黃石濕式電除塵器

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)世紀，隨著(zhu)我國經濟(ji)的高速發展，火電(dian)裝機容(rong)量仍在不斷(duan)增長。按中(zhong)電(dian)聯《電(dian)力行(xing)業(ye)節能環保信息》推算，2015年，我國新(xin)增火電(dian)裝機容(rong)量約0.51億kW。根(gen)據電(dian)力規劃設計總院(yuan)預(yu)測，到2020年，火(huo)電裝機容(rong)量將達到12.2億kW，新增(zeng)裝機容(rong)量約為3億kW。火(huo)電廠的快(kuai)速發(fa)展導致了(le)大氣(qi)環境的污染(ran)并引發(fa)了(le)公(gong)共環境及健(jian)康危機，

雖然采取一系列政策，大力推動煤(mei)炭清(qing)潔利用與發展清潔能源，但由于我國燃煤發電的(de)基數較大(da)，火電廠仍將是(shi)大(da)氣污染物(wu)的(de)主(zhu)要(yao)排(pai)(pai)放源之一，而降低排(pai)(pai)放強度的(de)主(zhu)要(yao)措(cuo)施就是(shi)制定和實施更加嚴格的(de)排(pai)(pai)放標(biao)準(zhun)。

同時濕(shi)式(shi)電除(chu)塵器作為燃煤電廠污染物控制的精處理技術設備，其處理對象(xiang)為含大量游離(li)水(shui)的飽和濕(shi)煙氣，主要(yao)去除(chu)粉塵(含石膏(gao))、SO3、霧滴和有害(hai)氣體(ti)，并可有效(xiao)控制PM2.5的排放(fang)，本文介紹4種濕(shi)式(shi)電除(chu)塵器技術，并從性能(neng)、可靠性及除(chu)塵效(xiao)果(guo)等(deng)方面(mian)進行(xing)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)技(ji)(ji)術(shu)中，主(zhu)要差別在(zai)于陽(yang)極(ji)板材(cai)質的(de)(de)選取及清(qing)(qing)灰技(ji)(ji)術(shu)。根(gen)據陽(yang)極(ji)材(cai)質的(de)(de)不(bu)同，主(zhu)要分為(wei)不(bu)銹鋼濕式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)(qi)、導電(dian)(dian)(dian)玻璃鋼電(dian)(dian)(dian)極(ji)濕式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)(qi)、柔性電(dian)(dian)(dian)極(ji)濕式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)(qi);根(gen)據清(qing)(qing)灰技(ji)(ji)術(shu)(即水(shui)膜(mo)(mo)的(de)(de)形成原理)不(bu)同，分為(wei)水(shui)膜(mo)(mo)自清(qing)(qing)灰技(ji)(ji)術(shu)和水(shui)膜(mo)(mo)沖洗清(qing)(qing)灰技(ji)(ji)術(shu)，前者(zhe)為(wei)間斷噴(pen)淋(lin)，靠煙氣(qi)中的(de)(de)水(shui)汽(qi)在(zai)陽(yang)極(ji)表面(mian)自凝結實(shi)現在(zai)線清(qing)(qing)灰，后者(zhe)為(wei)通(tong)過噴(pen)淋(lin)水(shui)在(zai)陽(yang)極(ji)表面(mian)形成水(shui)膜(mo)(mo)清(qing)(qing)灰。

3、濕(shi)式電除(chu)塵(chen)器性能對(dui)比3.1、金屬電極濕(shi)式電除(chu)塵(chen)器20世紀90年代，為應對(dui)地方環保法規提出的對(dui)煙塵(chen)排放控制的要求，日(ri)本三(san)菱(ling)公司研發(fa)并建成濕(shi)式電除(chu)塵(chen)器，用于燃煤電廠的煙塵(chen)治(zhi)理。

