湖南濕式電除塵器

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(ru)新(xin)世(shi)紀，隨著我(wo)國經濟的高速發(fa)展，火(huo)電(dian)裝機容量仍在不斷增長。按中電(dian)聯《電(dian)力行業節能環保信息》推算(suan)，2015年(nian)，我(wo)國新(xin)增火(huo)電(dian)裝機容量約(yue)0.51億(yi)kW。根據(ju)電(dian)力規劃設(she)計總院預測(ce)，到2020年(nian)，火(huo)電(dian)裝(zhuang)機(ji)容(rong)量將(jiang)達到12.2億kW，新增裝(zhuang)機(ji)容(rong)量約(yue)為3億kW。火(huo)電(dian)廠的(de)快(kuai)速發(fa)展(zhan)導致了(le)(le)大氣環境(jing)的(de)污染并(bing)引發(fa)了(le)(le)公共環境(jing)及健康危機(ji)，

雖(sui)然采取(qu)一系列(lie)政策，大力(li)推動(dong)煤炭清潔利(li)用與(yu)發(fa)展清潔能源，但(dan)由(you)于我國燃(ran)煤發(fa)電的基數較大(da)，火電廠仍將是大(da)氣污(wu)染物的主要(yao)排(pai)放(fang)源之一，而降低排(pai)放(fang)強度的主要(yao)措施就是制定和實施更加嚴格的排(pai)放(fang)標準。

同時濕(shi)式(shi)電除塵(chen)器作為燃煤電廠污染(ran)物控制的(de)(de)(de)精處理技(ji)術設備，其處理對(dui)象為含大量(liang)游離水(shui)的(de)(de)(de)飽(bao)和濕(shi)煙氣，主要去(qu)除粉塵(chen)(含石(shi)膏(gao))、SO3、霧滴和有害氣體，并可有效控制PM2.5的(de)(de)(de)排放，本文介紹(shao)4種(zhong)濕(shi)式(shi)電除塵(chen)器技(ji)術，并從性(xing)(xing)能、可靠性(xing)(xing)及除塵(chen)效果等方面(mian)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)(zai)目(mu)前的(de)濕(shi)除(chu)技(ji)術(shu)(shu)(shu)中，主(zhu)要差別(bie)在(zai)(zai)于(yu)陽極(ji)板材質的(de)選取及(ji)清(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)(shu)(shu)。根(gen)據陽極(ji)材質的(de)不(bu)同，主(zhu)要分(fen)為不(bu)銹鋼(gang)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)、導電(dian)玻璃鋼(gang)電(dian)極(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)、柔性電(dian)極(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)器(qi);根(gen)據清(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(即水(shui)(shui)膜(mo)的(de)形成原理)不(bu)同，分(fen)為水(shui)(shui)膜(mo)自(zi)清(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)(shu)(shu)和水(shui)(shui)膜(mo)沖洗清(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)(shu)(shu)，前者為間斷噴淋(lin)，靠煙氣(qi)中的(de)水(shui)(shui)汽(qi)在(zai)(zai)陽極(ji)表面自(zi)凝結實現在(zai)(zai)線(xian)清(qing)灰(hui)，后者為通過噴淋(lin)水(shui)(shui)在(zai)(zai)陽極(ji)表面形成水(shui)(shui)膜(mo)清(qing)灰(hui)。

3、濕式(shi)電(dian)除(chu)塵器性(xing)能對(dui)比3.1、金(jin)屬(shu)電(dian)極(ji)濕式(shi)電(dian)除(chu)塵器20世紀90年代，為應對(dui)地方環保法規提出的對(dui)煙塵排放控制的要求(qiu)，日本三菱公司研(yan)發并(bing)建(jian)成濕式(shi)電(dian)除(chu)塵器，用于燃煤電(dian)廠(chang)的煙塵治理。

