東方濕式電除塵器

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(wo)國經(jing)濟的高速發展，火(huo)電裝機容量(liang)仍在不斷增(zeng)(zeng)長。按中(zhong)電聯《電力行(xing)業(ye)節能環保信息》推算(suan)，2015年(nian)(nian)，我(wo)國新增(zeng)(zeng)火(huo)電裝機容量(liang)約0.51億(yi)kW。根據電力規(gui)劃設計總院(yuan)預(yu)測，到(dao)2020年(nian)(nian)，火電裝機容(rong)量將(jiang)達到12.2億kW，新增裝機容(rong)量約為3億kW。火電廠的快(kuai)速(su)發展導致了(le)大氣環境的污染并引發了(le)公共(gong)環境及健康危機，

雖(sui)然采取一系列(lie)政策(ce)，大(da)力推動煤炭清潔利(li)用與發(fa)展(zhan)清(qing)潔能(neng)源，但由(you)于我國燃煤發(fa)電的(de)基數較大，火電廠(chang)仍將是(shi)大氣污染物的(de)主要排(pai)放源之一(yi)，而降低排(pai)放強度(du)的(de)主要措施(shi)就是(shi)制定和實施(shi)更加嚴格的(de)排(pai)放標準(zhun)。

同(tong)時濕式電(dian)除(chu)塵器(qi)作(zuo)為(wei)燃煤電(dian)廠污染物控制(zhi)的(de)精處理技術(shu)設備，其處理對象為(wei)含大量游離水的(de)飽和濕煙(yan)氣，主要去除(chu)粉塵(含石膏)、SO3、霧滴和有害氣體，并(bing)可有效(xiao)控制(zhi)PM2.5的(de)排放，本文介紹(shao)4種(zhong)濕式電(dian)除(chu)塵器(qi)技術(shu)，并(bing)從性(xing)能、可靠性(xing)及除(chu)塵效(xiao)果等方(fang)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)目前的(de)(de)濕除(chu)(chu)技術中，主要差別在(zai)于陽極(ji)(ji)板(ban)材質的(de)(de)選(xuan)取及(ji)清(qing)(qing)灰(hui)技術。根據(ju)(ju)陽極(ji)(ji)材質的(de)(de)不(bu)同，主要分為(wei)(wei)不(bu)銹鋼(gang)濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器、導電(dian)玻璃鋼(gang)電(dian)極(ji)(ji)濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器、柔(rou)性電(dian)極(ji)(ji)濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器;根據(ju)(ju)清(qing)(qing)灰(hui)技術(即水膜(mo)的(de)(de)形成原理)不(bu)同，分為(wei)(wei)水膜(mo)自清(qing)(qing)灰(hui)技術和水膜(mo)沖洗清(qing)(qing)灰(hui)技術，前者為(wei)(wei)間斷噴淋(lin)，靠煙氣中的(de)(de)水汽在(zai)陽極(ji)(ji)表面自凝結(jie)實現在(zai)線清(qing)(qing)灰(hui)，后者為(wei)(wei)通過噴淋(lin)水在(zai)陽極(ji)(ji)表面形成水膜(mo)清(qing)(qing)灰(hui)。

3、濕式電(dian)除(chu)塵器(qi)性能(neng)對比3.1、金屬電(dian)極濕式電(dian)除(chu)塵器(qi)20世(shi)紀(ji)90年代，為應(ying)對地方環保法規提(ti)出的對煙(yan)塵排(pai)放控制的要求，日本三菱(ling)公司(si)研發并建成濕式電(dian)除(chu)塵器(qi)，用于燃煤電(dian)廠的煙(yan)塵治(zhi)理(li)。

2006年，專門針對PM2.5提出控制要求，在燃煤電(dian)(dian)廠安裝濕式(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)。目(mu)前我國(guo)通(tong)過引進(jin)技術(shu)并優化(hua)設計，已掌(zhang)握其核(he)心技術(shu)。(1)金(jin)屬(shu)電(dian)(dian)極(ji)(ji)濕式(shi)電(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)的技術(shu)特點(dian)如下：1)大多(duo)采(cai)(cai)用(yong)(yong)臥式(shi)布(bu)置，氣(qi)流(liu)沿水平方(fang)(fang)向進(jin)出，煙氣(qi)流(liu)速(su)較低(流(liu)速(su)在2.5m/s左右)，能有(you)效(xiao)控制氣(qi)流(liu)帶出粉塵，提高(gao)PM2.5細微顆粒及(ji)氣(qi)溶膠(jiao)脫(tuo)除(chu)效(xiao)率。2)陰陽(yang)極(ji)(ji)均平行(xing)(xing)于氣(qi)流(liu)方(fang)(fang)向布(bu)置，金(jin)屬(shu)極(ji)(ji)板(ban)采(cai)(cai)用(yong)(yong)懸掛方(fang)(fang)式(shi)，極(ji)(ji)板(ban)通(tong)過懸掛梁(liang)固定于殼體(ti)中，電(dian)(dian)暈電(dian)(dian)極(ji)(ji)采(cai)(cai)用(yong)(yong)框架(jia)式(shi)結構，通(tong)過吊桿吊掛在殼體(ti)中。這種安裝方(fang)(fang)式(shi)由于陰陽(yang)極(ji)(ji)不易(yi)變形，極(ji)(ji)間(jian)距有(you)保證，故電(dian)(dian)場穩(wen)定性好，運(yun)行(xing)(xing)電(dian)(dian)壓高(gao)。3)耐高(gao)溫，脫(tuo)硫系統出現(xian)故障(zhang)時，可以(yi)在較高(gao)的煙氣(qi)溫度下運(yun)行(xing)(xing)。

