福建濕式電除塵器

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發展(zhan)，火(huo)電裝(zhuang)機容(rong)量仍在(zai)不(bu)斷增(zeng)長。按中電聯《電力行業節能環(huan)保信(xin)息》推算，2015年，我國新增(zeng)火(huo)電裝(zhuang)機容(rong)量約0.51億kW。根據(ju)電力規劃設(she)計總院(yuan)預(yu)測，到2020年，火(huo)電裝機(ji)(ji)容量將達到12.2億kW，新增裝機(ji)(ji)容量約為3億kW。火(huo)電廠的快速發展導致(zhi)了大氣環(huan)境的污染(ran)并(bing)引發了公共環(huan)境及健康危(wei)機(ji)(ji)，

雖然采取一系列政(zheng)策，大力推(tui)動煤炭清潔利用與(yu)發展清潔能源，但由(you)于(yu)我國燃煤發電(dian)的(de)(de)基數較大，火電(dian)廠仍將是(shi)大氣污染物的(de)(de)主要排放源之一，而降低排放強(qiang)度的(de)(de)主要措施就是(shi)制定和(he)實施更加嚴格的(de)(de)排放標準。

同時(shi)濕(shi)式電除塵器作為燃煤電廠污染物控(kong)制(zhi)的(de)精處(chu)理(li)技術(shu)設(she)備(bei)，其處(chu)理(li)對象為含(han)大量(liang)游離(li)水的(de)飽和濕(shi)煙(yan)氣，主(zhu)要去(qu)除粉塵(含(han)石膏)、SO3、霧(wu)滴(di)和有(you)(you)害(hai)氣體，并(bing)可有(you)(you)效(xiao)控(kong)制(zhi)PM2.5的(de)排(pai)放，本文介紹4種濕(shi)式電除塵器技術(shu)，并(bing)從性能、可靠性及除塵效(xiao)果等方面(mian)進(jin)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。在目前(qian)的(de)濕除(chu)技術(shu)中，主要差別在于陽極(ji)板材質的(de)選取及清(qing)灰(hui)(hui)技術(shu)。根據陽極(ji)材質的(de)不同(tong)，主要分(fen)為(wei)不銹鋼濕式(shi)(shi)電除(chu)塵(chen)器(qi)、導電玻(bo)璃鋼電極(ji)濕式(shi)(shi)電除(chu)塵(chen)器(qi)、柔(rou)性(xing)電極(ji)濕式(shi)(shi)電除(chu)塵(chen)器(qi);根據清(qing)灰(hui)(hui)技術(shu)(即水(shui)膜的(de)形(xing)成原理)不同(tong)，分(fen)為(wei)水(shui)膜自清(qing)灰(hui)(hui)技術(shu)和水(shui)膜沖洗清(qing)灰(hui)(hui)技術(shu)，前(qian)者(zhe)為(wei)間斷噴淋，靠煙氣中的(de)水(shui)汽在陽極(ji)表(biao)面(mian)自凝結(jie)實現在線清(qing)灰(hui)(hui)，后者(zhe)為(wei)通過噴淋水(shui)在陽極(ji)表(biao)面(mian)形(xing)成水(shui)膜清(qing)灰(hui)(hui)。

3、濕式電除(chu)塵(chen)器性能對(dui)比3.1、金屬(shu)電極濕式電除(chu)塵(chen)器20世紀90年代(dai)，為應對(dui)地方環(huan)保法規提出的(de)對(dui)煙塵(chen)排放(fang)控(kong)制的(de)要求(qiu)，日本(ben)三菱公司研發(fa)并建(jian)成濕式電除(chu)塵(chen)器，用(yong)于燃煤電廠的(de)煙塵(chen)治(zhi)理(li)。

