衡水濕式電除塵器

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(yan)進入新世紀，隨著我國經濟的高速(su)發展，火電(dian)(dian)(dian)裝機容量仍在不斷增長。按中(zhong)電(dian)(dian)(dian)聯《電(dian)(dian)(dian)力行業節(jie)能(neng)環保信(xin)息》推(tui)算，2015年(nian)，我國新增火電(dian)(dian)(dian)裝機容量約0.51億kW。根據電(dian)(dian)(dian)力規劃設計總院預測，到(dao)2020年(nian)，火電裝(zhuang)機(ji)容量將達(da)到12.2億(yi)kW，新增裝(zhuang)機(ji)容量約為3億(yi)kW。火電廠的快(kuai)速發展導致(zhi)了大氣(qi)環(huan)境的污染(ran)并引發了公共(gong)環(huan)境及健康危機(ji)，

雖然采(cai)取一系列政(zheng)策，大力推動煤(mei)炭清(qing)潔利用與發展清潔能源，但由于我國(guo)燃煤發電(dian)的(de)(de)基(ji)數較大，火(huo)電(dian)廠仍(reng)將是大氣污(wu)染(ran)物的(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)排(pai)放(fang)源之(zhi)一，而降低排(pai)放(fang)強(qiang)度的(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)措施(shi)就(jiu)是制(zhi)定和實施(shi)更加嚴格(ge)的(de)(de)排(pai)放(fang)標(biao)準。

同時(shi)濕(shi)式(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)作(zuo)為燃(ran)煤電廠(chang)污染物(wu)控制的精處理(li)技(ji)術(shu)設備(bei)，其處理(li)對象為含大(da)量游離水的飽和(he)濕(shi)煙(yan)氣，主要去(qu)除(chu)(chu)粉塵(chen)(含石(shi)膏(gao))、SO3、霧滴和(he)有(you)害(hai)氣體(ti)，并(bing)可有(you)效控制PM2.5的排(pai)放，本文介(jie)紹(shao)4種濕(shi)式(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)技(ji)術(shu)，并(bing)從(cong)性(xing)能(neng)、可靠性(xing)及除(chu)(chu)塵(chen)效果等方面進行比較。

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。在目前的濕除(chu)技術中(zhong)，主(zhu)要差(cha)別在于陽(yang)極(ji)(ji)板材質(zhi)的選取(qu)及(ji)清(qing)灰(hui)(hui)技術。根(gen)據(ju)陽(yang)極(ji)(ji)材質(zhi)的不同，主(zhu)要分為不銹鋼(gang)(gang)濕式電(dian)除(chu)塵器、導電(dian)玻璃(li)鋼(gang)(gang)電(dian)極(ji)(ji)濕式電(dian)除(chu)塵器、柔性電(dian)極(ji)(ji)濕式電(dian)除(chu)塵器;根(gen)據(ju)清(qing)灰(hui)(hui)技術(即水(shui)(shui)膜(mo)的形成原理)不同，分為水(shui)(shui)膜(mo)自清(qing)灰(hui)(hui)技術和(he)水(shui)(shui)膜(mo)沖洗(xi)清(qing)灰(hui)(hui)技術，前者為間斷噴淋，靠煙氣中(zhong)的水(shui)(shui)汽在陽(yang)極(ji)(ji)表面自凝結實現在線清(qing)灰(hui)(hui)，后者為通過噴淋水(shui)(shui)在陽(yang)極(ji)(ji)表面形成水(shui)(shui)膜(mo)清(qing)灰(hui)(hui)。

3、濕式(shi)電除(chu)塵(chen)器(qi)性能對比(bi)3.1、金屬電極濕式(shi)電除(chu)塵(chen)器(qi)20世紀90年代，為(wei)應(ying)對地方環保法規(gui)提出(chu)的對煙塵(chen)排放(fang)控制的要求，日本三(san)菱公司研發并(bing)建(jian)成濕式(shi)電除(chu)塵(chen)器(qi)，用于(yu)燃(ran)煤(mei)電廠的煙塵(chen)治理。