(2)金屬電極濕式電除塵器存在的問題如下：

1)陽(yang)極板(ban)一(yi)(yi)般高度在8～10m左右，要(yao)形成(cheng)均(jun)勻的(de)(de)水膜對(dui)陽(yang)極板(ban)的(de)(de)設計(ji)、制(zhi)造(zao)、安裝(zhuang)及維護(hu)有嚴格的(de)(de)要(yao)求，更換時難度較大(da)。2)極板(ban)材質多采(cai)(cai)用316L，需要(yao)通過水膜保護(hu)以防腐蝕，一(yi)(yi)旦水膜保護(hu)出現失效，造(zao)成(cheng)極板(ban)腐蝕嚴重，甚至喪失除(chu)塵效率。3)清灰方式(shi)采(cai)(cai)用在線單線連(lian)續噴淋(lin)工藝(yi)，需要(yao)設置專門的(de)(de)水處理系統(tong)，噴淋(lin)水經NaOH水溶液中和后循環使用，這種清灰方式(shi)對(dui)于水耗(hao)、電(dian)耗(hao)、堿(jian)的(de)(de)消耗(hao)較大(da)，對(dui)噴嘴性能要(yao)求更高。根據各(ge)企業(ye)發布的(de)(de)環境監測報告顯示，金屬(shu)電(dian)極濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵器粉(fen)塵去(qu)除(chu)率(粉(fen)塵+石膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)率：≥70%;霧滴含量：低于20mg/m3。目前(qian)，浙江嘉興三期2×1000MW機(ji)組、大(da)唐黃島(dao)電(dian)廠670MW機(ji)組、神華國華舟(zhou)山電(dian)廠350MW機(ji)組等(deng)都采(cai)(cai)用了金屬(shu)極板(ban)濕(shi)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(dao)電玻(bo)璃鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)電除塵(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)技術(shu)特點如(ru)下(xia)(xia)：1)導(dao)電玻(bo)璃鋼(gang)具(ju)有(you)(you)重(zhong)量輕(qing)、比(bi)強度高(gao)(gao)、耐腐蝕等特性。2)收塵(chen)(chen)極組(zu)件(jian)采用(yong)工廠成型，實現(xian)整體模塊化，有(you)(you)利于(yu)(yu)保證(zheng)安(an)裝精度。3)除塵(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)運行(xing)時，收集(ji)下(xia)(xia)來(lai)的(de)(de)(de)(de)液滴(di)(di)在(zai)沉(chen)淀極表(biao)面形成液膜，由(you)于(yu)(yu)玻(bo)璃鋼(gang)具(ju)有(you)(you)很強的(de)(de)(de)(de)疏水(shui)性，能有(you)(you)效阻隔粉(fen)塵(chen)(chen)和石膏對沉(chen)淀極壁的(de)(de)(de)(de)粘(zhan)接，靠重(zhong)力自流至下(xia)(xia)部集(ji)液槽(cao)。4)為防止少量煙(yan)塵(chen)(chen)的(de)(de)(de)(de)沉(chen)積，在(zai)沉(chen)淀極管上部設(she)置一(yi)層(ceng)間(jian)斷噴淋裝置，將濕(shi)(shi)式(shi)電除塵(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)分為多個(ge)電場，當需要進行(xing)間(jian)斷沖洗時，控制系統(tong)自動停掉其中一(yi)個(ge)電場或(huo)將電場降壓運行(xing)，沖洗結(jie)束后開啟該電場。由(you)于(yu)(yu)耗水(shui)量較小，集(ji)液槽(cao)中的(de)(de)(de)(de)收集(ji)液可返回脫硫塔內(nei)循(xun)環(huan)使用(yong)。(2)導(dao)電玻(bo)璃鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)電除塵(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)存在(zai)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題如(ru)下(xia)(xia)：1)煙(yan)氣(qi)流速在(zai)2.5m/s左右時，PM2.5細微顆粒及氣(qi)溶膠(jiao)脫除率高(gao)(gao)，提高(gao)(gao)煙(yan)氣(qi)流速后，影(ying)(ying)響(xiang)除塵(chen)(chen)性能。2)一(yi)般FRP不(bu)能在(zai)高(gao)(gao)溫下(xia)(xia)長(chang)期使用(yong)，煙(yan)氣(qi)溫度較高(gao)(gao)時對陽極板壽(shou)(shou)命(ming)(ming)有(you)(you)影(ying)(ying)響(xiang)，嚴重(zhong)時可能燒(shao)灼。FRP的(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽(shou)(shou)命(ming)(ming)在(zai)10～15年左右，與產(chan)品的(de)(de)(de)(de)質量及制作(zuo)產(chan)品所用(yong)的(de)(de)(de)(de)樹脂等原材料性能有(you)(you)關。3)如(ru)果出現(xian)部分導(dao)電玻(bo)璃鋼(gang)損壞，需要整個(ge)模塊更(geng)換，將大大增(zeng)加(jia)維護費(fei)用(yong)和難度。根據各企(qi)業發布的(de)(de)(de)(de)環(huan)境(jing)監測報告顯示，導(dao)電玻(bo)璃鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)電除塵(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)粉(fen)塵(chen)(chen)去除率(粉(fen)塵(chen)(chen)+石膏)：≥70%;SO3去除率：≥70%;霧滴(di)(di)含量：低于(yu)(yu)25mg/m3。目(mu)前，黃臺8號(hao)(hao)、9號(hao)(hao)2×300MW機(ji)組(zu)、上海石洞口(kou)300MW機(ji)組(zu)、蒙西300MW機(ji)組(zu)、白(bai)楊河兩臺300MW機(ji)組(zu)等都采用(yong)了導(dao)電玻(bo)璃鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)電除塵(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)。