2006年，專(zhuan)門(men)針(zhen)對PM2.5提出(chu)(chu)(chu)控制要求，在燃煤電(dian)廠安(an)裝濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵器(qi)。目前我國通(tong)過引進技(ji)術并優化(hua)設計(ji)，已掌(zhang)握其核心技(ji)術。(1)金屬電(dian)極濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵器(qi)的技(ji)術特點如下：1)大多采(cai)用臥式(shi)布(bu)(bu)置，氣(qi)(qi)流(liu)沿水平方向(xiang)進出(chu)(chu)(chu)，煙氣(qi)(qi)流(liu)速較低(流(liu)速在2.5m/s左(zuo)右)，能有效(xiao)控制氣(qi)(qi)流(liu)帶出(chu)(chu)(chu)粉塵，提高(gao)PM2.5細微顆(ke)粒及氣(qi)(qi)溶膠脫(tuo)除(chu)效(xiao)率。2)陰陽極均平行于氣(qi)(qi)流(liu)方向(xiang)布(bu)(bu)置，金屬極板采(cai)用懸掛方式(shi)，極板通(tong)過懸掛梁固定于殼體中(zhong)(zhong)，電(dian)暈電(dian)極采(cai)用框(kuang)架式(shi)結構，通(tong)過吊(diao)桿吊(diao)掛在殼體中(zhong)(zhong)。這種(zhong)安(an)裝方式(shi)由于陰陽極不易變形，極間距有保(bao)證，故(gu)電(dian)場(chang)穩定性好，運行電(dian)壓高(gao)。3)耐高(gao)溫(wen)，脫(tuo)硫系(xi)統出(chu)(chu)(chu)現故(gu)障時，可以在較高(gao)的煙氣(qi)(qi)溫(wen)度下運行。

(2)金(jin)屬電極濕式電除(chu)塵器存(cun)在的問題如下：

1)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)一般高度在8～10m左右，要形成均勻的水膜(mo)對陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)的設計、制造、安(an)裝及維護(hu)有嚴格的要求，更(geng)換(huan)時難度較(jiao)大(da)。2)極(ji)板(ban)材(cai)質多采(cai)用316L，需(xu)要通過水膜(mo)保(bao)(bao)護(hu)以防腐(fu)蝕(shi)，一旦(dan)水膜(mo)保(bao)(bao)護(hu)出現失效，造成極(ji)板(ban)腐(fu)蝕(shi)嚴重，甚(shen)至喪(sang)失除(chu)(chu)塵效率(lv)。3)清(qing)灰方式(shi)采(cai)用在線(xian)單線(xian)連續噴淋工藝，需(xu)要設置(zhi)專(zhuan)門的水處理系統，噴淋水經NaOH水溶液中(zhong)和后(hou)循環(huan)使用，這(zhe)種清(qing)灰方式(shi)對于水耗(hao)、電(dian)耗(hao)、堿的消耗(hao)較(jiao)大(da)，對噴嘴性能要求更(geng)高。根據(ju)各企(qi)業發布(bu)的環(huan)境監測報(bao)告顯(xian)示，金屬(shu)電(dian)極(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵器(qi)(qi)粉塵去除(chu)(chu)率(lv)(粉塵+石(shi)膏)：≥70%;SO3去除(chu)(chu)率(lv)：≥70%;霧滴含(han)量：低于20mg/m3。目前，浙江嘉興三期2×1000MW機組、大(da)唐黃島電(dian)廠(chang)670MW機組、神華(hua)國(guo)華(hua)舟山電(dian)廠(chang)350MW機組等都采(cai)用了金屬(shu)極(ji)板(ban)濕(shi)式(shi)電(dian)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)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)的技(ji)術特(te)點如下：1)導(dao)(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)具有(you)(you)重量(liang)(liang)輕、比強度高(gao)(gao)、耐腐蝕等(deng)特(te)性。2)收塵(chen)(chen)極組件采用工(gong)廠成(cheng)(cheng)型(xing)，實現整體模(mo)塊化，有(you)(you)利于(yu)(yu)保(bao)證安(an)裝精(jing)度。3)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)運行時(shi)，收集下來的液(ye)(ye)滴(di)在沉淀極表面形成(cheng)(cheng)液(ye)(ye)膜(mo)，由(you)(you)于(yu)(yu)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)具有(you)(you)很強的疏(shu)水性，能(neng)有(you)(you)效阻隔粉(fen)塵(chen)(chen)和石(shi)(shi)膏對(dui)沉淀極壁(bi)的粘接，靠重力自流至下部(bu)(bu)集液(ye)(ye)槽。4)為(wei)(wei)防(fang)止少量(liang)(liang)煙塵(chen)(chen)的沉積，在沉淀極管上部(bu)(bu)設置一層間斷噴淋(lin)裝置，將濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)分為(wei)(wei)多(duo)個(ge)(ge)電(dian)(dian)場，當(dang)需要(yao)進行間斷沖洗時(shi)，控制(zhi)系統自動停掉其中一個(ge)(ge)電(dian)(dian)場或將電(dian)(dian)場降(jiang)壓運行，沖洗結束(shu)后(hou)開(kai)啟(qi)該電(dian)(dian)場。由(you)(you)于(yu)(yu)耗(hao)水量(liang)(liang)較小，集液(ye)(ye)槽中的收集液(ye)(ye)可(ke)返(fan)回脫(tuo)硫塔內循環(huan)使用。(2)導(dao)(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)存在的問題如下：1)煙氣(qi)流速在2.5m/s左(zuo)右時(shi)，PM2.5細微(wei)顆粒及氣(qi)溶膠脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)(chu)率(lv)高(gao)(gao)，提高(gao)(gao)煙氣(qi)流速后(hou)，影響(xiang)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)性能(neng)。2)一般FRP不能(neng)在高(gao)(gao)溫(wen)(wen)下長期使用，煙氣(qi)溫(wen)(wen)度較高(gao)(gao)時(shi)對(dui)陽極板壽命有(you)(you)影響(xiang)，嚴重時(shi)可(ke)能(neng)燒(shao)灼。FRP的使用壽命在10～15年左(zuo)右，與產品的質(zhi)量(liang)(liang)及制(zhi)作產品所用的樹(shu)脂(zhi)等(deng)原材(cai)料性能(neng)有(you)(you)關。3)如果出現部(bu)(bu)分導(dao)(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)損壞，需要(yao)整個(ge)(ge)模(mo)塊更換(huan)，將大(da)大(da)增(zeng)加(jia)維護費用和難度。根(gen)據各企業發布(bu)的環(huan)境監測報告顯示(shi)，導(dao)(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)粉(fen)塵(chen)(chen)去除(chu)(chu)(chu)(chu)率(lv)(粉(fen)塵(chen)(chen)+石(shi)(shi)膏)：≥70%;SO3去除(chu)(chu)(chu)(chu)率(lv)：≥70%;霧滴(di)含(han)量(liang)(liang)：低于(yu)(yu)25mg/m3。目前，黃臺8號、9號2×300MW機組、上海(hai)石(shi)(shi)洞口(kou)300MW機組、蒙西300MW機組、白楊河兩臺300MW機組等(deng)都采用了導(dao)(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)。

