大興安嶺濕式電除塵器

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(xin)世(shi)紀(ji)，隨著我(wo)國經濟的高(gao)速發展(zhan)，火電(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji)容(rong)量仍在(zai)不斷增長。按中電(dian)(dian)聯《電(dian)(dian)力行業節能環保信息》推算，2015年，我(wo)國新(xin)增火電(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji)容(rong)量約0.51億(yi)kW。根據電(dian)(dian)力規劃(hua)設計(ji)總院預測(ce)，到2020年，火電裝機容(rong)量將(jiang)達到(dao)12.2億kW，新增裝機容(rong)量約為3億kW。火電廠的(de)快速發展導(dao)致了大(da)氣環(huan)境的(de)污染(ran)并引發了公共環(huan)境及健康(kang)危(wei)機，

雖然采(cai)取一(yi)系列政策，大力推(tui)動(dong)煤炭清潔(jie)利(li)用與發展清(qing)潔能源，但由于我國燃煤發電的(de)基數較(jiao)大，火電廠仍將是大氣污(wu)染物(wu)的(de)主(zhu)(zhu)要(yao)排(pai)放源之一(yi)，而(er)降低排(pai)放強度的(de)主(zhu)(zhu)要(yao)措(cuo)施就是制定和實施更(geng)加嚴格的(de)排(pai)放標準(zhun)。

同時濕(shi)式電(dian)除塵(chen)(chen)器作為燃煤電(dian)廠污染物控制(zhi)的(de)精(jing)處理技(ji)術設備，其處理對(dui)象為含(han)大量游(you)離水的(de)飽(bao)和濕(shi)煙氣，主要(yao)去(qu)除粉塵(chen)(chen)(含(han)石膏)、SO3、霧滴(di)和有害氣體，并可(ke)有效(xiao)控制(zhi)PM2.5的(de)排(pai)放(fang)，本文介紹4種濕(shi)式電(dian)除塵(chen)(chen)器技(ji)術，并從性能、可(ke)靠(kao)性及除塵(chen)(chen)效(xiao)果等方面進行比較(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(zai)目前的(de)(de)(de)(de)濕(shi)(shi)除技(ji)術(shu)中(zhong)，主要差(cha)別在(zai)于陽極(ji)(ji)板材質的(de)(de)(de)(de)選取(qu)及清(qing)(qing)灰技(ji)術(shu)。根(gen)據(ju)陽極(ji)(ji)材質的(de)(de)(de)(de)不(bu)同，主要分為(wei)(wei)不(bu)銹(xiu)鋼濕(shi)(shi)式電(dian)除塵(chen)器、導(dao)電(dian)玻(bo)璃鋼電(dian)極(ji)(ji)濕(shi)(shi)式電(dian)除塵(chen)器、柔性(xing)電(dian)極(ji)(ji)濕(shi)(shi)式電(dian)除塵(chen)器;根(gen)據(ju)清(qing)(qing)灰技(ji)術(shu)(即水(shui)(shui)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成原理)不(bu)同，分為(wei)(wei)水(shui)(shui)膜(mo)(mo)(mo)自清(qing)(qing)灰技(ji)術(shu)和水(shui)(shui)膜(mo)(mo)(mo)沖洗清(qing)(qing)灰技(ji)術(shu)，前者為(wei)(wei)間(jian)斷噴淋(lin)，靠煙氣中(zhong)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)汽(qi)在(zai)陽極(ji)(ji)表(biao)面自凝結(jie)實(shi)現在(zai)線清(qing)(qing)灰，后(hou)者為(wei)(wei)通過噴淋(lin)水(shui)(shui)在(zai)陽極(ji)(ji)表(biao)面形(xing)成水(shui)(shui)膜(mo)(mo)(mo)清(qing)(qing)灰。