3.3、柔性電(dian)極濕式(shi)電(dian)除塵器20世(shi)紀90年(nian)代末，俄亥俄州立大學提(ti)出(chu)了(le)柔(rou)性電極(ji)濕式(shi)電除塵技術的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄(e)亥(hai)俄(e)州立大學共(gong)同(tong)研究制(zhi)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(shan)東大學和國電環保院共(gong)同研發(fa)，開(kai)始了柔性絕緣疏(shu)水(shui)纖維織物用(yong)于(yu)(yu)濕(shi)式除(chu)塵器(qi)的(de)研究工(gong)作，并于(yu)(yu)2012年在益(yi)陽300MW燃(ran)煤(mei)機組中完成工業化應用(yong)。官網：goyd.cn通過(guo)相關資料(liao)顯示，耐腐蝕性優(you)良的(de)柔性絕緣疏水(shui)纖維織(zhi)物通過(guo)潤濕使其(qi)導電，可以形(xing)成(cheng)水(shui)膜，并靠重力(li)自流向下與煙氣分(fen)離，柔性織(zhi)物材料(liao)作為收塵極布置成(cheng)方形(xing)孔道(dao)(立式(shi)布置)，煙氣沿(yan)孔道(dao)流過(guo)。(1)柔性濕式(shi)電除塵器的(de)技(ji)術(shu)特(te)點如下：1)柔性陽(yang)有(you)(you)重量輕、防腐性(xing)(xing)(xing)能好的(de)特點。2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)絕緣疏(shu)水纖維本身的(de)結構特性(xing)(xing)(xing)，有(you)(you)利(li)(li)于(yu)(yu)表面形成均(jun)勻水膜，利(li)(li)用從(cong)煙(yan)(yan)氣(qi)中收集的(de)酸液帶出(chu)灰，實(shi)現(xian)自(zi)清灰，沖洗(xi)水量小。3)陽極(ji)部件(jian)可(ke)組(zu)裝(zhuang)拆卸(xie)，有(you)(you)利(li)(li)于(yu)(yu)后期(qi)的(de)維護(hu)和更換(huan)。(2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)濕式電除塵器存在的(de)問題如下：1)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)陽極(ji)不(bu)耐高(gao)溫，煙(yan)(yan)氣(qi)溫度(du)較高(gao)時，對陽極(ji)壽命有(you)(you)影響(xiang)，嚴重時可(ke)能燒蝕，使用壽命6年左右。2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)纖維織物的(de)伸(shen)縮(suo)率(lv)較大(da)，陽極(ji)布(bu)的(de)張緊程度(du)和浸水后發(fa)(fa)生(sheng)的(de)伸(shen)縮(suo)都會影響(xiang)實(shi)際的(de)極(ji)間距，進(jin)而影響(xiang)到電場的(de)穩定性(xing)(xing)(xing)、電壓(ya)的(de)正常運行。3)煙(yan)(yan)氣(qi)流速較高(gao)，產生(sheng)氣(qi)流帶出(chu)，PM2.5細微顆(ke)粒及氣(qi)溶膠(jiao)脫除率(lv)低。性(xing)(xing)(xing)能結果(guo)表明：粉塵去(qu)除率(lv)(含(han)石膏(gao))：≥70%;SO3去(qu)除率(lv)：≥70%;霧滴含(han)量：低于(yu)(yu)20mg/m3。目(mu)前，國電益陽發(fa)(fa)電有(you)(you)限公司300MW機組(zu)，國電滎陽煤電一(yi)體化有(you)(you)限公司一(yi)期(qi)600MW機組(zu)采用了柔(rou)性(xing)(xing)(xing)電極(ji)濕式靜(jing)電除塵技(ji)術。