3.3、柔性電極濕式電除塵器20世紀90年(nian)代末，俄亥俄州立大學提出了(le)柔性電(dian)極濕式電(dian)除塵技術的概(gai)念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄(e)亥俄(e)州立大(da)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(zao)由(you)山東(dong)大學和(he)國電環(huan)保院共同研發(fa)，開始了(le)柔性絕緣疏水(shui)纖(xian)維織物(wu)用于濕(shi)式除塵器的(de)研究工作，并(bing)于2012年在益(yi)陽300MW燃煤(mei)機組(zu)中完(wan)成(cheng)工(gong)業化(hua)應用。官網：goyd.cn通(tong)過相關資料(liao)顯示(shi)，耐腐蝕性(xing)優良的柔(rou)性(xing)絕緣疏(shu)水(shui)纖維織物通(tong)過潤濕使(shi)其(qi)導電，可以形成水(shui)膜，并(bing)靠重力自流(liu)向下與煙氣分離，柔(rou)性(xing)織物材料(liao)作(zuo)為收(shou)塵(chen)極布(bu)置(zhi)成方形孔道(立式布(bu)置(zhi))，煙氣沿孔道流(liu)過。(1)柔(rou)性(xing)濕式電除塵(chen)器的技(ji)術(shu)特點如下：1)柔(rou)性(xing)陽有重量輕、防腐性(xing)能好的(de)特點。2)柔性(xing)絕緣疏水(shui)(shui)纖維(wei)本身的(de)結(jie)構特性(xing)，有利(li)于(yu)表(biao)面(mian)形成均勻水(shui)(shui)膜(mo)，利(li)用從(cong)煙氣(qi)(qi)中(zhong)收集的(de)酸液(ye)帶出灰，實(shi)(shi)現自清灰，沖洗水(shui)(shui)量小。3)陽(yang)(yang)極(ji)部件可組(zu)(zu)裝(zhuang)拆卸，有利(li)于(yu)后期(qi)的(de)維(wei)護(hu)和更換。(2)柔性(xing)濕(shi)式電(dian)(dian)除塵器存在的(de)問題如下：1)柔性(xing)陽(yang)(yang)極(ji)不(bu)耐高(gao)溫，煙氣(qi)(qi)溫度較(jiao)高(gao)時，對陽(yang)(yang)極(ji)壽命(ming)有影響(xiang)(xiang)，嚴重時可能燒蝕，使用壽命(ming)6年(nian)左右。2)柔性(xing)纖維(wei)織物的(de)伸縮率(lv)(lv)較(jiao)大，陽(yang)(yang)極(ji)布的(de)張緊(jin)程度和浸(jin)水(shui)(shui)后發生的(de)伸縮都(dou)會影響(xiang)(xiang)實(shi)(shi)際的(de)極(ji)間距，進而影響(xiang)(xiang)到電(dian)(dian)場的(de)穩定性(xing)、電(dian)(dian)壓的(de)正常運(yun)行。3)煙氣(qi)(qi)流速較(jiao)高(gao)，產生氣(qi)(qi)流帶出，PM2.5細(xi)微顆(ke)粒及氣(qi)(qi)溶膠脫除率(lv)(lv)低(di)。性(xing)能結(jie)果表(biao)明(ming)：粉(fen)塵去除率(lv)(lv)(含石膏(gao))：≥70%;SO3去除率(lv)(lv)：≥70%;霧滴(di)含量：低(di)于(yu)20mg/m3。目(mu)前，國(guo)電(dian)(dian)益陽(yang)(yang)發電(dian)(dian)有限公(gong)司300MW機組(zu)(zu)，國(guo)電(dian)(dian)滎陽(yang)(yang)煤電(dian)(dian)一(yi)體化有限公(gong)司一(yi)期(qi)600MW機組(zu)(zu)采(cai)用了柔性(xing)電(dian)(dian)極(ji)濕(shi)式靜(jing)電(dian)(dian)除塵技術(shu)。

