長春濕式電除塵器

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(shi)紀，隨著我(wo)(wo)國經濟的(de)高速(su)發展，火(huo)電(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji)容量(liang)仍在不斷增(zeng)長。按中(zhong)電(dian)(dian)聯《電(dian)(dian)力(li)行業節能(neng)環保信息》推(tui)算(suan)，2015年，我(wo)(wo)國新增(zeng)火(huo)電(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji)容量(liang)約0.51億(yi)kW。根據電(dian)(dian)力(li)規劃設計(ji)總院預測，到2020年，火(huo)電(dian)(dian)裝機容(rong)量(liang)將達到12.2億kW，新(xin)增裝機容(rong)量(liang)約為3億kW。火(huo)電(dian)(dian)廠的快(kuai)速發(fa)展導致了(le)大(da)氣(qi)環境的污染并引發(fa)了(le)公共(gong)環境及健康危機，

雖然采(cai)取一系列政策，大力推(tui)動煤炭清潔利用與(yu)發展清潔能源(yuan)，但由于我國燃煤發電(dian)的(de)基數較大，火電(dian)廠(chang)仍將是大氣污染(ran)物的(de)主要排放源(yuan)之一，而降低(di)排放強(qiang)度的(de)主要措(cuo)施(shi)就是制定和實施(shi)更加嚴格的(de)排放標準。

同時濕(shi)式電除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)作為(wei)燃煤電廠污染物控(kong)制的(de)精處理(li)(li)技術設備，其處理(li)(li)對象為(wei)含大量(liang)游離水的(de)飽和(he)濕(shi)煙氣，主要去(qu)除(chu)(chu)粉塵(chen)(含石膏(gao))、SO3、霧滴和(he)有(you)害氣體，并可有(you)效(xiao)控(kong)制PM2.5的(de)排放，本文介(jie)紹4種(zhong)濕(shi)式電除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)技術，并從(cong)性(xing)(xing)能、可靠性(xing)(xing)及除(chu)(chu)塵(chen)效(xiao)果等方面進行比較。

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(mu)前的(de)(de)(de)濕除(chu)(chu)(chu)技(ji)術(shu)中，主(zhu)要(yao)差別(bie)在(zai)于陽極板材質的(de)(de)(de)選(xuan)取及清(qing)灰(hui)(hui)(hui)技(ji)術(shu)。根(gen)據(ju)陽極材質的(de)(de)(de)不同(tong)，主(zhu)要(yao)分為(wei)不銹(xiu)鋼(gang)濕式(shi)(shi)電(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器、導電(dian)玻璃(li)鋼(gang)電(dian)極濕式(shi)(shi)電(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器、柔性電(dian)極濕式(shi)(shi)電(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器;根(gen)據(ju)清(qing)灰(hui)(hui)(hui)技(ji)術(shu)(即水(shui)(shui)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)形成原(yuan)理)不同(tong)，分為(wei)水(shui)(shui)膜(mo)(mo)自(zi)清(qing)灰(hui)(hui)(hui)技(ji)術(shu)和水(shui)(shui)膜(mo)(mo)沖(chong)洗清(qing)灰(hui)(hui)(hui)技(ji)術(shu)，前者為(wei)間斷噴淋(lin)，靠(kao)煙(yan)氣中的(de)(de)(de)水(shui)(shui)汽在(zai)陽極表(biao)面自(zi)凝結實(shi)現在(zai)線清(qing)灰(hui)(hui)(hui)，后者為(wei)通過噴淋(lin)水(shui)(shui)在(zai)陽極表(biao)面形成水(shui)(shui)膜(mo)(mo)清(qing)灰(hui)(hui)(hui)。