2006年，專門針(zhen)對PM2.5提出控制要(yao)求(qiu)，在燃煤電(dian)廠安(an)裝濕式(shi)(shi)(shi)電(dian)除塵(chen)(chen)器(qi)。目前我國(guo)通(tong)過引進技術(shu)并(bing)優化設(she)計，已掌握其核心技術(shu)。(1)金(jin)屬(shu)電(dian)極(ji)(ji)(ji)濕式(shi)(shi)(shi)電(dian)除塵(chen)(chen)器(qi)的(de)技術(shu)特點(dian)如(ru)下：1)大(da)多采(cai)用(yong)臥式(shi)(shi)(shi)布置，氣流沿水平(ping)方(fang)向(xiang)進出，煙氣流速較(jiao)低(流速在2.5m/s左右)，能有效控制氣流帶出粉塵(chen)(chen)，提高(gao)(gao)PM2.5細微顆粒(li)及(ji)氣溶膠脫除效率。2)陰陽極(ji)(ji)(ji)均(jun)平(ping)行于氣流方(fang)向(xiang)布置，金(jin)屬(shu)極(ji)(ji)(ji)板采(cai)用(yong)懸(xuan)掛(gua)方(fang)式(shi)(shi)(shi)，極(ji)(ji)(ji)板通(tong)過懸(xuan)掛(gua)梁固定于殼體(ti)中，電(dian)暈(yun)電(dian)極(ji)(ji)(ji)采(cai)用(yong)框架式(shi)(shi)(shi)結(jie)構，通(tong)過吊桿(gan)吊掛(gua)在殼體(ti)中。這種(zhong)安(an)裝方(fang)式(shi)(shi)(shi)由(you)于陰陽極(ji)(ji)(ji)不易(yi)變形(xing)，極(ji)(ji)(ji)間距(ju)有保證(zheng)，故電(dian)場穩定性好，運(yun)行電(dian)壓高(gao)(gao)。3)耐高(gao)(gao)溫，脫硫系統(tong)出現故障時，可以在較(jiao)高(gao)(gao)的(de)煙氣溫度下運(yun)行。