3、濕(shi)(shi)式(shi)電除(chu)塵器(qi)(qi)性能對比3.1、金屬電極濕(shi)(shi)式(shi)電除(chu)塵器(qi)(qi)20世(shi)紀90年代，為應對地方環保法規(gui)提(ti)出的(de)對煙塵排放控制的(de)要求，日本三菱公(gong)司(si)研(yan)發并建(jian)成(cheng)濕(shi)(shi)式(shi)電除(chu)塵器(qi)(qi)，用于燃煤電廠(chang)的(de)煙塵治理(li)。

2006年，專(zhuan)門針對PM2.5提(ti)出(chu)(chu)控制要(yao)求，在(zai)(zai)燃煤(mei)電(dian)(dian)廠安裝濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器。目前我國通過引進技術(shu)并優化設計，已掌握其核心(xin)技術(shu)。(1)金屬(shu)電(dian)(dian)極(ji)(ji)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器的技術(shu)特點(dian)如下：1)大多采用(yong)臥式(shi)(shi)布置，氣(qi)流(liu)(liu)沿水平方向進出(chu)(chu)，煙氣(qi)流(liu)(liu)速(su)較(jiao)低(流(liu)(liu)速(su)在(zai)(zai)2.5m/s左右)，能(neng)有效控制氣(qi)流(liu)(liu)帶出(chu)(chu)粉塵(chen)，提(ti)高(gao)PM2.5細微(wei)顆粒及(ji)氣(qi)溶膠(jiao)脫除效率。2)陰(yin)陽極(ji)(ji)均平行于(yu)(yu)氣(qi)流(liu)(liu)方向布置，金屬(shu)極(ji)(ji)板(ban)采用(yong)懸(xuan)掛(gua)方式(shi)(shi)，極(ji)(ji)板(ban)通過懸(xuan)掛(gua)梁固定于(yu)(yu)殼(ke)體中，電(dian)(dian)暈電(dian)(dian)極(ji)(ji)采用(yong)框架(jia)式(shi)(shi)結構，通過吊(diao)桿吊(diao)掛(gua)在(zai)(zai)殼(ke)體中。這種安裝方式(shi)(shi)由(you)于(yu)(yu)陰(yin)陽極(ji)(ji)不易變形，極(ji)(ji)間距(ju)有保證，故(gu)電(dian)(dian)場穩定性好，運行電(dian)(dian)壓高(gao)。3)耐(nai)高(gao)溫，脫硫系(xi)統出(chu)(chu)現(xian)故(gu)障時，可以在(zai)(zai)較(jiao)高(gao)的煙氣(qi)溫度下運行。

(2)金屬電(dian)極濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)存在的問題如下：

1)陽極(ji)(ji)(ji)板一般(ban)高度(du)在8～10m左(zuo)右，要(yao)(yao)形成均勻的(de)水(shui)(shui)膜對(dui)陽極(ji)(ji)(ji)板的(de)設計、制(zhi)造(zao)、安裝及維護有嚴(yan)格的(de)要(yao)(yao)求(qiu)，更換時(shi)難度(du)較(jiao)大。2)極(ji)(ji)(ji)板材(cai)質多采用(yong)316L，需要(yao)(yao)通過水(shui)(shui)膜保(bao)(bao)護以防腐蝕，一旦水(shui)(shui)膜保(bao)(bao)護出現失(shi)(shi)效，造(zao)成極(ji)(ji)(ji)板腐蝕嚴(yan)重，甚(shen)至喪失(shi)(shi)除塵效率(lv)。3)清灰方式采用(yong)在線單線連續噴淋工藝，需要(yao)(yao)設置(zhi)專門的(de)水(shui)(shui)處理系統，噴淋水(shui)(shui)經NaOH水(shui)(shui)溶液中和后循環使用(yong)，這種清灰方式對(dui)于水(shui)(shui)耗(hao)、電耗(hao)、堿的(de)消耗(hao)較(jiao)大，對(dui)噴嘴性能(neng)要(yao)(yao)求(qiu)更高。根據各企業發布的(de)環境監測報告顯示，金屬電極(ji)(ji)(ji)濕(shi)式電除塵器粉塵去除率(lv)(粉塵+石膏)：≥70%;SO3去除率(lv)：≥70%;霧滴含量：低(di)于20mg/m3。目(mu)前，浙江嘉(jia)興三期2×1000MW機(ji)組、大唐(tang)黃島電廠670MW機(ji)組、神(shen)華國華舟(zhou)山(shan)電廠350MW機(ji)組等都采用(yong)了金屬極(ji)(ji)(ji)板濕(shi)式電除塵器。