3、濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)除塵(chen)器(qi)性(xing)能對(dui)比3.1、金屬(shu)電(dian)(dian)(dian)極濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)除塵(chen)器(qi)20世紀90年代，為應對(dui)地(di)方(fang)環保法規(gui)提出的(de)對(dui)煙(yan)塵(chen)排放控制的(de)要求，日本三(san)菱公司研發(fa)并建成濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)除塵(chen)器(qi)，用于燃煤電(dian)(dian)(dian)廠的(de)煙(yan)塵(chen)治理。

2006年，專門針對PM2.5提(ti)出(chu)控(kong)制要求(qiu)，在燃(ran)煤(mei)電廠安裝濕式電除塵器(qi)。目前我國通(tong)過(guo)引(yin)進(jin)技(ji)(ji)術(shu)并優化設計(ji)，已掌握(wo)其核心(xin)技(ji)(ji)術(shu)。(1)金屬電極(ji)(ji)(ji)濕式電除塵器(qi)的技(ji)(ji)術(shu)特點如下(xia)：1)大多采用臥式布置(zhi)，氣(qi)(qi)流沿(yan)水平方向進(jin)出(chu)，煙氣(qi)(qi)流速較低(流速在2.5m/s左(zuo)右(you))，能(neng)有效控(kong)制氣(qi)(qi)流帶(dai)出(chu)粉塵，提(ti)高(gao)PM2.5細微顆粒及氣(qi)(qi)溶膠脫除效率(lv)。2)陰陽極(ji)(ji)(ji)均(jun)平行于(yu)氣(qi)(qi)流方向布置(zhi)，金屬極(ji)(ji)(ji)板采用懸掛方式，極(ji)(ji)(ji)板通(tong)過(guo)懸掛梁固(gu)定于(yu)殼體中(zhong)，電暈電極(ji)(ji)(ji)采用框架式結構(gou)，通(tong)過(guo)吊(diao)桿吊(diao)掛在殼體中(zhong)。這種安裝方式由于(yu)陰陽極(ji)(ji)(ji)不易變(bian)形(xing)，極(ji)(ji)(ji)間距有保證，故(gu)電場(chang)穩定性好，運行電壓(ya)高(gao)。3)耐高(gao)溫，脫硫系統出(chu)現故(gu)障時，可以在較高(gao)的煙氣(qi)(qi)溫度(du)下(xia)運行。

(2)金(jin)屬電極濕式電除塵器存在的問題如下：

1)陽(yang)極板(ban)一般高度在8～10m左右(you)，要(yao)(yao)(yao)形(xing)成(cheng)均(jun)勻的(de)水(shui)(shui)膜對(dui)陽(yang)極板(ban)的(de)設計、制造、安裝(zhuang)及維護(hu)有嚴(yan)格的(de)要(yao)(yao)(yao)求，更換(huan)時難(nan)度較(jiao)大(da)。2)極板(ban)材質多采用(yong)316L，需要(yao)(yao)(yao)通(tong)過水(shui)(shui)膜保護(hu)以(yi)防腐(fu)蝕(shi)，一旦(dan)水(shui)(shui)膜保護(hu)出現失效，造成(cheng)極板(ban)腐(fu)蝕(shi)嚴(yan)重(zhong)，甚至喪失除(chu)(chu)塵效率(lv)。3)清(qing)灰方式采用(yong)在線單線連續噴(pen)淋(lin)工藝，需要(yao)(yao)(yao)設置專門(men)的(de)水(shui)(shui)處理系統(tong)，噴(pen)淋(lin)水(shui)(shui)經(jing)NaOH水(shui)(shui)溶液中和后循環使用(yong)，這種清(qing)灰方式對(dui)于(yu)水(shui)(shui)耗(hao)、電耗(hao)、堿的(de)消耗(hao)較(jiao)大(da)，對(dui)噴(pen)嘴性能(neng)要(yao)(yao)(yao)求更高。根據(ju)各(ge)企業發布(bu)的(de)環境監(jian)測報告顯示(shi)，金屬電極濕式電除(chu)(chu)塵器(qi)(qi)粉(fen)塵去除(chu)(chu)率(lv)(粉(fen)塵+石膏)：≥70%;SO3去除(chu)(chu)率(lv)：≥70%;霧滴(di)含量：低(di)于(yu)20mg/m3。目前，浙江嘉興三期2×1000MW機組(zu)、大(da)唐黃(huang)島電廠670MW機組(zu)、神(shen)華(hua)國華(hua)舟山電廠350MW機組(zu)等都采用(yong)了金屬極板(ban)濕式電除(chu)(chu)塵器(qi)(qi)。

