黑河濕式電除塵器

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(yin)言進入新(xin)世紀(ji)，隨著我(wo)(wo)國經濟(ji)的(de)高速發展，火電(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji)容量仍在不斷增長。按中(zhong)電(dian)(dian)聯《電(dian)(dian)力行業節能環保(bao)信息》推算(suan)，2015年，我(wo)(wo)國新(xin)增火電(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji)容量約0.51億kW。根據電(dian)(dian)力規劃設計(ji)總院預測，到2020年，火電裝機(ji)容量(liang)將達到(dao)12.2億kW，新增裝機(ji)容量(liang)約(yue)為3億kW。火電廠的快(kuai)速發(fa)展導致了大氣環(huan)境的污(wu)染并引發(fa)了公共(gong)環(huan)境及健康危機(ji)，

雖然采取一系列政策(ce)，大力推(tui)動煤(mei)炭(tan)清潔(jie)利用與發(fa)展清(qing)潔能源，但由于我(wo)國燃煤發(fa)電(dian)的基(ji)數較大，火電(dian)廠(chang)仍將(jiang)是大氣污染(ran)物的主(zhu)要排(pai)放(fang)源之一，而降低排(pai)放(fang)強度的主(zhu)要措施(shi)就是制定和實施(shi)更加嚴格的排(pai)放(fang)標準。

同時濕(shi)式(shi)電除塵器(qi)作為燃煤電廠(chang)污染物控(kong)制的精處理技(ji)術設備(bei)，其處理對(dui)象為含(han)大量游離水的飽和(he)濕(shi)煙(yan)氣(qi)(qi)，主要去除粉塵(含(han)石膏(gao))、SO3、霧滴和(he)有害(hai)氣(qi)(qi)體，并(bing)(bing)可有效控(kong)制PM2.5的排放，本文介紹4種濕(shi)式(shi)電除塵器(qi)技(ji)術，并(bing)(bing)從性能、可靠性及除塵效果(guo)等方面(mian)進行(xing)比(bi)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)(zai)(zai)目前的(de)(de)濕(shi)除技(ji)(ji)術(shu)中，主要差別在(zai)(zai)(zai)于陽極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)板材質的(de)(de)選取及清灰(hui)(hui)(hui)技(ji)(ji)術(shu)。根據陽極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)材質的(de)(de)不同，主要分(fen)為不銹鋼濕(shi)式電除塵器、導(dao)電玻(bo)璃鋼電極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)濕(shi)式電除塵器、柔性電極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)濕(shi)式電除塵器;根據清灰(hui)(hui)(hui)技(ji)(ji)術(shu)(即水(shui)膜(mo)的(de)(de)形成(cheng)原(yuan)理)不同，分(fen)為水(shui)膜(mo)自清灰(hui)(hui)(hui)技(ji)(ji)術(shu)和(he)水(shui)膜(mo)沖洗(xi)清灰(hui)(hui)(hui)技(ji)(ji)術(shu)，前者為間斷噴淋(lin)，靠煙氣中的(de)(de)水(shui)汽在(zai)(zai)(zai)陽極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)表面自凝結(jie)實現在(zai)(zai)(zai)線清灰(hui)(hui)(hui)，后者為通過噴淋(lin)水(shui)在(zai)(zai)(zai)陽極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)表面形成(cheng)水(shui)膜(mo)清灰(hui)(hui)(hui)。

3、濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵器(qi)性(xing)能對比3.1、金屬(shu)電(dian)(dian)極濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵器(qi)20世紀90年代，為應對地方環保法(fa)規(gui)提出的(de)對煙塵排放控制的(de)要求，日(ri)本(ben)三菱(ling)公司研發并建(jian)成濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵器(qi)，用于燃煤(mei)電(dian)(dian)廠的(de)煙塵治(zhi)理。

2006年(nian)，專門針對(dui)PM2.5提出(chu)控制要求(qiu)，在燃煤電(dian)廠(chang)安裝(zhuang)濕式(shi)電(dian)除塵(chen)器。目(mu)前我國(guo)通過(guo)引進技術(shu)并優化(hua)設計(ji)，已掌握其核心技術(shu)。(1)金屬(shu)電(dian)極(ji)(ji)濕式(shi)電(dian)除塵(chen)器的技術(shu)特(te)點如下(xia)：1)大多采(cai)用臥式(shi)布(bu)置，氣(qi)流(liu)(liu)(liu)沿(yan)水平方(fang)(fang)向進出(chu)，煙氣(qi)流(liu)(liu)(liu)速(su)較低(流(liu)(liu)(liu)速(su)在2.5m/s左右)，能(neng)有(you)效控制氣(qi)流(liu)(liu)(liu)帶出(chu)粉(fen)塵(chen)，提高PM2.5細(xi)微顆粒及氣(qi)溶(rong)膠脫除效率。2)陰(yin)陽極(ji)(ji)均(jun)平行于氣(qi)流(liu)(liu)(liu)方(fang)(fang)向布(bu)置，金屬(shu)極(ji)(ji)板采(cai)用懸掛方(fang)(fang)式(shi)，極(ji)(ji)板通過(guo)懸掛梁固(gu)定于殼體中，電(dian)暈電(dian)極(ji)(ji)采(cai)用框架式(shi)結構，通過(guo)吊桿吊掛在殼體中。這種安裝(zhuang)方(fang)(fang)式(shi)由于陰(yin)陽極(ji)(ji)不易(yi)變形，極(ji)(ji)間距有(you)保證，故電(dian)場穩定性好，運行電(dian)壓高。3)耐高溫(wen)，脫硫系統出(chu)現故障時，可(ke)以(yi)在較高的煙氣(qi)溫(wen)度下(xia)運行。