2006年，專(zhuan)門(men)針(zhen)對PM2.5提(ti)出控(kong)制要求，在(zai)燃煤電(dian)(dian)廠安裝(zhuang)濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除塵器。目前(qian)我國(guo)通過(guo)引進(jin)技術(shu)并優(you)化(hua)設計(ji)，已掌握其核心技術(shu)。(1)金屬(shu)電(dian)(dian)極(ji)濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除塵器的(de)技術(shu)特點如(ru)下：1)大多(duo)采用(yong)臥(wo)式(shi)(shi)布置，氣(qi)(qi)(qi)流(liu)沿水平方(fang)向進(jin)出，煙氣(qi)(qi)(qi)流(liu)速較(jiao)低(流(liu)速在(zai)2.5m/s左(zuo)右)，能有效控(kong)制氣(qi)(qi)(qi)流(liu)帶出粉塵，提(ti)高PM2.5細(xi)微(wei)顆粒(li)及氣(qi)(qi)(qi)溶(rong)膠(jiao)脫除效率。2)陰(yin)陽極(ji)均平行于(yu)氣(qi)(qi)(qi)流(liu)方(fang)向布置，金屬(shu)極(ji)板采用(yong)懸(xuan)掛(gua)方(fang)式(shi)(shi)，極(ji)板通過(guo)懸(xuan)掛(gua)梁固定于(yu)殼(ke)體中，電(dian)(dian)暈電(dian)(dian)極(ji)采用(yong)框架式(shi)(shi)結構，通過(guo)吊桿吊掛(gua)在(zai)殼(ke)體中。這(zhe)種安裝(zhuang)方(fang)式(shi)(shi)由于(yu)陰(yin)陽極(ji)不易(yi)變形，極(ji)間距有保證(zheng)，故(gu)電(dian)(dian)場(chang)穩定性好(hao)，運行電(dian)(dian)壓高。3)耐高溫(wen)，脫硫(liu)系統出現故(gu)障(zhang)時，可以在(zai)較(jiao)高的(de)煙氣(qi)(qi)(qi)溫(wen)度下運行。