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)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃鋼(gang)(gang)濕(shi)式(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)技術特(te)(te)點如下(xia)(xia)：1)導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃鋼(gang)(gang)具有(you)重量(liang)輕、比(bi)強(qiang)度高(gao)、耐腐蝕(shi)等特(te)(te)性。2)收(shou)塵(chen)(chen)(chen)極組(zu)件采用(yong)(yong)(yong)(yong)工廠(chang)成型(xing)，實(shi)現(xian)整體模塊化(hua)，有(you)利于保證(zheng)安裝精度。3)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)運行(xing)(xing)時，收(shou)集下(xia)(xia)來的(de)(de)(de)液(ye)滴(di)在(zai)(zai)沉淀極表面(mian)形成液(ye)膜，由(you)于玻(bo)璃鋼(gang)(gang)具有(you)很強(qiang)的(de)(de)(de)疏水(shui)性，能(neng)(neng)(neng)有(you)效阻隔粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)和(he)石膏對沉淀極壁(bi)的(de)(de)(de)粘接，靠重力(li)自流至下(xia)(xia)部(bu)集液(ye)槽。4)為防止少量(liang)煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)的(de)(de)(de)沉積，在(zai)(zai)沉淀極管(guan)上部(bu)設置一(yi)(yi)層間斷(duan)噴淋裝置，將(jiang)(jiang)濕(shi)式(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)分為多個電(dian)(dian)(dian)場，當需要進行(xing)(xing)間斷(duan)沖洗(xi)時，控制(zhi)系(xi)統自動(dong)停(ting)掉(diao)其中一(yi)(yi)個電(dian)(dian)(dian)場或將(jiang)(jiang)電(dian)(dian)(dian)場降壓運行(xing)(xing)，沖洗(xi)結束后(hou)開啟該電(dian)(dian)(dian)場。由(you)于耗水(shui)量(liang)較小，集液(ye)槽中的(de)(de)(de)收(shou)集液(ye)可(ke)返回(hui)脫(tuo)硫塔內循環使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)。(2)導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃鋼(gang)(gang)濕(shi)式(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)問題如下(xia)(xia)：1)煙(yan)(yan)氣(qi)流速在(zai)(zai)2.5m/s左(zuo)右時，PM2.5細微顆粒及氣(qi)溶膠(jiao)脫(tuo)除(chu)率(lv)(lv)高(gao)，提高(gao)煙(yan)(yan)氣(qi)流速后(hou)，影響除(chu)塵(chen)(chen)(chen)性能(neng)(neng)(neng)。2)一(yi)(yi)般(ban)FRP不能(neng)(neng)(neng)在(zai)(zai)高(gao)溫下(xia)(xia)長期使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)，煙(yan)(yan)氣(qi)溫度較高(gao)時對陽極板(ban)壽命(ming)有(you)影響，嚴重時可(ke)能(neng)(neng)(neng)燒灼。FRP的(de)(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)壽命(ming)在(zai)(zai)10～15年(nian)左(zuo)右，與產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)質量(liang)及制(zhi)作產(chan)品(pin)所用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)樹脂等原(yuan)材料性能(neng)(neng)(neng)有(you)關。3)如果出現(xian)部(bu)分導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃鋼(gang)(gang)損壞，需要整個模塊更(geng)換，將(jiang)(jiang)大大增加維護費用(yong)(yong)(yong)(yong)和(he)難度。根(gen)據(ju)各企業發布的(de)(de)(de)環境監測報告顯示，導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃鋼(gang)(gang)濕(shi)式(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)去除(chu)率(lv)(lv)(粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)(chen)+石膏)：≥70%;SO3去除(chu)率(lv)(lv)：≥70%;霧滴(di)含量(liang)：低于25mg/m3。目前，黃臺8號、9號2×300MW機(ji)(ji)組(zu)、上海(hai)石洞口300MW機(ji)(ji)組(zu)、蒙西300MW機(ji)(ji)組(zu)、白楊河(he)兩臺300MW機(ji)(ji)組(zu)等都(dou)采用(yong)(yong)(yong)(yong)了導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃鋼(gang)(gang)濕(shi)式(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)。