2006年，專門(men)針對PM2.5提出(chu)控制(zhi)要求(qiu)，在(zai)(zai)燃煤電(dian)(dian)(dian)廠安裝濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)。目前我國通過(guo)引(yin)進技(ji)術(shu)并優化設計，已掌握(wo)其核(he)心(xin)技(ji)術(shu)。(1)金屬電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)的技(ji)術(shu)特點如下：1)大多采用(yong)臥式(shi)(shi)布置(zhi)(zhi)，氣流沿水平(ping)方(fang)向進出(chu)，煙(yan)氣流速較低(流速在(zai)(zai)2.5m/s左右)，能(neng)有(you)效控制(zhi)氣流帶(dai)出(chu)粉(fen)塵，提高(gao)PM2.5細微(wei)(wei)顆粒及氣溶膠脫(tuo)除(chu)效率(lv)。2)陰陽極(ji)(ji)(ji)(ji)均平(ping)行(xing)于氣流方(fang)向布置(zhi)(zhi)，金屬極(ji)(ji)(ji)(ji)板(ban)采用(yong)懸(xuan)掛方(fang)式(shi)(shi)，極(ji)(ji)(ji)(ji)板(ban)通過(guo)懸(xuan)掛梁(liang)固(gu)定(ding)于殼體(ti)中，電(dian)(dian)(dian)暈電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)采用(yong)框架式(shi)(shi)結構，通過(guo)吊桿吊掛在(zai)(zai)殼體(ti)中。這(zhe)種(zhong)安裝方(fang)式(shi)(shi)由于陰陽極(ji)(ji)(ji)(ji)不易變形(xing)，極(ji)(ji)(ji)(ji)間距有(you)保證，故電(dian)(dian)(dian)場穩定(ding)性(xing)好，運(yun)行(xing)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)高(gao)。3)耐高(gao)溫，脫(tuo)硫系統出(chu)現故障時，可以在(zai)(zai)較高(gao)的煙(yan)氣溫度(du)下運(yun)行(xing)。

(2)金屬電(dian)極(ji)濕式電(dian)除塵(chen)器存在的問題如(ru)下(xia)：

1)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)板一般高(gao)度在8～10m左右，要(yao)形成均勻的(de)水膜(mo)(mo)對陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)板的(de)設計、制造、安裝(zhuang)及(ji)維護(hu)有(you)嚴(yan)格的(de)要(yao)求，更換時難度較大。2)極(ji)(ji)(ji)(ji)板材質多采(cai)用(yong)316L，需(xu)要(yao)通過水膜(mo)(mo)保(bao)護(hu)以防腐(fu)蝕，一旦水膜(mo)(mo)保(bao)護(hu)出現失(shi)效，造成極(ji)(ji)(ji)(ji)板腐(fu)蝕嚴(yan)重(zhong)，甚(shen)至喪失(shi)除(chu)塵(chen)效率(lv)。3)清(qing)灰方式采(cai)用(yong)在線單線連續噴(pen)淋工藝(yi)，需(xu)要(yao)設置專門的(de)水處理(li)系(xi)統，噴(pen)淋水經NaOH水溶液中(zhong)和后循環(huan)使(shi)用(yong)，這種清(qing)灰方式對于(yu)水耗、電(dian)(dian)耗、堿的(de)消(xiao)耗較大，對噴(pen)嘴(zui)性能要(yao)求更高(gao)。根據各企業發(fa)布的(de)環(huan)境監測(ce)報告顯示，金屬電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)濕式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)粉(fen)塵(chen)去除(chu)率(lv)(粉(fen)塵(chen)+石膏)：≥70%;SO3去除(chu)率(lv)：≥70%;霧滴含(han)量：低于(yu)20mg/m3。目前(qian)，浙江嘉(jia)興三(san)期2×1000MW機(ji)(ji)組、大唐黃島電(dian)(dian)廠(chang)670MW機(ji)(ji)組、神(shen)華國華舟(zhou)山電(dian)(dian)廠(chang)350MW機(ji)(ji)組等都(dou)采(cai)用(yong)了(le)金屬極(ji)(ji)(ji)(ji)板濕式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(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)電玻(bo)璃鋼(gang)(gang)(gang)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)的技術特(te)點如(ru)(ru)下(xia)：1)導(dao)電玻(bo)璃鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)(you)重量(liang)輕、比強度高、耐(nai)腐蝕等(deng)特(te)性(xing)。2)收塵(chen)(chen)極組件(jian)采用工(gong)廠(chang)成型，實現(xian)整(zheng)體模塊化，有(you)(you)利(li)于保(bao)證(zheng)安裝(zhuang)精(jing)度。3)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)運行時，收集下(xia)來(lai)的液滴在(zai)(zai)沉(chen)淀(dian)極表面形(xing)成液膜(mo)，由于玻(bo)璃鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)(you)很強的疏水性(xing)，能(neng)(neng)(neng)(neng)有(you)(you)效(xiao)阻隔(ge)粉(fen)塵(chen)(chen)和石(shi)膏對沉(chen)淀(dian)極壁的粘接，靠(kao)重力自(zi)流(liu)至下(xia)部(bu)集液槽(cao)。4)為防止少(shao)量(liang)煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)的沉(chen)積，在(zai)(zai)沉(chen)淀(dian)極管上部(bu)設(she)置一層間斷噴淋裝(zhuang)置，將(jiang)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)分為多個電場(chang)，當需要進行間斷沖(chong)洗時，控制(zhi)系統自(zi)動停掉其中一個電場(chang)或將(jiang)電場(chang)降(jiang)壓運行，沖(chong)洗結束(shu)后(hou)開(kai)啟該電場(chang)。由于耗水量(liang)較小，集液槽(cao)中的收集液可返回脫硫(liu)塔內循環(huan)使(shi)用。(2)導(dao)電玻(bo)璃鋼(gang)(gang)(gang)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)存在(zai)(zai)的問題如(ru)(ru)下(xia)：1)煙(yan)(yan)氣(qi)流(liu)速在(zai)(zai)2.5m/s左右時，PM2.5細微(wei)顆粒及氣(qi)溶(rong)膠脫除(chu)率(lv)(lv)高，提高煙(yan)(yan)氣(qi)流(liu)速后(hou)，影(ying)響(xiang)除(chu)塵(chen)(chen)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。2)一般FRP不能(neng)(neng)(neng)(neng)在(zai)(zai)高溫下(xia)長期使(shi)用，煙(yan)(yan)氣(qi)溫度較高時對陽極板壽(shou)(shou)命有(you)(you)影(ying)響(xiang)，嚴重時可能(neng)(neng)(neng)(neng)燒(shao)灼。FRP的使(shi)用壽(shou)(shou)命在(zai)(zai)10～15年(nian)左右，與產品的質量(liang)及制(zhi)作產品所用的樹脂(zhi)等(deng)原材料性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)有(you)(you)關。3)如(ru)(ru)果出現(xian)部(bu)分導(dao)電玻(bo)璃鋼(gang)(gang)(gang)損壞，需要整(zheng)個模塊更換，將(jiang)大大增加維(wei)護費用和難度。根據各企(qi)業(ye)發布的環(huan)境監測報告顯示，導(dao)電玻(bo)璃鋼(gang)(gang)(gang)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)粉(fen)塵(chen)(chen)去除(chu)率(lv)(lv)(粉(fen)塵(chen)(chen)+石(shi)膏)：≥70%;SO3去除(chu)率(lv)(lv)：≥70%;霧滴含(han)量(liang)：低(di)于25mg/m3。目前，黃(huang)臺(tai)8號、9號2×300MW機(ji)組、上海(hai)石(shi)洞口(kou)300MW機(ji)組、蒙西300MW機(ji)組、白(bai)楊河(he)兩臺(tai)300MW機(ji)組等(deng)都(dou)采用了導(dao)電玻(bo)璃鋼(gang)(gang)(gang)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)。