(2)金屬電極濕式(shi)電除塵器(qi)存在的問題如下：

1)陽極(ji)板一(yi)般高度(du)在(zai)8～10m左右，要(yao)(yao)形成均(jun)勻(yun)的水(shui)膜(mo)對陽極(ji)板的設(she)計(ji)、制(zhi)造、安裝及維護有嚴格的要(yao)(yao)求(qiu)，更換(huan)時難度(du)較大。2)極(ji)板材質多采(cai)(cai)用(yong)316L，需要(yao)(yao)通過水(shui)膜(mo)保護以防腐蝕，一(yi)旦水(shui)膜(mo)保護出現失效(xiao)(xiao)，造成極(ji)板腐蝕嚴重，甚至(zhi)喪失除塵(chen)效(xiao)(xiao)率(lv)。3)清灰方(fang)式(shi)(shi)采(cai)(cai)用(yong)在(zai)線(xian)單線(xian)連(lian)續(xu)噴(pen)淋(lin)工藝，需要(yao)(yao)設(she)置(zhi)專(zhuan)門(men)的水(shui)處理系統，噴(pen)淋(lin)水(shui)經NaOH水(shui)溶液(ye)中和后循(xun)環使用(yong)，這種清灰方(fang)式(shi)(shi)對于(yu)水(shui)耗、電(dian)耗、堿的消耗較大，對噴(pen)嘴性能要(yao)(yao)求(qiu)更高。根據各企業發(fa)布(bu)的環境監測(ce)報告顯示，金屬電(dian)極(ji)濕式(shi)(shi)電(dian)除塵(chen)器粉(fen)塵(chen)去除率(lv)(粉(fen)塵(chen)+石(shi)膏(gao))：≥70%;SO3去除率(lv)：≥70%;霧滴含量(liang)：低于(yu)20mg/m3。目前，浙江嘉興三(san)期2×1000MW機(ji)組(zu)、大唐黃島(dao)電(dian)廠670MW機(ji)組(zu)、神華(hua)國華(hua)舟(zhou)山電(dian)廠350MW機(ji)組(zu)等都采(cai)(cai)用(yong)了金屬極(ji)板濕式(shi)(shi)電(dian)除塵(chen)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)導電(dian)玻(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)濕式電(dian)除塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)的(de)(de)(de)技術特點(dian)如(ru)(ru)下(xia)：1)導電(dian)玻(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)具有(you)(you)(you)重量輕(qing)、比強度(du)高、耐腐蝕等特性。2)收(shou)塵(chen)(chen)(chen)(chen)極組件采用(yong)(yong)工廠成型，實(shi)現整體模塊化，有(you)(you)(you)利(li)于(yu)保(bao)證安裝精度(du)。3)除塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)運行(xing)時(shi)，收(shou)集(ji)下(xia)來的(de)(de)(de)液(ye)滴在(zai)(zai)(zai)沉淀(dian)極表(biao)面(mian)形成液(ye)膜，由于(yu)玻(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)具有(you)(you)(you)很強的(de)(de)(de)疏水性，能(neng)有(you)(you)(you)效阻隔(ge)粉塵(chen)(chen)(chen)(chen)和石(shi)膏對沉淀(dian)極壁的(de)(de)(de)粘接，靠重力自(zi)流(liu)(liu)至下(xia)部集(ji)液(ye)槽(cao)。4)為防止少量煙塵(chen)(chen)(chen)(chen)的(de)(de)(de)沉積，在(zai)(zai)(zai)沉淀(dian)極管上(shang)(shang)部設置一(yi)層間(jian)(jian)斷噴(pen)淋裝置，將濕式電(dian)除塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)分(fen)為多個電(dian)場(chang)，當需要進行(xing)間(jian)(jian)斷沖(chong)洗(xi)時(shi)，控制系統自(zi)動停掉其中一(yi)個電(dian)場(chang)或將電(dian)場(chang)降壓(ya)運行(xing)，沖(chong)洗(xi)結束后開(kai)啟該(gai)電(dian)場(chang)。由于(yu)耗水量較(jiao)小，集(ji)液(ye)槽(cao)中的(de)(de)(de)收(shou)集(ji)液(ye)可返回脫硫塔內循環(huan)使(shi)用(yong)(yong)。(2)導電(dian)玻(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)濕式電(dian)除塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)問題如(ru)(ru)下(xia)：1)煙氣流(liu)(liu)速在(zai)(zai)(zai)2.5m/s左右時(shi)，PM2.5細微(wei)顆(ke)粒及(ji)氣溶膠脫除率高，提高煙氣流(liu)(liu)速后，影(ying)響(xiang)除塵(chen)(chen)(chen)(chen)性能(neng)。2)一(yi)般(ban)FRP不(bu)能(neng)在(zai)(zai)(zai)高溫下(xia)長期(qi)使(shi)用(yong)(yong)，煙氣溫度(du)較(jiao)高時(shi)對陽極板壽命(ming)有(you)(you)(you)影(ying)響(xiang)，嚴重時(shi)可能(neng)燒灼。FRP的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)在(zai)(zai)(zai)10～15年左右，與產品的(de)(de)(de)質量及(ji)制作產品所(suo)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)樹脂等原(yuan)材料性能(neng)有(you)(you)(you)關。3)如(ru)(ru)果出現部分(fen)導電(dian)玻(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)損壞，需要整個模塊更換，將大(da)大(da)增加維護費用(yong)(yong)和難度(du)。根據各企業發(fa)布的(de)(de)(de)環(huan)境監(jian)測報告顯示，導電(dian)玻(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)濕式電(dian)除塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)粉塵(chen)(chen)(chen)(chen)去除率(粉塵(chen)(chen)(chen)(chen)+石(shi)膏)：≥70%;SO3去除率：≥70%;霧(wu)滴含量：低于(yu)25mg/m3。目前，黃臺(tai)8號(hao)、9號(hao)2×300MW機組、上(shang)(shang)海(hai)石(shi)洞口300MW機組、蒙西(xi)300MW機組、白楊河兩(liang)臺(tai)300MW機組等都采用(yong)(yong)了(le)導電(dian)玻(bo)璃(li)(li)(li)鋼(gang)(gang)濕式電(dian)除塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)。