(2)金(jin)屬電極(ji)濕式電除塵(chen)器存在的問題如下：

1)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)板(ban)一般高(gao)度(du)在8～10m左(zuo)右，要形成(cheng)(cheng)均勻(yun)的(de)(de)水膜(mo)對(dui)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)板(ban)的(de)(de)設計、制造、安(an)裝(zhuang)及維(wei)護有嚴(yan)格的(de)(de)要求，更換(huan)時難度(du)較(jiao)大。2)極(ji)(ji)(ji)板(ban)材質(zhi)多(duo)采用(yong)316L，需要通過(guo)水膜(mo)保護以防腐蝕(shi)，一旦水膜(mo)保護出現失效(xiao)，造成(cheng)(cheng)極(ji)(ji)(ji)板(ban)腐蝕(shi)嚴(yan)重(zhong)，甚(shen)至喪失除塵效(xiao)率。3)清灰方(fang)式(shi)采用(yong)在線單線連(lian)續噴淋工藝，需要設置專門的(de)(de)水處理(li)系統(tong)，噴淋水經NaOH水溶液中和(he)后循環(huan)使用(yong)，這種清灰方(fang)式(shi)對(dui)于水耗(hao)、電(dian)耗(hao)、堿的(de)(de)消耗(hao)較(jiao)大，對(dui)噴嘴(zui)性(xing)能要求更高(gao)。根據各企業(ye)發(fa)布的(de)(de)環(huan)境監測報告顯示(shi)，金屬電(dian)極(ji)(ji)(ji)濕式(shi)電(dian)除塵器粉(fen)塵去除率(粉(fen)塵+石膏)：≥70%;SO3去除率：≥70%;霧滴含量：低于20mg/m3。目前，浙江嘉(jia)興(xing)三期2×1000MW機(ji)組、大唐黃島電(dian)廠670MW機(ji)組、神華國華舟山電(dian)廠350MW機(ji)組等都采用(yong)了金屬極(ji)(ji)(ji)板(ban)濕式(shi)電(dian)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)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)的(de)技術特(te)點如下(xia)：1)導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)具有重量(liang)輕、比強度高(gao)(gao)(gao)、耐腐(fu)蝕(shi)等特(te)性。2)收(shou)塵(chen)(chen)(chen)極組(zu)件采用(yong)(yong)工(gong)廠成(cheng)型，實現整(zheng)體模(mo)塊化，有利于(yu)保證安裝(zhuang)精度。3)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)運(yun)行(xing)時(shi)(shi)(shi)，收(shou)集(ji)下(xia)來的(de)液(ye)(ye)滴在沉(chen)淀極表面形成(cheng)液(ye)(ye)膜，由于(yu)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)具有很強的(de)疏水(shui)性，能(neng)有效阻隔粉塵(chen)(chen)(chen)和(he)石膏對沉(chen)淀極壁(bi)的(de)粘(zhan)接，靠(kao)重力自(zi)流(liu)至下(xia)部(bu)(bu)集(ji)液(ye)(ye)槽。4)為(wei)防止少量(liang)煙(yan)塵(chen)(chen)(chen)的(de)沉(chen)積，在沉(chen)淀極管上部(bu)(bu)設(she)置一(yi)(yi)層(ceng)間(jian)斷(duan)噴淋裝(zhuang)置，將(jiang)(jiang)濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)分(fen)為(wei)多個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)，當需要(yao)進行(xing)間(jian)斷(duan)沖洗(xi)(xi)時(shi)(shi)(shi)，控制系(xi)統自(zi)動(dong)停掉其中(zhong)一(yi)(yi)個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)或將(jiang)(jiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)降壓運(yun)行(xing)，沖洗(xi)(xi)結(jie)束后(hou)開啟該(gai)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)。由于(yu)耗水(shui)量(liang)較小，集(ji)液(ye)(ye)槽中(zhong)的(de)收(shou)集(ji)液(ye)(ye)可返回脫硫塔(ta)內(nei)循(xun)環使(shi)用(yong)(yong)。(2)導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)存在的(de)問題如下(xia)：1)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)流(liu)速在2.5m/s左右時(shi)(shi)(shi)，PM2.5細微顆(ke)粒(li)及氣(qi)(qi)(qi)溶(rong)膠(jiao)脫除(chu)(chu)率(lv)高(gao)(gao)(gao)，提高(gao)(gao)(gao)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)流(liu)速后(hou)，影(ying)響(xiang)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)性能(neng)。2)一(yi)(yi)般FRP不能(neng)在高(gao)(gao)(gao)溫下(xia)長期(qi)使(shi)用(yong)(yong)，煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)溫度較高(gao)(gao)(gao)時(shi)(shi)(shi)對陽極板壽(shou)(shou)命(ming)有影(ying)響(xiang)，嚴重時(shi)(shi)(shi)可能(neng)燒(shao)灼。FRP的(de)使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)(shou)命(ming)在10～15年左右，與產(chan)品(pin)的(de)質(zhi)量(liang)及制作產(chan)品(pin)所用(yong)(yong)的(de)樹脂等原材料性能(neng)有關。3)如果出現部(bu)(bu)分(fen)導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)損壞，需要(yao)整(zheng)個(ge)模(mo)塊更換，將(jiang)(jiang)大(da)大(da)增加(jia)維護費(fei)用(yong)(yong)和(he)難度。根(gen)據各企業(ye)發(fa)布的(de)環境監測報告顯示，導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)粉塵(chen)(chen)(chen)去除(chu)(chu)率(lv)(粉塵(chen)(chen)(chen)+石膏)：≥70%;SO3去除(chu)(chu)率(lv)：≥70%;霧滴含量(liang)：低于(yu)25mg/m3。目前(qian)，黃臺(tai)(tai)8號、9號2×300MW機組(zu)、上海石洞口300MW機組(zu)、蒙西(xi)300MW機組(zu)、白(bai)楊河(he)兩臺(tai)(tai)300MW機組(zu)等都采用(yong)(yong)了導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)。

