北京濕式電除塵器

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(jin)入新世紀，隨著(zhu)我國經濟(ji)的高(gao)速發展，火(huo)電裝機(ji)容(rong)量仍(reng)在不斷增長。按中電聯《電力行業節能(neng)環保信息》推(tui)算，2015年，我國新增火(huo)電裝機(ji)容(rong)量約0.51億(yi)kW。根(gen)據(ju)電力規劃設計總院(yuan)預測，到2020年，火電裝(zhuang)(zhuang)機容量將達(da)到12.2億kW，新(xin)增裝(zhuang)(zhuang)機容量約為3億kW。火電廠的(de)快速發展(zhan)導致了(le)大(da)氣環(huan)(huan)境的(de)污染并引發了(le)公共環(huan)(huan)境及健康(kang)危機，

雖然采取(qu)一系列政策，大力推動煤炭清(qing)潔利(li)用與發展清潔能源，但(dan)由于我(wo)國燃(ran)煤發電的(de)基數較大，火(huo)電廠仍將(jiang)是(shi)大氣污染物的(de)主要排(pai)放(fang)源之一，而降低排(pai)放(fang)強度的(de)主要措(cuo)施就是(shi)制(zhi)定和實施更加嚴格的(de)排(pai)放(fang)標(biao)準。

同時濕(shi)(shi)式電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器作為燃煤電(dian)廠污染物控(kong)制的精(jing)處理技(ji)術設備(bei)，其處理對象(xiang)為含大量游離(li)水的飽和濕(shi)(shi)煙氣，主要去(qu)除(chu)粉塵(chen)(chen)(含石(shi)膏(gao))、SO3、霧滴和有害氣體，并可(ke)有效(xiao)控(kong)制PM2.5的排放，本(ben)文介(jie)紹4種濕(shi)(shi)式電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器技(ji)術，并從(cong)性(xing)能(neng)、可(ke)靠性(xing)及(ji)除(chu)塵(chen)(chen)效(xiao)果等(deng)方面(mian)進行比較(jiao)。

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。在目(mu)前(qian)的濕(shi)除技(ji)(ji)術(shu)(shu)中(zhong)，主(zhu)要差(cha)別在于陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)材質的選(xuan)取及清灰(hui)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。根據陽(yang)(yang)極(ji)材質的不同，主(zhu)要分(fen)為(wei)(wei)不銹鋼濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器(qi)、導電(dian)(dian)玻璃鋼電(dian)(dian)極(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器(qi)、柔(rou)性電(dian)(dian)極(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器(qi);根據清灰(hui)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(即水(shui)膜(mo)的形(xing)成(cheng)原(yuan)理)不同，分(fen)為(wei)(wei)水(shui)膜(mo)自清灰(hui)技(ji)(ji)術(shu)(shu)和水(shui)膜(mo)沖洗清灰(hui)技(ji)(ji)術(shu)(shu)，前(qian)者為(wei)(wei)間斷噴淋，靠煙氣(qi)中(zhong)的水(shui)汽在陽(yang)(yang)極(ji)表面自凝結實現(xian)在線清灰(hui)，后者為(wei)(wei)通過噴淋水(shui)在陽(yang)(yang)極(ji)表面形(xing)成(cheng)水(shui)膜(mo)清灰(hui)。

3、濕式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器性能對比3.1、金屬電(dian)(dian)極濕式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器20世(shi)紀90年代，為(wei)應對地方環(huan)保(bao)法規提(ti)出的對煙塵排放控制的要求，日本三菱公司研(yan)發并建(jian)成濕式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器，用于燃(ran)煤電(dian)(dian)廠的煙塵治理。