(2)金屬電極濕式電除(chu)塵(chen)器存在的問題如(ru)下：

1)陽(yang)極板一般高(gao)度在8～10m左右，要(yao)形(xing)成均勻的(de)(de)(de)水(shui)膜(mo)對陽(yang)極板的(de)(de)(de)設(she)計、制造、安裝(zhuang)及維護(hu)(hu)有嚴(yan)格的(de)(de)(de)要(yao)求，更換時(shi)難度較(jiao)大(da)。2)極板材質多采用316L，需(xu)要(yao)通過水(shui)膜(mo)保(bao)護(hu)(hu)以防腐蝕(shi)，一旦水(shui)膜(mo)保(bao)護(hu)(hu)出現失(shi)效，造成極板腐蝕(shi)嚴(yan)重，甚至喪失(shi)除(chu)(chu)塵效率。3)清灰方(fang)式(shi)(shi)(shi)(shi)采用在線單線連(lian)續噴(pen)淋工藝，需(xu)要(yao)設(she)置專門的(de)(de)(de)水(shui)處理系(xi)統，噴(pen)淋水(shui)經(jing)NaOH水(shui)溶液中和(he)后(hou)循環使用，這(zhe)種清灰方(fang)式(shi)(shi)(shi)(shi)對于(yu)(yu)水(shui)耗(hao)、電(dian)(dian)耗(hao)、堿的(de)(de)(de)消耗(hao)較(jiao)大(da)，對噴(pen)嘴性能要(yao)求更高(gao)。根據各企業發布(bu)的(de)(de)(de)環境監測報告(gao)顯(xian)示，金(jin)(jin)屬電(dian)(dian)極濕式(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器粉塵去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(粉塵+石(shi)膏)：≥70%;SO3去(qu)(qu)除(chu)(chu)率：≥70%;霧滴含量(liang)：低于(yu)(yu)20mg/m3。目前(qian)，浙江(jiang)嘉興三期2×1000MW機組(zu)、大(da)唐黃(huang)島(dao)電(dian)(dian)廠670MW機組(zu)、神華國華舟山(shan)電(dian)(dian)廠350MW機組(zu)等都采用了金(jin)(jin)屬極板濕式(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(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)導電(dian)(dian)玻(bo)璃鋼(gang)濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)的(de)技術特點如(ru)下(xia)：1)導電(dian)(dian)玻(bo)璃鋼(gang)具(ju)有(you)(you)(you)(you)重量(liang)(liang)輕、比強度高、耐腐蝕等特性(xing)。2)收(shou)塵(chen)(chen)(chen)極組(zu)件采用(yong)(yong)工廠成型(xing)，實現整體模塊化，有(you)(you)(you)(you)利于(yu)(yu)保證安裝精度。3)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)運行時(shi)，收(shou)集下(xia)來的(de)液(ye)滴在沉(chen)淀(dian)(dian)極表(biao)面形成液(ye)膜(mo)，由(you)(you)于(yu)(yu)玻(bo)璃鋼(gang)具(ju)有(you)(you)(you)(you)很強的(de)疏(shu)水(shui)性(xing)，能(neng)有(you)(you)(you)(you)效阻隔粉塵(chen)(chen)(chen)和石膏(gao)對(dui)沉(chen)淀(dian)(dian)極壁(bi)的(de)粘接(jie)，靠重力自流至下(xia)部(bu)集液(ye)槽。4)為防止少(shao)量(liang)(liang)煙(yan)塵(chen)(chen)(chen)的(de)沉(chen)積，在沉(chen)淀(dian)(dian)極管上(shang)部(bu)設置一層間斷噴(pen)淋裝置，將(jiang)濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)分為多個(ge)電(dian)(dian)場，當需(xu)要進行間斷沖(chong)洗時(shi)，控制系統自動(dong)停(ting)掉其中(zhong)一個(ge)電(dian)(dian)場或將(jiang)電(dian)(dian)場降壓(ya)運行，沖(chong)洗結束(shu)后(hou)開(kai)啟該電(dian)(dian)場。由(you)(you)于(yu)(yu)耗(hao)水(shui)量(liang)(liang)較小(xiao)，集液(ye)槽中(zhong)的(de)收(shou)集液(ye)可返回(hui)脫(tuo)硫塔內循環使(shi)用(yong)(yong)。(2)導電(dian)(dian)玻(bo)璃鋼(gang)濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)存在的(de)問題如(ru)下(xia)：1)煙(yan)氣(qi)(qi)流速在2.5m/s左(zuo)右時(shi)，PM2.5細(xi)微顆粒及(ji)氣(qi)(qi)溶膠(jiao)脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)率高，提高煙(yan)氣(qi)(qi)流速后(hou)，影響除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)性(xing)能(neng)。2)一般FRP不能(neng)在高溫下(xia)長(chang)期使(shi)用(yong)(yong)，煙(yan)氣(qi)(qi)溫度較高時(shi)對(dui)陽極板壽命(ming)有(you)(you)(you)(you)影響，嚴重時(shi)可能(neng)燒(shao)灼。FRP的(de)使(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)在10～15年左(zuo)右，與產品的(de)質量(liang)(liang)及(ji)制作(zuo)產品所用(yong)(yong)的(de)樹脂等原材料性(xing)能(neng)有(you)(you)(you)(you)關。3)如(ru)果(guo)出現部(bu)分導電(dian)(dian)玻(bo)璃鋼(gang)損(sun)壞，需(xu)要整個(ge)模塊更換，將(jiang)大(da)大(da)增加維護費用(yong)(yong)和難(nan)度。根(gen)據各企業(ye)發布的(de)環境監測報告顯(xian)示，導電(dian)(dian)玻(bo)璃鋼(gang)濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)粉塵(chen)(chen)(chen)去除(chu)(chu)(chu)率(粉塵(chen)(chen)(chen)+石膏(gao))：≥70%;SO3去除(chu)(chu)(chu)率：≥70%;霧滴含量(liang)(liang)：低于(yu)(yu)25mg/m3。目前，黃臺(tai)8號、9號2×300MW機(ji)(ji)(ji)組(zu)、上(shang)海石洞口300MW機(ji)(ji)(ji)組(zu)、蒙西(xi)300MW機(ji)(ji)(ji)組(zu)、白楊河(he)兩臺(tai)300MW機(ji)(ji)(ji)組(zu)等都(dou)采用(yong)(yong)了導電(dian)(dian)玻(bo)璃鋼(gang)濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)。