3.3、柔(rou)性(xing)電極(ji)濕式(shi)電除塵器20世紀(ji)90年(nian)代末，俄(e)亥俄(e)州立(li)大學提出了(le)柔性(xing)電極濕(shi)式電除塵技術的概念，2003年(nian)Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司(si)和俄(e)亥俄(e)州立大(da)學共(gong)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，我國早由山東大學和國電環保院共同研發(fa)，開始了柔性絕緣疏(shu)水纖維織物用于濕式除(chu)塵器的研究(jiu)工作，并于2012年(nian)在益(yi)陽(yang)300MW燃煤機組中完成工(gong)業化應用(yong)。官網：goyd.cn通(tong)過相關(guan)資(zi)料(liao)顯示(shi)，耐腐(fu)蝕性(xing)優(you)良的(de)柔性(xing)絕緣疏水纖維織物(wu)通(tong)過潤(run)濕使其導電，可以(yi)形成水膜，并靠(kao)重力自(zi)流(liu)(liu)向下(xia)與煙氣(qi)分離，柔性(xing)織物(wu)材料(liao)作為收塵(chen)極(ji)布(bu)置(zhi)成方形孔道(dao)(立式布(bu)置(zhi))，煙氣(qi)沿(yan)孔道(dao)流(liu)(liu)過。(1)柔性(xing)濕式電除塵(chen)器的(de)技術特(te)點(dian)如下(xia)：1)柔性(xing)陽有(you)重量輕、防腐性能好的(de)(de)(de)特(te)點(dian)。2)柔性絕緣疏水(shui)(shui)纖維本(ben)身(shen)的(de)(de)(de)結構特(te)性，有(you)利于(yu)(yu)表面形成均(jun)勻水(shui)(shui)膜，利用(yong)從(cong)煙(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)收集的(de)(de)(de)酸(suan)液帶出灰(hui)，實現自清灰(hui)，沖洗水(shui)(shui)量小。3)陽(yang)極(ji)部件可組(zu)裝拆(chai)卸，有(you)利于(yu)(yu)后期的(de)(de)(de)維護和更(geng)換(huan)。(2)柔性濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)塵器存在的(de)(de)(de)問(wen)題如下：1)柔性陽(yang)極(ji)不耐高(gao)溫(wen)，煙(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)度(du)較高(gao)時(shi)，對陽(yang)極(ji)壽(shou)命(ming)(ming)有(you)影(ying)響，嚴重時(shi)可能燒蝕，使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)(ming)6年(nian)左右。2)柔性纖維織物的(de)(de)(de)伸縮率(lv)(lv)較大(da)，陽(yang)極(ji)布(bu)的(de)(de)(de)張(zhang)緊程度(du)和浸(jin)水(shui)(shui)后發生的(de)(de)(de)伸縮都會影(ying)響實際的(de)(de)(de)極(ji)間距，進而影(ying)響到電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)的(de)(de)(de)穩定性、電(dian)(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)正常運行。3)煙(yan)氣(qi)(qi)流速較高(gao)，產生氣(qi)(qi)流帶出，PM2.5細微顆粒(li)及(ji)氣(qi)(qi)溶膠脫除(chu)率(lv)(lv)低。性能結果表明：粉塵去(qu)除(chu)率(lv)(lv)(含石膏(gao))：≥70%;SO3去(qu)除(chu)率(lv)(lv)：≥70%;霧滴含量：低于(yu)(yu)20mg/m3。目前(qian)，國電(dian)(dian)(dian)(dian)益陽(yang)發電(dian)(dian)(dian)(dian)有(you)限公(gong)司300MW機(ji)組(zu)，國電(dian)(dian)(dian)(dian)滎(ying)陽(yang)煤電(dian)(dian)(dian)(dian)一(yi)體(ti)化(hua)有(you)限公(gong)司一(yi)期600MW機(ji)組(zu)采用(yong)了柔性電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)濕(shi)式靜電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)塵技術(shu)。