2006年，專門針對(dui)PM2.5提出控制要求，在燃煤電廠安裝濕式(shi)(shi)電除塵(chen)器。目前我國(guo)通(tong)過引(yin)進(jin)技術(shu)并優化(hua)設計(ji)，已(yi)掌握其核心技術(shu)。(1)金(jin)屬(shu)電極(ji)濕式(shi)(shi)電除塵(chen)器的技術(shu)特點如下：1)大多采(cai)(cai)用臥式(shi)(shi)布置，氣流(liu)沿水(shui)平(ping)方(fang)(fang)向(xiang)進(jin)出，煙氣流(liu)速較低(流(liu)速在2.5m/s左右)，能有效控制氣流(liu)帶(dai)出粉塵(chen)，提高(gao)PM2.5細微(wei)顆(ke)粒及氣溶(rong)膠脫除效率。2)陰陽極(ji)均平(ping)行于氣流(liu)方(fang)(fang)向(xiang)布置，金(jin)屬(shu)極(ji)板(ban)(ban)采(cai)(cai)用懸(xuan)掛(gua)方(fang)(fang)式(shi)(shi)，極(ji)板(ban)(ban)通(tong)過懸(xuan)掛(gua)梁固(gu)定(ding)于殼(ke)體中，電暈(yun)電極(ji)采(cai)(cai)用框架式(shi)(shi)結構，通(tong)過吊(diao)桿吊(diao)掛(gua)在殼(ke)體中。這種安裝方(fang)(fang)式(shi)(shi)由于陰陽極(ji)不易(yi)變形，極(ji)間距(ju)有保證，故(gu)(gu)電場(chang)穩(wen)定(ding)性(xing)好，運行電壓高(gao)。3)耐高(gao)溫(wen)，脫硫系統出現故(gu)(gu)障時，可以(yi)在較高(gao)的煙氣溫(wen)度(du)下運行。

(2)金屬電(dian)極濕式電(dian)除(chu)塵器存在的問題如下：

1)陽(yang)極板(ban)一般(ban)高度在(zai)8～10m左(zuo)右(you)，要形成均勻的(de)水(shui)膜對(dui)陽(yang)極板(ban)的(de)設計(ji)、制造、安裝及維護(hu)有(you)嚴格的(de)要求(qiu)，更換時(shi)難度較(jiao)大。2)極板(ban)材質多采(cai)用316L，需(xu)要通過(guo)水(shui)膜保(bao)護(hu)以(yi)防腐蝕，一旦(dan)水(shui)膜保(bao)護(hu)出(chu)現失效，造成極板(ban)腐蝕嚴重，甚至(zhi)喪失除(chu)(chu)塵效率。3)清灰(hui)方式采(cai)用在(zai)線單線連續噴淋工藝(yi)，需(xu)要設置專門的(de)水(shui)處理系統，噴淋水(shui)經NaOH水(shui)溶液中和(he)后循環使(shi)用，這種清灰(hui)方式對(dui)于(yu)水(shui)耗、電(dian)(dian)耗、堿的(de)消(xiao)耗較(jiao)大，對(dui)噴嘴性(xing)能要求(qiu)更高。根據各企業(ye)發布的(de)環境監(jian)測報告顯示，金屬電(dian)(dian)極濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器粉塵去(qu)除(chu)(chu)率(粉塵+石(shi)膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)(chu)率：≥70%;霧滴含量(liang)：低于(yu)20mg/m3。目前，浙(zhe)江嘉興(xing)三期2×1000MW機(ji)組、大唐黃島電(dian)(dian)廠670MW機(ji)組、神華國華舟(zhou)山電(dian)(dian)廠350MW機(ji)組等(deng)都采(cai)用了(le)金屬極板(ban)濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)(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(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)的(de)(de)技術特點如(ru)下(xia)：1)導(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)具(ju)有重(zhong)量(liang)(liang)輕、比強度高、耐腐(fu)蝕(shi)等(deng)特性(xing)。2)收塵(chen)極(ji)組(zu)(zu)(zu)件采(cai)(cai)用工廠成型，實現整體模塊化，有利于(yu)(yu)保證(zheng)安(an)裝(zhuang)精(jing)度。3)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)運行(xing)(xing)(xing)時(shi)(shi)，收集(ji)下(xia)來的(de)(de)液滴(di)在(zai)沉淀極(ji)表面形成液膜，由于(yu)(yu)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)具(ju)有很強的(de)(de)疏水性(xing)，能(neng)有效阻隔粉(fen)(fen)塵(chen)和(he)石膏(gao)對沉淀極(ji)壁的(de)(de)粘接，靠重(zhong)力自流(liu)至下(xia)部集(ji)液槽。4)為防止少量(liang)(liang)煙(yan)(yan)(yan)塵(chen)的(de)(de)沉積，在(zai)沉淀極(ji)管上部設置一層間(jian)(jian)斷噴淋裝(zhuang)置，將(jiang)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)分(fen)為多個(ge)電(dian)(dian)(dian)場，當需要進行(xing)(xing)(xing)間(jian)(jian)斷沖(chong)洗(xi)時(shi)(shi)，控制系統自動停(ting)掉其中(zhong)一個(ge)電(dian)(dian)(dian)場或將(jiang)電(dian)(dian)(dian)場降壓運行(xing)(xing)(xing)，沖(chong)洗(xi)結束后(hou)開啟該電(dian)(dian)(dian)場。由于(yu)(yu)耗水量(liang)(liang)較小，集(ji)液槽中(zhong)的(de)(de)收集(ji)液可返回脫硫(liu)塔內循(xun)環(huan)(huan)使用。(2)導(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)存在(zai)的(de)(de)問題(ti)如(ru)下(xia)：1)煙(yan)(yan)(yan)氣流(liu)速在(zai)2.5m/s左右(you)時(shi)(shi)，PM2.5細微顆(ke)粒及(ji)氣溶膠脫除(chu)(chu)(chu)率(lv)高，提高煙(yan)(yan)(yan)氣流(liu)速后(hou)，影響除(chu)(chu)(chu)塵(chen)性(xing)能(neng)。2)一般FRP不能(neng)在(zai)高溫下(xia)長期(qi)使用，煙(yan)(yan)(yan)氣溫度較高時(shi)(shi)對陽極(ji)板壽命(ming)有影響，嚴重(zhong)時(shi)(shi)可能(neng)燒灼(zhuo)。FRP的(de)(de)使用壽命(ming)在(zai)10～15年左右(you)，與產(chan)品(pin)的(de)(de)質量(liang)(liang)及(ji)制作產(chan)品(pin)所用的(de)(de)樹(shu)脂等(deng)原材料(liao)性(xing)能(neng)有關。3)如(ru)果出現部分(fen)導(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)損壞，需要整個(ge)模塊更(geng)換，將(jiang)大大增加維護費用和(he)難度。根據(ju)各企業發布(bu)的(de)(de)環(huan)(huan)境監(jian)測報(bao)告顯(xian)示，導(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)粉(fen)(fen)塵(chen)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(粉(fen)(fen)塵(chen)+石膏(gao))：≥70%;SO3去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)：≥70%;霧(wu)滴(di)含量(liang)(liang)：低(di)于(yu)(yu)25mg/m3。目前，黃臺8號、9號2×300MW機組(zu)(zu)(zu)、上海石洞口300MW機組(zu)(zu)(zu)、蒙西300MW機組(zu)(zu)(zu)、白楊河兩臺300MW機組(zu)(zu)(zu)等(deng)都采(cai)(cai)用了(le)導(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)。