3.3、柔性電極濕式電除塵器(qi)20世紀90年代末，俄(e)亥俄(e)州立大學提出了柔性電(dian)極(ji)濕式電(dian)除塵技(ji)術的概念(nian)，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司(si)和(he)俄亥(hai)俄州(zhou)立大學共同研究制作(zuo)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)由山東大學和國(guo)電環保院共(gong)同研發，開始了柔性(xing)絕緣疏水纖維織物用于濕式(shi)除塵器(qi)的(de)研究工作，并于2012年(nian)在益陽(yang)300MW燃煤機組中(zhong)完成(cheng)工(gong)業化應用。官(guan)網：goyd.cn通過(guo)相關資料顯示，耐腐蝕性(xing)優良(liang)的柔(rou)性(xing)絕緣(yuan)疏水纖維織(zhi)物通過(guo)潤濕使其導(dao)電(dian)，可以(yi)形(xing)成(cheng)水膜，并靠重力自(zi)流(liu)向下(xia)與煙(yan)(yan)氣分離(li)，柔(rou)性(xing)織(zhi)物材料作為收(shou)塵極布置(zhi)成(cheng)方(fang)形(xing)孔(kong)道(dao)(立(li)式布置(zhi))，煙(yan)(yan)氣沿孔(kong)道(dao)流(liu)過(guo)。(1)柔(rou)性(xing)濕式電(dian)除塵器的技術(shu)特(te)點如下(xia)：1)柔(rou)性(xing)陽有(you)(you)重(zhong)量(liang)輕、防(fang)腐性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)好的(de)(de)(de)(de)特點。2)柔性(xing)(xing)(xing)(xing)絕緣疏水(shui)(shui)纖維本身的(de)(de)(de)(de)結構特性(xing)(xing)(xing)(xing)，有(you)(you)利于表面形成均(jun)勻(yun)水(shui)(shui)膜(mo)，利用從煙(yan)氣(qi)中收集的(de)(de)(de)(de)酸液帶出灰(hui)，實現自清灰(hui)，沖(chong)洗水(shui)(shui)量(liang)小(xiao)。3)陽(yang)(yang)極部件(jian)可組裝(zhuang)拆卸(xie)，有(you)(you)利于后(hou)期(qi)的(de)(de)(de)(de)維護和更換。(2)柔性(xing)(xing)(xing)(xing)濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器存在的(de)(de)(de)(de)問題如下：1)柔性(xing)(xing)(xing)(xing)陽(yang)(yang)極不耐高溫(wen)，煙(yan)氣(qi)溫(wen)度較高時，對陽(yang)(yang)極壽命有(you)(you)影(ying)響(xiang)(xiang)，嚴重(zhong)時可能(neng)燒蝕(shi)，使用壽命6年(nian)左右(you)。2)柔性(xing)(xing)(xing)(xing)纖維織物的(de)(de)(de)(de)伸縮(suo)率(lv)(lv)較大，陽(yang)(yang)極布的(de)(de)(de)(de)張緊程度和浸水(shui)(shui)后(hou)發(fa)生的(de)(de)(de)(de)伸縮(suo)都(dou)會影(ying)響(xiang)(xiang)實際(ji)的(de)(de)(de)(de)極間(jian)距，進而(er)影(ying)響(xiang)(xiang)到電(dian)(dian)場(chang)的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)、電(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)(de)正常運行。3)煙(yan)氣(qi)流速較高，產生氣(qi)流帶出，PM2.5細微(wei)顆粒及氣(qi)溶膠(jiao)脫除(chu)(chu)率(lv)(lv)低(di)。性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)結果表明(ming)：粉塵去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)(含(han)石膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)：≥70%;霧滴(di)含(han)量(liang)：低(di)于20mg/m3。目(mu)前，國電(dian)(dian)益陽(yang)(yang)發(fa)電(dian)(dian)有(you)(you)限公(gong)司300MW機(ji)組，國電(dian)(dian)滎陽(yang)(yang)煤電(dian)(dian)一體化有(you)(you)限公(gong)司一期(qi)600MW機(ji)組采用了柔性(xing)(xing)(xing)(xing)電(dian)(dian)極濕式靜電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵技術。