3.4、徑流(liu)濕(shi)(shi)式(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)徑流(liu)濕(shi)(shi)式(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)是北(bei)京(jing)華能達公司(si)自(zi)主研發的(de)具(ju)(ju)有(you)自(zi)主知識產權的(de)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)技術(shu)。與(yu)上述濕(shi)(shi)式(shi)靜電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)結構(gou)不同(tong)，該結構(gou)布置(zhi)(zhi)是將收塵(chen)(chen)(chen)陽(yang)極板垂直于氣(qi)流(liu)方向(xiang)，使(shi)電場力(li)(li)與(yu)引(yin)風力(li)(li)的(de)方向(xiang)在(zai)(zai)(zai)同(tong)一水(shui)平(ping)線上，粉塵(chen)(chen)(chen)顆粒(li)在(zai)(zai)(zai)引(yin)風力(li)(li)與(yu)電場力(li)(li)的(de)共同(tong)作用(yong)(yong)下，在(zai)(zai)(zai)新型陽(yang)極板上完成捕(bu)集。裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)主要由(you)殼體、分布板、陽(yang)極裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)、陰(yin)極裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)、噴(pen)淋系統(tong)、熱(re)風系統(tong)和供電電源等組成。(1)徑流(liu)濕(shi)(shi)式(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)的(de)技術(shu)特點如下：1)與(yu)煙氣(qi)接觸(chu)部(bu)(bu)位全部(bu)(bu)采用(yong)(yong)2205雙相(xiang)不銹鋼材(cai)質(zhi)，具(ju)(ju)有(you)強(qiang)度高、耐高溫、耐腐(fu)蝕(shi)(尤其(qi)對氯離(li)子(zi)和硫化物的(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi))等特性，使(shi)用(yong)(yong)壽命能夠達到(dao)30年。2)新型陽(yang)極板的(de)通孔率達到(dao)98%以(yi)上，其(qi)幾乎全通透的(de)結構(gou)大(da)大(da)降低了徑流(liu)式(shi)濕(shi)(shi)式(shi)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)(qi)的(de)運行(xing)阻力(li)(li)，并(bing)且和普通的(de)陽(yang)極板相(xiang)比(bi)，相(xiang)同(tong)體積下新型陽(yang)極板具(ju)(ju)有(you)的(de)(de)集塵(chen)面(mian)積，相(xiang)(xiang)當于(yu)普通陽極(ji)板(ban)的(de)(de)20倍。3)陽極(ji)系統采(cai)用(yong)旋(xuan)轉(zhuan)電(dian)(dian)極(ji)設計(ji)，在旋(xuan)轉(zhuan)電(dian)(dian)極(ji)下(xia)部(bu)設立(li)(li)獨立(li)(li)的(de)(de)清洗(xi)室，由(you)高壓噴(pen)嘴(zui)在旋(xuan)轉(zhuan)電(dian)(dian)極(ji)內部(bu)向外(wai)沖洗(xi)網板(ban)，清洗(xi)網板(ban)后的(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)(shui)通過排水(shui)(shui)(shui)泵(beng)和排污(wu)管道送入(ru)脫硫塔(ta)補(bu)水(shui)(shui)(shui)。在工程運行中，利用(yong)壓差監測，實現(xian)在線噴(pen)淋，無水(shui)(shui)(shui)循環系統，故耗水(shui)(shui)(shui)、耗電(dian)(dian)量小。(2)徑流(liu)濕(shi)式電(dian)(dian)除塵(chen)器存在的(de)(de)問題如下(xia)：1)由(you)于(yu)接觸煙氣的(de)(de)部(bu)件全部(bu)采(cai)用(yong)2205雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼，前期成本投入(ru)較高。