3.3、柔性電極濕(shi)式電除塵器20世紀90年代末(mo)，俄亥俄州立大學提出了柔性電極濕式電除塵技術(shu)的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄亥俄州立大(da)學共同(tong)研究制作出(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(zao)由山東大學和(he)國電(dian)環保院共(gong)同研(yan)發，開始(shi)了柔性絕緣(yuan)疏水纖維織物用于濕式除塵器的(de)研(yan)究工作，并于2012年在益陽300MW燃煤機(ji)組(zu)中完成(cheng)工業化應用。官(guan)網(wang)：goyd.cn通(tong)過相(xiang)關(guan)資料顯示，耐腐蝕性(xing)優良的柔(rou)性(xing)絕緣疏水纖維織(zhi)物通(tong)過潤濕使其導電(dian)，可以形(xing)成水膜，并靠重力自流(liu)向下與煙(yan)氣(qi)分離，柔(rou)性(xing)織(zhi)物材料作為(wei)收(shou)塵極(ji)布(bu)置成方形(xing)孔道(立(li)式布(bu)置)，煙(yan)氣(qi)沿(yan)孔道流(liu)過。(1)柔(rou)性(xing)濕式電(dian)除塵器的技術特點如(ru)下：1)柔(rou)性(xing)陽(yang)有(you)(you)重量(liang)輕、防腐性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)好的(de)(de)特點(dian)。2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)絕緣疏水(shui)纖維本身的(de)(de)結(jie)構特性(xing)(xing)(xing)(xing)，有(you)(you)利(li)于(yu)表(biao)面形成均勻水(shui)膜，利(li)用(yong)從煙氣(qi)中收集的(de)(de)酸(suan)液(ye)帶出(chu)灰，實(shi)現自清灰，沖洗水(shui)量(liang)小。3)陽(yang)(yang)極(ji)部(bu)件可組裝拆卸，有(you)(you)利(li)于(yu)后期的(de)(de)維護和(he)更換(huan)。(2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)濕(shi)式電(dian)除(chu)塵(chen)器存在的(de)(de)問題如(ru)下：1)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)陽(yang)(yang)極(ji)不耐高溫，煙氣(qi)溫度較高時，對陽(yang)(yang)極(ji)壽命有(you)(you)影(ying)響(xiang)，嚴(yan)重時可能(neng)燒蝕，使用(yong)壽命6年左(zuo)右(you)。2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)纖維織物的(de)(de)伸縮率較大，陽(yang)(yang)極(ji)布的(de)(de)張(zhang)緊(jin)程度和(he)浸水(shui)后發(fa)生的(de)(de)伸縮都會影(ying)響(xiang)實(shi)際的(de)(de)極(ji)間距，進而(er)影(ying)響(xiang)到電(dian)場的(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)、電(dian)壓(ya)的(de)(de)正常(chang)運行。3)煙氣(qi)流速(su)較高，產生氣(qi)流帶出(chu)，PM2.5細(xi)微顆粒及氣(qi)溶膠脫(tuo)除(chu)率低。性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)結(jie)果(guo)表(biao)明：粉塵(chen)去(qu)除(chu)率(含石膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)率：≥70%;霧滴含量(liang)：低于(yu)20mg/m3。目前，國電(dian)益陽(yang)(yang)發(fa)電(dian)有(you)(you)限(xian)公司300MW機組，國電(dian)滎陽(yang)(yang)煤(mei)電(dian)一(yi)(yi)體(ti)化有(you)(you)限(xian)公司一(yi)(yi)期600MW機組采用(yong)了柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)電(dian)極(ji)濕(shi)式靜電(dian)除(chu)塵(chen)技(ji)術。