3.4、徑(jing)(jing)(jing)流(liu)濕(shi)(shi)(shi)式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)徑(jing)(jing)(jing)流(liu)濕(shi)(shi)(shi)式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)是(shi)北京華(hua)能(neng)達(da)公司自(zi)主(zhu)研發的(de)具有自(zi)主(zhu)知識(shi)產權的(de)除(chu)塵(chen)技術(shu)。與上述(shu)濕(shi)(shi)(shi)式靜電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)結(jie)構不同(tong)(tong)，該結(jie)構布(bu)置是(shi)將(jiang)收塵(chen)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)板垂直于氣流(liu)方向，使(shi)電(dian)(dian)場(chang)力(li)與引風力(li)的(de)方向在同(tong)(tong)一水平線上，粉(fen)塵(chen)顆粒在引風力(li)與電(dian)(dian)場(chang)力(li)的(de)共(gong)同(tong)(tong)作用下(xia)，在新(xin)型(xing)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)板上完成捕集。裝置主(zhu)要由殼體、分布(bu)板、陽(yang)極(ji)(ji)(ji)裝置、陰極(ji)(ji)(ji)裝置、噴淋系統(tong)、熱風系統(tong)和供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源等組成。(1)徑(jing)(jing)(jing)流(liu)濕(shi)(shi)(shi)式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)的(de)技術(shu)特點(dian)如下(xia)：1)與煙氣接觸(chu)部(bu)位全部(bu)采用2205雙相不銹鋼材質，具有強度高(gao)、耐高(gao)溫、耐腐(fu)蝕(shi)(尤其對(dui)氯離子(zi)和硫化物的(de)應力(li)腐(fu)蝕(shi))等特性，使(shi)用壽命能(neng)夠達(da)到30年(nian)。2)新(xin)型(xing)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)板的(de)通孔率達(da)到98%以上，其幾乎(hu)全通透的(de)結(jie)構大(da)大(da)降低了(le)徑(jing)(jing)(jing)流(liu)式濕(shi)(shi)(shi)式除(chu)塵(chen)器(qi)的(de)運行阻(zu)力(li)，并且和普通的(de)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)板相比，相同(tong)(tong)體積下(xia)新(xin)型(xing)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)板具有的集塵面積(ji)，相當于(yu)普通陽極板(ban)的20倍。3)陽極系(xi)統(tong)采(cai)用旋轉電(dian)極設(she)計，在(zai)旋轉電(dian)極下部(bu)設(she)立獨(du)立的清(qing)洗室(shi)，由(you)高壓(ya)(ya)噴嘴在(zai)旋轉電(dian)極內部(bu)向外沖(chong)洗網板(ban)，清(qing)洗網板(ban)后(hou)的污水(shui)通過排(pai)(pai)水(shui)泵和(he)排(pai)(pai)污管道送入脫硫塔補(bu)水(shui)。在(zai)工程運行(xing)中，利用壓(ya)(ya)差監測(ce)，實(shi)現在(zai)線噴淋，無(wu)水(shui)循環系(xi)統(tong)，故耗水(shui)、耗電(dian)量(liang)小。(2)徑流濕(shi)式電(dian)除塵器存在(zai)的問題如下：1)由(you)于(yu)接觸煙氣的部(bu)件全部(bu)采(cai)用2205雙(shuang)相不銹(xiu)鋼，前期成本投入較高。