(xuan)掛(gua)(gua)梁固定(ding)于殼(ke)體中，電(dian)暈電(dian)極采(cai)用(yong)框架式(shi)結構，通(tong)過吊桿吊掛(gua)(gua)在殼(ke)體中。這種(zhong)安(an)裝(zhuang)方(fang)式(shi)由于陰陽極不(bu)易變形，極間(jian)距有保證，故電(dian)場(chang)穩定(ding)性(xing)好，運行(xing)電(dian)壓高。3)耐(nai)高溫，脫硫系統(tong)出現故障時，可以在較(jiao)高的煙氣溫度下運行(xing)。

(2)金屬電極濕式電除塵器存在的(de)問(wen)題如下：

1)陽(yang)極板一般(ban)高度在8～10m左右，要(yao)形成均(jun)勻的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)膜(mo)對(dui)陽(yang)極板的(de)(de)設計(ji)、制造、安裝及維(wei)護(hu)有嚴(yan)(yan)格的(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)，更換時難度較大(da)。2)極板材質多采(cai)用(yong)316L，需(xu)要(yao)通過(guo)水(shui)(shui)(shui)膜(mo)保(bao)護(hu)以防腐蝕(shi)，一旦水(shui)(shui)(shui)膜(mo)保(bao)護(hu)出現失效(xiao)，造成極板腐蝕(shi)嚴(yan)(yan)重(zhong)，甚至喪失除(chu)塵效(xiao)率。3)清灰方式(shi)采(cai)用(yong)在線(xian)單線(xian)連續噴(pen)(pen)淋工藝，需(xu)要(yao)設置(zhi)專門(men)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)處理系統，噴(pen)(pen)淋水(shui)(shui)(shui)經NaOH水(shui)(shui)(shui)溶(rong)液中和后(hou)循(xun)環使(shi)用(yong)，這種清灰方式(shi)對(dui)于水(shui)(shui)(shui)耗、電(dian)耗、堿的(de)(de)消耗較大(da)，對(dui)噴(pen)(pen)嘴性(xing)能要(yao)求(qiu)(qiu)更高。根據各企業發布的(de)(de)環境監測報(bao)告(gao)顯示，金屬電(dian)極濕式(shi)電(dian)除(chu)塵器粉塵去(qu)除(chu)率(粉塵+石膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)率：≥70%;霧滴含量(liang)：低于20mg/m3。目前(qian)，浙江嘉(jia)興三(san)期2×1000MW機(ji)(ji)組(zu)、大(da)唐黃島電(dian)廠(chang)670MW機(ji)(ji)組(zu)、神華(hua)國華(hua)舟山(shan)電(dian)廠(chang)350MW機(ji)(ji)組(zu)等都(dou)采(cai)用(yong)了金屬極板濕式(shi)電(dian)除(chu)塵器。

3.2、導電玻璃鋼濕式電除塵器導電玻璃鋼濕式電除塵技術來源于化工行業的濕式電除霧器，在化工、煤氣凈化等領域已經有幾十年的應用歷史，技術成熟。導電玻璃鋼(FiberReinforcedPlastics，FRP)是一種以樹脂為基體，碳纖維、玻璃纖維等為增強材料，通過成型工藝制成的高導復合材料。使用導電玻璃鋼作為收塵極可以采用管式或蜂窩狀形式(立式布置)，也可采用板式形式(臥式布置)，目前，以蜂窩狀結構居多。