3.3、柔性電極濕式電除塵(chen)器20世紀(ji)90年代末，俄(e)亥俄(e)州立大學提出了柔性電極濕(shi)式電除塵技術的(de)概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公(gong)司(si)和俄亥俄州立(li)大學共同研究(jiu)制作出(chu)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，我國早由山東大學和國電(dian)環保院共同研發，開始(shi)了(le)柔性(xing)絕緣疏水纖維織物用于濕(shi)式(shi)除塵器(qi)的研究工作，并(bing)于2012年(nian)在益陽300MW燃煤機組(zu)中完成工業化(hua)應用(yong)。官網(wang)：goyd.cn通過相關資料顯示，耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)優良的(de)柔性(xing)絕緣疏水(shui)纖維織物(wu)通過潤濕(shi)使其導電，可(ke)以(yi)形成(cheng)水(shui)膜(mo)，并靠(kao)重力自流(liu)向下與(yu)煙氣分離(li)，柔性(xing)織物(wu)材料作(zuo)為收塵(chen)(chen)極布置成(cheng)方形孔道(立(li)式布置)，煙氣沿(yan)孔道流(liu)過。(1)柔性(xing)濕(shi)式電除塵(chen)(chen)器(qi)的(de)技術特點如下：1)柔性(xing)陽有(you)重量(liang)輕、防腐(fu)性(xing)能(neng)好的(de)(de)特點。2)柔(rou)(rou)(rou)性(xing)絕(jue)緣疏水(shui)(shui)纖維本身的(de)(de)結構(gou)特性(xing)，有(you)利(li)于(yu)表(biao)面形成均勻(yun)水(shui)(shui)膜，利(li)用(yong)從煙氣(qi)中(zhong)收集的(de)(de)酸液帶出灰(hui)，實現自清灰(hui)，沖洗水(shui)(shui)量(liang)小。3)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)部件可(ke)組(zu)裝拆卸，有(you)利(li)于(yu)后期的(de)(de)維護和更換。(2)柔(rou)(rou)(rou)性(xing)濕(shi)式電(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)存在(zai)的(de)(de)問題如下：1)柔(rou)(rou)(rou)性(xing)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)不耐(nai)高(gao)溫(wen)，煙氣(qi)溫(wen)度(du)較高(gao)時(shi)，對(dui)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)壽命有(you)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)，嚴重時(shi)可(ke)能(neng)燒蝕，使用(yong)壽命6年左右。2)柔(rou)(rou)(rou)性(xing)纖維織物的(de)(de)伸(shen)縮率較大，陽(yang)(yang)極(ji)(ji)布(bu)的(de)(de)張緊程(cheng)度(du)和浸水(shui)(shui)后發(fa)生的(de)(de)伸(shen)縮都(dou)會影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)實際的(de)(de)極(ji)(ji)間距，進而影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)場的(de)(de)穩定性(xing)、電(dian)壓的(de)(de)正常運行。3)煙氣(qi)流(liu)速較高(gao)，產生氣(qi)流(liu)帶出，PM2.5細微顆粒及氣(qi)溶膠脫除(chu)率低(di)。性(xing)能(neng)結果表(biao)明：粉塵(chen)去(qu)除(chu)率(含石膏(gao))：≥70%;SO3去(qu)除(chu)率：≥70%;霧滴含量(liang)：低(di)于(yu)20mg/m3。目前(qian)，國(guo)電(dian)益陽(yang)(yang)發(fa)電(dian)有(you)限公司300MW機組(zu)，國(guo)電(dian)滎陽(yang)(yang)煤電(dian)一體化(hua)有(you)限公司一期600MW機組(zu)采用(yong)了柔(rou)(rou)(rou)性(xing)電(dian)極(ji)(ji)濕(shi)式靜(jing)電(dian)除(chu)塵(chen)技術。