3.3、柔性電極濕式(shi)電除塵器20世紀90年代末，俄(e)亥俄(e)州(zhou)立大學提出(chu)了柔性電極(ji)濕式電除塵技術的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄(e)(e)亥(hai)俄(e)(e)州立大學共同研究制作(zuo)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，我國早由山(shan)東大學和國電環(huan)保院共同研(yan)發，開始了柔(rou)性(xing)絕緣疏水纖維織物用于濕式除塵器的研(yan)究工(gong)作(zuo)，并于2012年在益陽300MW燃煤(mei)機組中(zhong)完成工業化應用(yong)。官(guan)網：goyd.cn通(tong)過(guo)相關資料顯(xian)示，耐腐蝕性(xing)優良的柔性(xing)絕緣疏水纖維(wei)織(zhi)物通(tong)過(guo)潤(run)濕使其導電，可以形(xing)成水膜，并靠重力自(zi)流向下(xia)與煙氣(qi)(qi)分離，柔性(xing)織(zhi)物材料作為收塵極布置(zhi)成方形(xing)孔(kong)道(立式布置(zhi))，煙氣(qi)(qi)沿(yan)孔(kong)道流過(guo)。(1)柔性(xing)濕式電除塵器(qi)的技術特點如下(xia)：1)柔性(xing)陽(yang)有(you)重量(liang)輕、防腐(fu)性能好的(de)特(te)點。2)柔(rou)性絕緣疏水(shui)(shui)纖維(wei)本身的(de)結構特(te)性，有(you)利于(yu)表(biao)面形(xing)成均勻水(shui)(shui)膜，利用從煙氣中(zhong)收(shou)集的(de)酸液帶出灰，實現自清灰，沖洗水(shui)(shui)量(liang)小。3)陽(yang)(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)部件可組裝拆卸，有(you)利于(yu)后期的(de)維(wei)護和更換。(2)柔(rou)性濕式電(dian)(dian)除塵器存在的(de)問題(ti)如下：1)柔(rou)性陽(yang)(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)不耐高(gao)溫，煙氣溫度較高(gao)時，對陽(yang)(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)壽命(ming)有(you)影響(xiang)，嚴(yan)重時可能燒蝕，使用壽命(ming)6年左(zuo)右。2)柔(rou)性纖維(wei)織物的(de)伸(shen)(shen)縮率較大(da)，陽(yang)(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)布的(de)張緊(jin)程度和浸水(shui)(shui)后發(fa)生的(de)伸(shen)(shen)縮都(dou)會(hui)影響(xiang)實際的(de)極(ji)(ji)間(jian)距(ju)，進而影響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)場的(de)穩(wen)定性、電(dian)(dian)壓的(de)正常運行(xing)。3)煙氣流(liu)速較高(gao)，產生氣流(liu)帶出，PM2.5細微顆粒及(ji)氣溶膠脫(tuo)除率低(di)。性能結果表(biao)明(ming)：粉塵去除率(含石膏(gao))：≥70%;SO3去除率：≥70%;霧滴含量(liang)：低(di)于(yu)20mg/m3。目前，國電(dian)(dian)益(yi)陽(yang)(yang)(yang)(yang)發(fa)電(dian)(dian)有(you)限(xian)(xian)公司(si)300MW機組，國電(dian)(dian)滎陽(yang)(yang)(yang)(yang)煤電(dian)(dian)一體化有(you)限(xian)(xian)公司(si)一期600MW機組采用了柔(rou)性電(dian)(dian)極(ji)(ji)濕式靜電(dian)(dian)除塵技術。