(1)導電(dian)(dian)(dian)玻璃鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)的技術特點如(ru)下：1)導電(dian)(dian)(dian)玻璃鋼(gang)具(ju)有重(zhong)量(liang)(liang)輕、比強度(du)高(gao)、耐(nai)腐蝕等特性。2)收(shou)塵(chen)(chen)極(ji)組(zu)(zu)件(jian)采(cai)用(yong)工廠成(cheng)型，實現(xian)整體模塊(kuai)化，有利于(yu)保(bao)證安裝精度(du)。3)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)運行時(shi)，收(shou)集(ji)(ji)下來的液(ye)滴在(zai)沉淀(dian)極(ji)表面形成(cheng)液(ye)膜，由(you)(you)于(yu)玻璃鋼(gang)具(ju)有很(hen)強的疏水(shui)性，能(neng)有效阻隔粉塵(chen)(chen)和石膏(gao)對沉淀(dian)極(ji)壁的粘接(jie)，靠(kao)重(zhong)力自流(liu)至下部集(ji)(ji)液(ye)槽。4)為防(fang)止少量(liang)(liang)煙塵(chen)(chen)的沉積，在(zai)沉淀(dian)極(ji)管上(shang)部設置一(yi)(yi)層間(jian)斷噴淋裝置，將濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)分為多(duo)個(ge)電(dian)(dian)(dian)場(chang)，當需要進行間(jian)斷沖洗時(shi)，控制(zhi)系統(tong)自動停掉(diao)其中一(yi)(yi)個(ge)電(dian)(dian)(dian)場(chang)或將電(dian)(dian)(dian)場(chang)降(jiang)壓(ya)運行，沖洗結束后(hou)開啟該電(dian)(dian)(dian)場(chang)。由(you)(you)于(yu)耗水(shui)量(liang)(liang)較小(xiao)，集(ji)(ji)液(ye)槽中的收(shou)集(ji)(ji)液(ye)可(ke)返(fan)回(hui)脫硫塔內循(xun)環使(shi)用(yong)。(2)導電(dian)(dian)(dian)玻璃鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)存(cun)在(zai)的問(wen)題如(ru)下：1)煙氣(qi)(qi)流(liu)速在(zai)2.5m/s左(zuo)右時(shi)，PM2.5細(xi)微顆粒(li)及氣(qi)(qi)溶膠(jiao)脫除(chu)(chu)率高(gao)，提高(gao)煙氣(qi)(qi)流(liu)速后(hou)，影響除(chu)(chu)塵(chen)(chen)性能(neng)。2)一(yi)(yi)般(ban)FRP不能(neng)在(zai)高(gao)溫下長期使(shi)用(yong)，煙氣(qi)(qi)溫度(du)較高(gao)時(shi)對陽極(ji)板壽命有影響，嚴(yan)重(zhong)時(shi)可(ke)能(neng)燒灼。FRP的使(shi)用(yong)壽命在(zai)10～15年(nian)左(zuo)右，與產(chan)品(pin)的質量(liang)(liang)及制(zhi)作產(chan)品(pin)所用(yong)的樹脂等原材(cai)料性能(neng)有關。3)如(ru)果出現(xian)部分導電(dian)(dian)(dian)玻璃鋼(gang)損壞，需要整個(ge)模塊(kuai)更換，將大大增(zeng)加維護費用(yong)和難度(du)。根據各企業發布的環境監(jian)測報告顯示，導電(dian)(dian)(dian)玻璃鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)粉塵(chen)(chen)去除(chu)(chu)率(粉塵(chen)(chen)+石膏(gao))：≥70%;SO3去除(chu)(chu)率：≥70%;霧滴含(han)量(liang)(liang)：低(di)于(yu)25mg/m3。目(mu)前，黃臺8號、9號2×300MW機組(zu)(zu)、上(shang)海石洞口(kou)300MW機組(zu)(zu)、蒙西300MW機組(zu)(zu)、白楊河(he)兩臺300MW機組(zu)(zu)等都(dou)采(cai)用(yong)了導電(dian)(dian)(dian)玻璃鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)。

3.3、柔性電(dian)極濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵器20世紀(ji)90年代末(mo)，俄(e)亥俄(e)州立大(da)學提出(chu)了(le)柔性電極濕式電除塵(chen)技術的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄亥俄州立大學共同研究制作出臺實驗裝置。濕式除塵器存在的問題，集中體現在集塵極材料和表面水膜分布不均勻引發的系列問題上，基于上述原因，我國早由(you)山東大學(xue)和(he)國電(dian)環保院共同研發，開始了柔性絕緣疏水纖維織物用于濕式除塵器的研究工作，并于2012年在益陽300MW燃煤機組中完成(cheng)工(gong)業化應用(yong)。官(guan)網：goyd.cn通過(guo)相關(guan)資(zi)料(liao)(liao)顯示，耐腐蝕性優良的柔性絕緣疏水纖維(wei)織物通過(guo)潤濕使其(qi)導(dao)電，可以形成水膜，并靠重力自流(liu)向(xiang)下(xia)與煙氣分離，柔性織物材料(liao)(liao)作為收塵極(ji)布(bu)置(zhi)成方形孔道(立(li)式(shi)布(bu)置(zhi))，煙氣沿孔道流(liu)過(guo)。(1)柔性濕式(shi)電除塵器的技術特點如下(xia)：1)柔性陽有(you)重量輕(qing)、防腐性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能好的特點。2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)絕緣(yuan)疏水纖維(wei)本身(shen)的結(jie)構(gou)特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，有(you)利(li)于表面形成均勻水膜(mo)，利(li)用從煙氣(qi)中收(shou)集的酸液帶出灰，實現自清灰，沖(chong)洗水量小。3)陽(yang)極(ji)部件可(ke)組(zu)裝拆(chai)卸，有(you)利(li)于后期(qi)的維(wei)護和(he)(he)更換。(2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)濕式(shi)電除(chu)(chu)(chu)塵器存在的問題(ti)如下：1)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)陽(yang)極(ji)不耐高溫，煙氣(qi)溫度(du)較高時(shi)，對陽(yang)極(ji)壽(shou)命(ming)有(you)影響(xiang)，嚴重時(shi)可(ke)能燒蝕，使用壽(shou)命(ming)6年(nian)左(zuo)右。2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)纖維(wei)織物的伸縮(suo)(suo)率(lv)(lv)較大，陽(yang)極(ji)布的張緊程度(du)和(he)(he)浸水后發生的伸縮(suo)(suo)都會(hui)影響(xiang)實際的極(ji)間距，進而影響(xiang)到電場(chang)的穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、電壓的正常運行。3)煙氣(qi)流速較高，產生氣(qi)流帶出，PM2.5細微顆粒及氣(qi)溶膠脫除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)低。性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能結(jie)果表明(ming)：粉塵去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)(含石(shi)膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)：≥70%;霧(wu)滴含量：低于20mg/m3。目前，國電益陽(yang)發電有(you)限公司(si)300MW機組(zu)，國電滎陽(yang)煤電一(yi)體化有(you)限公司(si)一(yi)期(qi)600MW機組(zu)采用了柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)電極(ji)濕式(shi)靜(jing)電除(chu)(chu)(chu)塵技術。