3.3、柔性(xing)電(dian)極濕式電(dian)除塵(chen)器20世紀90年代末，俄亥(hai)俄州(zhou)立大學提出了柔性電極濕式(shi)電除塵技(ji)術(shu)的(de)概念，2003年(nian)Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄亥俄州立(li)大學共(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(zao)由山東大學(xue)和國(guo)電環(huan)保院共同(tong)研發(fa)，開始了柔性絕緣疏水纖維織物用于(yu)濕式除塵器的研究工作(zuo)，并于(yu)2012年在益(yi)陽300MW燃(ran)煤機組中完成工(gong)業化應用(yong)。官網(wang)：goyd.cn通過(guo)相關(guan)資(zi)料(liao)顯示，耐腐蝕性(xing)(xing)優(you)良的柔(rou)(rou)性(xing)(xing)絕緣疏水纖維織物通過(guo)潤(run)濕使其導電(dian)，可以形成水膜，并靠重(zhong)力自流向下與(yu)煙(yan)氣分離，柔(rou)(rou)性(xing)(xing)織物材料(liao)作為收塵極(ji)布置(zhi)成方形孔(kong)道(立式(shi)布置(zhi))，煙(yan)氣沿孔(kong)道流過(guo)。(1)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)濕式(shi)電(dian)除塵器的技術特(te)點如下：1)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)陽(yang)有(you)(you)重(zhong)量(liang)(liang)輕、防腐(fu)性(xing)(xing)能(neng)(neng)好的(de)特點。2)柔(rou)性(xing)(xing)絕緣疏水纖維本身(shen)的(de)結構特性(xing)(xing)，有(you)(you)利于表面形成均勻(yun)水膜，利用從煙氣中收(shou)集的(de)酸液帶(dai)出灰，實(shi)現自清灰，沖洗水量(liang)(liang)小。3)陽(yang)(yang)極部件(jian)可組裝拆(chai)卸，有(you)(you)利于后(hou)期的(de)維護和更換(huan)。(2)柔(rou)性(xing)(xing)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵器存在的(de)問題如(ru)下：1)柔(rou)性(xing)(xing)陽(yang)(yang)極不耐高溫，煙氣溫度較(jiao)(jiao)高時，對陽(yang)(yang)極壽(shou)(shou)命(ming)(ming)有(you)(you)影響(xiang)，嚴重(zhong)時可能(neng)(neng)燒(shao)蝕，使用壽(shou)(shou)命(ming)(ming)6年左右(you)。2)柔(rou)性(xing)(xing)纖維織物的(de)伸縮率較(jiao)(jiao)大(da)，陽(yang)(yang)極布(bu)的(de)張緊程度和浸水后(hou)發(fa)生(sheng)的(de)伸縮都會影響(xiang)實(shi)際(ji)的(de)極間距，進而影響(xiang)到電(dian)(dian)場的(de)穩定(ding)性(xing)(xing)、電(dian)(dian)壓的(de)正常運(yun)行(xing)。3)煙氣流速較(jiao)(jiao)高，產生(sheng)氣流帶(dai)出，PM2.5細微顆粒及(ji)氣溶(rong)膠脫除率低。性(xing)(xing)能(neng)(neng)結果表明：粉塵去除率(含(han)石膏)：≥70%;SO3去除率：≥70%;霧滴含(han)量(liang)(liang)：低于20mg/m3。目前，國電(dian)(dian)益陽(yang)(yang)發(fa)電(dian)(dian)有(you)(you)限公司300MW機(ji)組，國電(dian)(dian)滎陽(yang)(yang)煤電(dian)(dian)一(yi)體(ti)化(hua)有(you)(you)限公司一(yi)期600MW機(ji)組采(cai)用了柔(rou)性(xing)(xing)電(dian)(dian)極濕(shi)式(shi)靜電(dian)(dian)除塵技(ji)術。