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)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器的(de)(de)技術特(te)點如下(xia)(xia)：1)導(dao)電(dian)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)具有(you)重量(liang)輕、比強(qiang)度(du)高(gao)(gao)(gao)、耐腐蝕等特(te)性(xing)。2)收塵(chen)(chen)極(ji)組件(jian)采(cai)用(yong)工廠成型(xing)，實(shi)現(xian)整體(ti)模塊(kuai)化，有(you)利于(yu)保(bao)證安裝精度(du)。3)除(chu)塵(chen)(chen)器運行時，收集下(xia)(xia)來的(de)(de)液(ye)滴(di)在(zai)(zai)沉(chen)(chen)淀極(ji)表(biao)面形成液(ye)膜(mo)，由于(yu)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)具有(you)很強(qiang)的(de)(de)疏水性(xing)，能有(you)效阻隔(ge)粉塵(chen)(chen)和石(shi)膏(gao)對(dui)沉(chen)(chen)淀極(ji)壁的(de)(de)粘(zhan)接(jie)，靠重力自(zi)流(liu)至下(xia)(xia)部集液(ye)槽。4)為防止(zhi)少量(liang)煙塵(chen)(chen)的(de)(de)沉(chen)(chen)積，在(zai)(zai)沉(chen)(chen)淀極(ji)管上(shang)(shang)部設(she)置一層(ceng)間斷(duan)噴淋裝置，將(jiang)(jiang)濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器分(fen)為多個(ge)(ge)電(dian)場(chang)(chang)，當需要進行間斷(duan)沖(chong)洗時，控(kong)制(zhi)(zhi)系統自(zi)動(dong)停掉其中(zhong)一個(ge)(ge)電(dian)場(chang)(chang)或將(jiang)(jiang)電(dian)場(chang)(chang)降(jiang)壓運行，沖(chong)洗結束后(hou)開啟(qi)該電(dian)場(chang)(chang)。由于(yu)耗水量(liang)較小，集液(ye)槽中(zhong)的(de)(de)收集液(ye)可返回脫硫(liu)塔(ta)內循環使用(yong)。(2)導(dao)電(dian)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器存在(zai)(zai)的(de)(de)問題如下(xia)(xia)：1)煙氣(qi)流(liu)速在(zai)(zai)2.5m/s左右(you)時，PM2.5細微(wei)顆粒及氣(qi)溶(rong)膠(jiao)脫除(chu)率(lv)(lv)高(gao)(gao)(gao)，提高(gao)(gao)(gao)煙氣(qi)流(liu)速后(hou)，影(ying)響除(chu)塵(chen)(chen)性(xing)能。2)一般(ban)FRP不能在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫下(xia)(xia)長期使用(yong)，煙氣(qi)溫度(du)較高(gao)(gao)(gao)時對(dui)陽極(ji)板壽命有(you)影(ying)響，嚴重時可能燒灼。FRP的(de)(de)使用(yong)壽命在(zai)(zai)10～15年左右(you)，與產品(pin)(pin)的(de)(de)質量(liang)及制(zhi)(zhi)作產品(pin)(pin)所用(yong)的(de)(de)樹脂等原(yuan)材料性(xing)能有(you)關。3)如果出現(xian)部分(fen)導(dao)電(dian)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)損(sun)壞，需要整個(ge)(ge)模塊(kuai)更換，將(jiang)(jiang)大(da)大(da)增(zeng)加(jia)維護費(fei)用(yong)和難度(du)。根據各企業發布的(de)(de)環境監測報告顯示，導(dao)電(dian)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器粉塵(chen)(chen)去除(chu)率(lv)(lv)(粉塵(chen)(chen)+石(shi)膏(gao))：≥70%;SO3去除(chu)率(lv)(lv)：≥70%;霧滴(di)含量(liang)：低(di)于(yu)25mg/m3。目前，黃(huang)臺8號、9號2×300MW機組、上(shang)(shang)海石(shi)洞口(kou)300MW機組、蒙西(xi)300MW機組、白楊河兩臺300MW機組等都(dou)采(cai)用(yong)了導(dao)電(dian)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器。