3.4、徑(jing)流(liu)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器徑(jing)流(liu)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器是北(bei)京(jing)華(hua)能達(da)公司自(zi)主研發的(de)(de)(de)具(ju)有(you)自(zi)主知(zhi)識產權的(de)(de)(de)除(chu)(chu)塵(chen)技術。與(yu)(yu)上述濕(shi)式(shi)靜電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器結構不同(tong)，該結構布置是將收塵(chen)陽(yang)極(ji)板垂直于氣(qi)流(liu)方向，使電(dian)場(chang)力與(yu)(yu)引風力的(de)(de)(de)方向在同(tong)一水平線上，粉塵(chen)顆粒(li)在引風力與(yu)(yu)電(dian)場(chang)力的(de)(de)(de)共(gong)同(tong)作用下，在新型陽(yang)極(ji)板上完成(cheng)捕集(ji)。裝置主要由殼體、分(fen)布板、陽(yang)極(ji)裝置、陰極(ji)裝置、噴(pen)淋系統、熱(re)風系統和(he)供電(dian)電(dian)源等(deng)組成(cheng)。(1)徑(jing)流(liu)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器的(de)(de)(de)技術特點如下：1)與(yu)(yu)煙氣(qi)接觸(chu)部(bu)位(wei)全部(bu)采用2205雙(shuang)相(xiang)不銹鋼材質，具(ju)有(you)強(qiang)度高、耐高溫、耐腐蝕(尤其對(dui)氯(lv)離子和(he)硫化物的(de)(de)(de)應力腐蝕)等(deng)特性，使用壽命能夠(gou)達(da)到(dao)30年。2)新型陽(yang)極(ji)板的(de)(de)(de)通(tong)孔(kong)率達(da)到(dao)98%以上，其幾乎全通(tong)透的(de)(de)(de)結構大大降低了徑(jing)流(liu)式(shi)濕(shi)式(shi)除(chu)(chu)塵(chen)器的(de)(de)(de)運行阻力，并且和(he)普通(tong)的(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)板相(xiang)比，相(xiang)同(tong)體積下新型陽(yang)極(ji)板具(ju)有(you)的集塵面積，相當于普通陽極(ji)(ji)板(ban)的20倍。3)陽極(ji)(ji)系(xi)統(tong)采用(yong)(yong)旋轉(zhuan)電極(ji)(ji)設計，在(zai)(zai)旋轉(zhuan)電極(ji)(ji)下(xia)部設立獨立的清洗(xi)(xi)室，由(you)高(gao)(gao)壓(ya)噴嘴在(zai)(zai)旋轉(zhuan)電極(ji)(ji)內部向外沖洗(xi)(xi)網板(ban)，清洗(xi)(xi)網板(ban)后的污水通過排水泵和排污管道(dao)送入脫硫(liu)塔(ta)補水。在(zai)(zai)工(gong)程運行中，利用(yong)(yong)壓(ya)差(cha)監測，實(shi)現在(zai)(zai)線噴淋，無水循環系(xi)統(tong)，故(gu)耗(hao)水、耗(hao)電量小。(2)徑流濕式(shi)電除塵器存(cun)在(zai)(zai)的問題如下(xia)：1)由(you)于接觸(chu)煙氣的部件全部采用(yong)(yong)2205雙相不銹鋼，前期成本投入較高(gao)(gao)。