3.4、徑(jing)流(liu)濕(shi)式(shi)電除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)徑(jing)流(liu)濕(shi)式(shi)電除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)是北京華能(neng)達公(gong)司自主研(yan)發的(de)(de)具(ju)有自主知識產權的(de)(de)除(chu)塵(chen)(chen)技術。與(yu)上(shang)述濕(shi)式(shi)靜電除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)結(jie)構(gou)不(bu)同，該(gai)結(jie)構(gou)布置是將收塵(chen)(chen)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)垂直于氣流(liu)方(fang)向，使電場力(li)(li)與(yu)引風力(li)(li)的(de)(de)方(fang)向在同一水(shui)平(ping)線上(shang)，粉(fen)塵(chen)(chen)顆(ke)粒在引風力(li)(li)與(yu)電場力(li)(li)的(de)(de)共同作(zuo)用(yong)(yong)下，在新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)上(shang)完(wan)成捕集。裝置主要(yao)由(you)殼體、分布板(ban)(ban)(ban)、陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)裝置、陰極(ji)(ji)(ji)裝置、噴淋系(xi)統(tong)、熱風系(xi)統(tong)和(he)供電電源等組成。(1)徑(jing)流(liu)濕(shi)式(shi)電除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)技術特點如下：1)與(yu)煙氣接觸部(bu)位全部(bu)采用(yong)(yong)2205雙相不(bu)銹(xiu)鋼材質(zhi)，具(ju)有強(qiang)度高(gao)、耐(nai)高(gao)溫、耐(nai)腐蝕(shi)(尤其對氯離子和(he)硫化物的(de)(de)應力(li)(li)腐蝕(shi))等特性，使用(yong)(yong)壽命能(neng)夠達到30年。2)新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)的(de)(de)通孔率達到98%以上(shang)，其幾乎全通透(tou)的(de)(de)結(jie)構(gou)大(da)(da)大(da)(da)降低了(le)徑(jing)流(liu)式(shi)濕(shi)式(shi)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)運(yun)行阻力(li)(li)，并且和(he)普通的(de)(de)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)相比，相同體積(ji)下新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)具(ju)有的(de)(de)集塵面積，相(xiang)當于普(pu)通陽(yang)極(ji)板的(de)(de)20倍。3)陽(yang)極(ji)系(xi)(xi)統采用(yong)(yong)旋轉電極(ji)設(she)(she)計(ji)，在(zai)(zai)旋轉電極(ji)下部(bu)設(she)(she)立獨立的(de)(de)清洗室(shi)，由(you)高壓(ya)噴嘴在(zai)(zai)旋轉電極(ji)內部(bu)向外沖洗網板，清洗網板后(hou)的(de)(de)污(wu)水(shui)通過排(pai)水(shui)泵和排(pai)污(wu)管道送(song)入脫(tuo)硫塔補水(shui)。在(zai)(zai)工程運(yun)行中(zhong)，利用(yong)(yong)壓(ya)差監測，實現在(zai)(zai)線(xian)噴淋，無水(shui)循環系(xi)(xi)統，故耗水(shui)、耗電量小。(2)徑(jing)流濕式電除塵器存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)問題如下：1)由(you)于接觸(chu)煙氣的(de)(de)部(bu)件全部(bu)采用(yong)(yong)2205雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)，前期(qi)成本(ben)投(tou)入較高。