3.3、柔性電(dian)極濕式電(dian)除(chu)塵器20世紀90年(nian)代末，俄(e)亥俄(e)州立大學提出(chu)了柔性電(dian)極(ji)濕式電(dian)除塵技術的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公(gong)司和俄亥(hai)俄州立大(da)學共(gong)同(tong)研究(jiu)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，我國早由山(shan)東大學和國電(dian)環保(bao)院共(gong)同研(yan)發，開始了(le)柔性(xing)絕緣疏水纖維織物(wu)用于(yu)濕(shi)式除(chu)塵器(qi)的研(yan)究工作，并于(yu)2012年(nian)在(zai)益陽300MW燃煤(mei)機組(zu)中完成(cheng)工業化應用。官網(wang)：goyd.cn通(tong)過(guo)相關資(zi)料(liao)顯示(shi)，耐(nai)腐蝕性(xing)優良(liang)的柔(rou)性(xing)絕緣疏水(shui)纖維織物(wu)通(tong)過(guo)潤濕使(shi)其導電(dian)，可以形成水(shui)膜，并靠重(zhong)力自流向下(xia)(xia)與(yu)煙氣分離，柔(rou)性(xing)織物(wu)材料(liao)作(zuo)為收塵極布置成方形孔道(立式布置)，煙氣沿孔道流過(guo)。(1)柔(rou)性(xing)濕式電(dian)除塵器的技術特點(dian)如下(xia)(xia)：1)柔(rou)性(xing)陽有(you)(you)重量(liang)輕、防腐性(xing)(xing)(xing)(xing)能好的(de)(de)特點(dian)。2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)絕緣疏(shu)水纖維本身的(de)(de)結(jie)構特性(xing)(xing)(xing)(xing)，有(you)(you)利于(yu)表面形成均勻水膜，利用從煙(yan)氣(qi)中(zhong)收集的(de)(de)酸液帶出灰(hui)(hui)，實(shi)現自清灰(hui)(hui)，沖洗水量(liang)小。3)陽極部(bu)件可組(zu)(zu)裝(zhuang)拆卸，有(you)(you)利于(yu)后(hou)(hou)期(qi)的(de)(de)維護和更換。(2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)濕式電(dian)除(chu)塵器(qi)存在的(de)(de)問題如下：1)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)陽極不耐高(gao)溫(wen)，煙(yan)氣(qi)溫(wen)度較(jiao)高(gao)時，對陽極壽命有(you)(you)影響(xiang)(xiang)，嚴(yan)重時可能燒蝕(shi)，使(shi)用壽命6年左右。2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)纖維織物(wu)的(de)(de)伸縮(suo)率較(jiao)大，陽極布的(de)(de)張緊程度和浸水后(hou)(hou)發(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)伸縮(suo)都會影響(xiang)(xiang)實(shi)際的(de)(de)極間(jian)距，進而影響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)場的(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)、電(dian)壓的(de)(de)正(zheng)常運(yun)行。3)煙(yan)氣(qi)流速較(jiao)高(gao)，產(chan)生(sheng)氣(qi)流帶出，PM2.5細微(wei)顆粒及氣(qi)溶膠脫除(chu)率低。性(xing)(xing)(xing)(xing)能結(jie)果表明(ming)：粉塵去(qu)除(chu)率(含石膏(gao))：≥70%;SO3去(qu)除(chu)率：≥70%;霧(wu)滴含量(liang)：低于(yu)20mg/m3。目前，國電(dian)益(yi)陽發(fa)(fa)電(dian)有(you)(you)限(xian)公(gong)司300MW機組(zu)(zu)，國電(dian)滎陽煤(mei)電(dian)一體(ti)化有(you)(you)限(xian)公(gong)司一期(qi)600MW機組(zu)(zu)采用了柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)電(dian)極濕式靜電(dian)除(chu)塵技術(shu)。