3.4、徑(jing)流濕(shi)(shi)式電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)徑(jing)流濕(shi)(shi)式電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)是北京華(hua)能(neng)達公司自主(zhu)(zhu)研發的(de)(de)(de)具(ju)有(you)自主(zhu)(zhu)知(zhi)識產(chan)權的(de)(de)(de)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)技術。與上(shang)述濕(shi)(shi)式靜電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)結構不同，該結構布置(zhi)(zhi)是將收塵(chen)(chen)(chen)陽極(ji)(ji)(ji)板(ban)垂直于氣流方(fang)向(xiang)，使電(dian)場力與引風力的(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)在(zai)同一水(shui)平線上(shang)，粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)顆粒(li)在(zai)引風力與電(dian)場力的(de)(de)(de)共同作用(yong)下(xia)，在(zai)新(xin)型(xing)陽極(ji)(ji)(ji)板(ban)上(shang)完(wan)成(cheng)捕(bu)集。裝置(zhi)(zhi)主(zhu)(zhu)要由(you)殼(ke)體、分(fen)布板(ban)、陽極(ji)(ji)(ji)裝置(zhi)(zhi)、陰極(ji)(ji)(ji)裝置(zhi)(zhi)、噴淋系(xi)統、熱風系(xi)統和(he)(he)供電(dian)電(dian)源等(deng)組成(cheng)。(1)徑(jing)流濕(shi)(shi)式電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)的(de)(de)(de)技術特點(dian)如(ru)下(xia)：1)與煙(yan)氣接觸部(bu)位(wei)全(quan)部(bu)采用(yong)2205雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼材質(zhi)，具(ju)有(you)強(qiang)度(du)高(gao)、耐高(gao)溫、耐腐蝕(shi)(尤(you)其對氯離(li)子(zi)和(he)(he)硫化(hua)物的(de)(de)(de)應力腐蝕(shi))等(deng)特性，使用(yong)壽命(ming)能(neng)夠達到30年。2)新(xin)型(xing)陽極(ji)(ji)(ji)板(ban)的(de)(de)(de)通(tong)孔率達到98%以上(shang)，其幾乎全(quan)通(tong)透(tou)的(de)(de)(de)結構大大降低了徑(jing)流式濕(shi)(shi)式除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)的(de)(de)(de)運(yun)行阻力，并且和(he)(he)普(pu)通(tong)的(de)(de)(de)陽極(ji)(ji)(ji)板(ban)相(xiang)比，相(xiang)同體積下(xia)新(xin)型(xing)陽極(ji)(ji)(ji)板(ban)具(ju)有(you)的(de)集塵面積，相當于(yu)普(pu)通陽極(ji)板(ban)的(de)20倍。3)陽極(ji)系(xi)統采用旋轉電(dian)(dian)極(ji)設計，在旋轉電(dian)(dian)極(ji)下(xia)部設立獨立的(de)清洗室(shi)，由高壓(ya)(ya)噴嘴在旋轉電(dian)(dian)極(ji)內(nei)部向(xiang)外(wai)沖洗網(wang)板(ban)，清洗網(wang)板(ban)后的(de)污水(shui)通過排水(shui)泵(beng)和排污管道送入脫硫塔(ta)補水(shui)。在工程運行中，利(li)用壓(ya)(ya)差監測(ce)，實現(xian)在線噴淋，無水(shui)循環系(xi)統，故耗(hao)水(shui)、耗(hao)電(dian)(dian)量小。(2)徑流濕式電(dian)(dian)除塵器存在的(de)問題如下(xia)：1)由于(yu)接觸煙氣的(de)部件全部采用2205雙相不(bu)銹鋼，前期成本投入較高。