3.4、徑流(liu)(liu)(liu)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)徑流(liu)(liu)(liu)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)是北京華能達公司自主(zhu)(zhu)研發(fa)的(de)(de)具有自主(zhu)(zhu)知(zhi)識產權的(de)(de)除(chu)(chu)塵(chen)技術。與(yu)(yu)上(shang)述濕(shi)式(shi)靜(jing)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)結構(gou)不同(tong)，該結構(gou)布(bu)置是將收塵(chen)陽(yang)極(ji)板垂直于氣(qi)流(liu)(liu)(liu)方(fang)向，使電(dian)(dian)場力(li)與(yu)(yu)引風力(li)的(de)(de)方(fang)向在(zai)同(tong)一水平線上(shang)，粉(fen)塵(chen)顆粒在(zai)引風力(li)與(yu)(yu)電(dian)(dian)場力(li)的(de)(de)共(gong)同(tong)作用下(xia)，在(zai)新(xin)型陽(yang)極(ji)板上(shang)完成捕(bu)集。裝(zhuang)(zhuang)置主(zhu)(zhu)要由(you)殼(ke)體、分布(bu)板、陽(yang)極(ji)裝(zhuang)(zhuang)置、陰極(ji)裝(zhuang)(zhuang)置、噴淋(lin)系(xi)統、熱風系(xi)統和供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源等組成。(1)徑流(liu)(liu)(liu)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)技術特點如下(xia)：1)與(yu)(yu)煙(yan)氣(qi)接觸部(bu)位全(quan)部(bu)采用2205雙相(xiang)不銹鋼(gang)材質，具有強度高、耐高溫、耐腐蝕(shi)(尤其對氯離(li)子和硫化物的(de)(de)應力(li)腐蝕(shi))等特性，使用壽命能夠(gou)達到30年(nian)。2)新(xin)型陽(yang)極(ji)板的(de)(de)通(tong)(tong)孔率達到98%以上(shang)，其幾乎全(quan)通(tong)(tong)透的(de)(de)結構(gou)大大降低了徑流(liu)(liu)(liu)式(shi)濕(shi)式(shi)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)運行阻力(li)，并且和普通(tong)(tong)的(de)(de)陽(yang)極(ji)板相(xiang)比(bi)，相(xiang)同(tong)體積下(xia)新(xin)型陽(yang)極(ji)板具有的(de)集塵(chen)(chen)面積，相(xiang)當于普(pu)通陽極(ji)板(ban)的(de)20倍。3)陽極(ji)系統(tong)采用(yong)(yong)旋轉(zhuan)電極(ji)設計，在旋轉(zhuan)電極(ji)下部設立獨(du)立的(de)清洗室，由高(gao)壓(ya)噴嘴在旋轉(zhuan)電極(ji)內部向外沖洗網板(ban)，清洗網板(ban)后的(de)污(wu)水通過排水泵(beng)和排污(wu)管(guan)道送(song)入(ru)脫硫塔補水。在工程運行中(zhong)，利用(yong)(yong)壓(ya)差監測，實現在線噴淋，無水循環(huan)系統(tong)，故耗水、耗電量小。(2)徑流濕式電除塵(chen)(chen)器(qi)存在的(de)問題如下：1)由于接(jie)觸煙氣(qi)的(de)部件全部采用(yong)(yong)2205雙相(xiang)不銹鋼，前期(qi)成本(ben)投(tou)入(ru)較高(gao)。