3.4、徑流(liu)濕(shi)(shi)(shi)式電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)徑流(liu)濕(shi)(shi)(shi)式電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)是北(bei)京華能達(da)公司自主(zhu)(zhu)(zhu)研發的(de)(de)具(ju)有(you)(you)自主(zhu)(zhu)(zhu)知(zhi)識產權的(de)(de)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)技(ji)術。與(yu)(yu)上述濕(shi)(shi)(shi)式靜電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)結(jie)(jie)構不同(tong)，該結(jie)(jie)構布(bu)置(zhi)是將收塵(chen)(chen)(chen)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板垂直于氣(qi)(qi)流(liu)方(fang)向，使電(dian)場力(li)(li)與(yu)(yu)引(yin)風力(li)(li)的(de)(de)方(fang)向在同(tong)一水平線上，粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)顆粒在引(yin)風力(li)(li)與(yu)(yu)電(dian)場力(li)(li)的(de)(de)共同(tong)作用下(xia)，在新型陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板上完(wan)成捕集。裝置(zhi)主(zhu)(zhu)(zhu)要由殼(ke)體(ti)、分布(bu)板、陽(yang)(yang)極(ji)(ji)裝置(zhi)、陰極(ji)(ji)裝置(zhi)、噴淋系統、熱風系統和(he)供電(dian)電(dian)源等(deng)(deng)組(zu)成。(1)徑流(liu)濕(shi)(shi)(shi)式電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)的(de)(de)技(ji)術特點如下(xia)：1)與(yu)(yu)煙(yan)氣(qi)(qi)接觸部位全部采(cai)用2205雙相不銹鋼材質，具(ju)有(you)(you)強度高、耐(nai)高溫、耐(nai)腐蝕(尤(you)其對氯離子(zi)和(he)硫化(hua)物的(de)(de)應力(li)(li)腐蝕)等(deng)(deng)特性，使用壽命(ming)能夠達(da)到30年。2)新型陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板的(de)(de)通(tong)孔率達(da)到98%以(yi)上，其幾乎全通(tong)透的(de)(de)結(jie)(jie)構大大降低(di)了(le)徑流(liu)式濕(shi)(shi)(shi)式除(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)的(de)(de)運行阻力(li)(li)，并且和(he)普通(tong)的(de)(de)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板相比，相同(tong)體(ti)積下(xia)新型陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板具(ju)有(you)(you)的(de)(de)集塵(chen)(chen)面積(ji)，相當于普通(tong)陽(yang)極(ji)(ji)板的(de)(de)20倍。3)陽(yang)極(ji)(ji)系統(tong)采用(yong)旋轉(zhuan)電極(ji)(ji)設(she)計，在旋轉(zhuan)電極(ji)(ji)下(xia)部(bu)設(she)立(li)獨立(li)的(de)(de)清洗(xi)室，由高壓噴嘴在旋轉(zhuan)電極(ji)(ji)內(nei)部(bu)向外(wai)沖洗(xi)網板，清洗(xi)網板后的(de)(de)污水通(tong)過(guo)排(pai)(pai)水泵和排(pai)(pai)污管道(dao)送入(ru)(ru)脫硫塔補水。在工程運行中(zhong)，利用(yong)壓差監測(ce)，實(shi)現在線噴淋，無水循(xun)環系統(tong)，故耗水、耗電量小。(2)徑流濕式(shi)電除塵(chen)(chen)器存在的(de)(de)問題(ti)如(ru)下(xia)：1)由于接觸煙氣的(de)(de)部(bu)件全部(bu)采用(yong)2205雙相不銹鋼，前期成本(ben)投(tou)入(ru)(ru)較(jiao)高。