3.4、徑流濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)徑流濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)是北(bei)京華(hua)能達公司(si)自主研發的(de)(de)(de)具(ju)有自主知識產權的(de)(de)(de)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)技術。與上(shang)述濕(shi)式(shi)靜電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)結(jie)構(gou)不同(tong)，該結(jie)構(gou)布置(zhi)是將收塵(chen)(chen)(chen)陽(yang)(yang)極板垂(chui)直于氣(qi)流方向，使電(dian)(dian)場力(li)與引風(feng)力(li)的(de)(de)(de)方向在(zai)同(tong)一水平線上(shang)，粉塵(chen)(chen)(chen)顆粒在(zai)引風(feng)力(li)與電(dian)(dian)場力(li)的(de)(de)(de)共同(tong)作用(yong)下，在(zai)新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)極板上(shang)完成捕(bu)集。裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)主要由殼體、分布板、陽(yang)(yang)極裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)、陰(yin)極裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)、噴淋系(xi)統、熱(re)風(feng)系(xi)統和供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源等組成。(1)徑流濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)的(de)(de)(de)技術特(te)點如下：1)與煙氣(qi)接觸部(bu)位全部(bu)采用(yong)2205雙相(xiang)不銹鋼(gang)材質，具(ju)有強度高、耐高溫(wen)、耐腐蝕(尤其(qi)對氯離(li)子和硫化物的(de)(de)(de)應力(li)腐蝕)等特(te)性(xing)，使用(yong)壽命(ming)能夠達到30年。2)新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)極板的(de)(de)(de)通(tong)孔率達到98%以上(shang)，其(qi)幾乎全通(tong)透的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)大大降低了徑流式(shi)濕(shi)式(shi)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)的(de)(de)(de)運行阻力(li)，并(bing)且和普通(tong)的(de)(de)(de)陽(yang)(yang)極板相(xiang)比，相(xiang)同(tong)體積(ji)下新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)極板具(ju)有的(de)集(ji)塵面積，相當(dang)于(yu)普通(tong)陽極(ji)板的(de)20倍。3)陽極(ji)系統采(cai)用(yong)(yong)旋轉電極(ji)設計，在(zai)(zai)(zai)旋轉電極(ji)下部(bu)設立獨立的(de)清洗(xi)(xi)室，由高壓噴(pen)嘴在(zai)(zai)(zai)旋轉電極(ji)內部(bu)向外(wai)沖洗(xi)(xi)網板，清洗(xi)(xi)網板后的(de)污(wu)水(shui)通(tong)過排水(shui)泵和排污(wu)管道送入脫硫塔補(bu)水(shui)。在(zai)(zai)(zai)工(gong)程運行中，利用(yong)(yong)壓差監(jian)測，實(shi)現(xian)在(zai)(zai)(zai)線(xian)噴(pen)淋，無水(shui)循環系統，故耗(hao)水(shui)、耗(hao)電量小。(2)徑流濕式電除塵器存在(zai)(zai)(zai)的(de)問題如(ru)下：1)由于(yu)接觸煙氣的(de)部(bu)件(jian)全部(bu)采(cai)用(yong)(yong)2205雙相不銹(xiu)鋼，前期成本投入較高。