3.4、徑流(liu)(liu)濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)除塵(chen)器(qi)徑流(liu)(liu)濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)除塵(chen)器(qi)是北(bei)京華能達公司自(zi)主研發的(de)(de)(de)具(ju)有自(zi)主知識(shi)產權(quan)的(de)(de)(de)除塵(chen)技(ji)術。與上述濕(shi)式(shi)(shi)靜電(dian)除塵(chen)器(qi)結構(gou)不(bu)同(tong)，該結構(gou)布(bu)置是將收(shou)塵(chen)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)垂直于(yu)氣(qi)流(liu)(liu)方(fang)(fang)向，使(shi)(shi)電(dian)場(chang)力與引風力的(de)(de)(de)方(fang)(fang)向在(zai)同(tong)一水平線上，粉塵(chen)顆(ke)粒在(zai)引風力與電(dian)場(chang)力的(de)(de)(de)共同(tong)作(zuo)用下(xia)，在(zai)新型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)上完(wan)成(cheng)捕集。裝(zhuang)(zhuang)置主要(yao)由殼體(ti)、分布(bu)板(ban)(ban)(ban)、陽(yang)(yang)極(ji)(ji)裝(zhuang)(zhuang)置、陰(yin)極(ji)(ji)裝(zhuang)(zhuang)置、噴淋系統、熱(re)風系統和供電(dian)電(dian)源等組(zu)成(cheng)。(1)徑流(liu)(liu)濕(shi)式(shi)(shi)電(dian)除塵(chen)器(qi)的(de)(de)(de)技(ji)術特(te)點如下(xia)：1)與煙氣(qi)接觸部(bu)位全(quan)部(bu)采用2205雙相(xiang)不(bu)銹鋼材(cai)質，具(ju)有強度高、耐(nai)高溫(wen)、耐(nai)腐蝕(shi)(尤其(qi)對氯離子和硫(liu)化物的(de)(de)(de)應力腐蝕(shi))等特(te)性，使(shi)(shi)用壽命能夠達到30年。2)新型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)通孔率達到98%以上，其(qi)幾(ji)乎全(quan)通透的(de)(de)(de)結構(gou)大大降低了徑流(liu)(liu)式(shi)(shi)濕(shi)式(shi)(shi)除塵(chen)器(qi)的(de)(de)(de)運行阻(zu)力，并且(qie)和普通的(de)(de)(de)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)相(xiang)比，相(xiang)同(tong)體(ti)積下(xia)新型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)具(ju)有的(de)集(ji)塵面積，相(xiang)當于普通(tong)陽(yang)極板(ban)的(de)20倍。3)陽(yang)極系統采用旋(xuan)轉(zhuan)電極設計，在(zai)(zai)(zai)旋(xuan)轉(zhuan)電極下部設立獨立的(de)清洗(xi)室(shi)，由(you)高壓噴嘴在(zai)(zai)(zai)旋(xuan)轉(zhuan)電極內部向(xiang)外沖洗(xi)網板(ban)，清洗(xi)網板(ban)后的(de)污水(shui)通(tong)過(guo)排(pai)水(shui)泵和排(pai)污管道(dao)送入脫硫塔補(bu)水(shui)。在(zai)(zai)(zai)工程運行中(zhong)，利(li)用壓差監測，實現在(zai)(zai)(zai)線(xian)噴淋(lin)，無水(shui)循環系統，故耗水(shui)、耗電量小。(2)徑(jing)流濕(shi)式電除(chu)塵器存在(zai)(zai)(zai)的(de)問題如下：1)由(you)于接觸煙氣的(de)部件全部采用2205雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)，前(qian)期成本投入較(jiao)高。