3.4、徑(jing)(jing)流(liu)(liu)濕式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)徑(jing)(jing)流(liu)(liu)濕式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)是北京華能達(da)公司自主研(yan)發(fa)的(de)(de)(de)具有自主知(zhi)識產權的(de)(de)(de)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)技術。與上述濕式(shi)(shi)靜(jing)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)結構(gou)不同(tong)，該結構(gou)布置(zhi)(zhi)是將收塵(chen)陽(yang)極(ji)板(ban)垂直于(yu)氣流(liu)(liu)方向(xiang)(xiang)，使電(dian)(dian)場(chang)力與引風力的(de)(de)(de)方向(xiang)(xiang)在(zai)同(tong)一水平線上，粉塵(chen)顆粒在(zai)引風力與電(dian)(dian)場(chang)力的(de)(de)(de)共同(tong)作用下，在(zai)新型(xing)(xing)陽(yang)極(ji)板(ban)上完成捕集。裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)主要由殼體(ti)、分布板(ban)、陽(yang)極(ji)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)、陰極(ji)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)、噴淋系(xi)統、熱風系(xi)統和供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源等組成。(1)徑(jing)(jing)流(liu)(liu)濕式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)的(de)(de)(de)技術特(te)點(dian)如下：1)與煙氣接觸部位全部采用2205雙(shuang)相(xiang)不銹鋼材質，具有強度高、耐(nai)(nai)高溫、耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(尤其(qi)對氯離(li)子(zi)和硫化物的(de)(de)(de)應力腐(fu)蝕)等特(te)性，使用壽命能夠達(da)到30年。2)新型(xing)(xing)陽(yang)極(ji)板(ban)的(de)(de)(de)通(tong)孔(kong)率達(da)到98%以上，其(qi)幾乎(hu)全通(tong)透的(de)(de)(de)結構(gou)大(da)大(da)降低了徑(jing)(jing)流(liu)(liu)式(shi)(shi)濕式(shi)(shi)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)的(de)(de)(de)運行阻力，并且和普通(tong)的(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)板(ban)相(xiang)比，相(xiang)同(tong)體(ti)積(ji)下新型(xing)(xing)陽(yang)極(ji)板(ban)具有的集塵(chen)面(mian)積，相當于(yu)(yu)普通(tong)(tong)陽極(ji)(ji)板(ban)的20倍。3)陽極(ji)(ji)系統(tong)采用旋(xuan)轉電極(ji)(ji)設計，在(zai)旋(xuan)轉電極(ji)(ji)下部(bu)設立獨(du)立的清洗(xi)(xi)室，由高(gao)壓噴(pen)(pen)嘴在(zai)旋(xuan)轉電極(ji)(ji)內部(bu)向(xiang)外沖洗(xi)(xi)網板(ban)，清洗(xi)(xi)網板(ban)后的污(wu)水通(tong)(tong)過排水泵和排污(wu)管道(dao)送入(ru)脫硫(liu)塔補水。在(zai)工程運行中，利用壓差(cha)監測，實現在(zai)線噴(pen)(pen)淋，無水循環系統(tong)，故耗(hao)水、耗(hao)電量(liang)小。(2)徑(jing)流濕式電除(chu)塵(chen)器存在(zai)的問題如下：1)由于(yu)(yu)接觸煙(yan)氣的部(bu)件全部(bu)采用2205雙(shuang)相不銹鋼，前期成本投入(ru)較高(gao)。