山南濕式電除塵器

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(yan)進入新(xin)世紀，隨著我(wo)國經濟的高速發展，火(huo)電(dian)裝機容量(liang)仍在不斷(duan)增長。按中電(dian)聯《電(dian)力(li)行(xing)業(ye)節能(neng)環保信(xin)息》推算，2015年(nian)，我(wo)國新(xin)增火(huo)電(dian)裝機容量(liang)約0.51億(yi)kW。根據電(dian)力(li)規劃設計(ji)總院預測，到2020年(nian)，火電(dian)裝機容(rong)量(liang)將(jiang)達到(dao)12.2億kW，新增(zeng)裝機容(rong)量(liang)約為3億kW。火電(dian)廠的(de)快速發展導致(zhi)了大氣環境的(de)污染并引(yin)發了公共環境及(ji)健康(kang)危機，

雖然采取一系列政(zheng)策，大(da)力(li)推動煤炭清潔利(li)用與發展清潔能源，但由于(yu)我國燃煤發電的基數較大(da)，火電廠仍將是大(da)氣污染物(wu)的主要排(pai)(pai)(pai)放(fang)源之(zhi)一，而降低排(pai)(pai)(pai)放(fang)強(qiang)度的主要措施就(jiu)是制定(ding)和(he)實施更(geng)加嚴格的排(pai)(pai)(pai)放(fang)標準。

同時濕式電除(chu)塵器作為燃煤(mei)電廠(chang)污染物控制(zhi)(zhi)的(de)(de)精處理技(ji)術(shu)設備，其(qi)處理對(dui)象為含(han)大量(liang)游離水的(de)(de)飽(bao)和濕煙氣，主要去除(chu)粉塵(含(han)石膏(gao))、SO3、霧滴和有害氣體(ti)，并可有效控制(zhi)(zhi)PM2.5的(de)(de)排放，本文介紹4種濕式電除(chu)塵器技(ji)術(shu)，并從性(xing)能(neng)、可靠性(xing)及除(chu)塵效果等(deng)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(shi)除(chu)(chu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)中(zhong)，主(zhu)要差別在于陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板(ban)材(cai)質(zhi)的選取(qu)及(ji)清灰(hui)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。根(gen)據(ju)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)材(cai)質(zhi)的不同，主(zhu)要分為(wei)不銹鋼(gang)濕(shi)式電(dian)除(chu)(chu)塵器、導電(dian)玻璃(li)鋼(gang)電(dian)極(ji)(ji)濕(shi)式電(dian)除(chu)(chu)塵器、柔性(xing)電(dian)極(ji)(ji)濕(shi)式電(dian)除(chu)(chu)塵器;根(gen)據(ju)清灰(hui)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(即水(shui)膜(mo)的形(xing)成原(yuan)理)不同，分為(wei)水(shui)膜(mo)自(zi)(zi)清灰(hui)技(ji)(ji)術(shu)(shu)和水(shui)膜(mo)沖(chong)洗清灰(hui)技(ji)(ji)術(shu)(shu)，前者(zhe)為(wei)間斷噴淋，靠煙氣中(zhong)的水(shui)汽在陽(yang)(yang)極(ji)(ji)表面(mian)自(zi)(zi)凝(ning)結實現在線(xian)清灰(hui)，后者(zhe)為(wei)通過噴淋水(shui)在陽(yang)(yang)極(ji)(ji)表面(mian)形(xing)成水(shui)膜(mo)清灰(hui)。

3、濕式(shi)電(dian)除塵器(qi)性能對(dui)比(bi)3.1、金屬(shu)電(dian)極(ji)濕式(shi)電(dian)除塵器(qi)20世紀90年(nian)代，為(wei)應對(dui)地方環保法(fa)規提出的(de)對(dui)煙(yan)塵排放控制的(de)要求(qiu)，日本三(san)菱公(gong)司研發并(bing)建成濕式(shi)電(dian)除塵器(qi)，用(yong)于燃煤電(dian)廠的(de)煙(yan)塵治理。

2006年(nian)，專門針對PM2.5提出(chu)(chu)控(kong)制要求，在燃(ran)煤電(dian)(dian)廠安(an)裝濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器。目前我國通(tong)過(guo)引進技術(shu)并優(you)化設計(ji)，已掌握其(qi)核心技術(shu)。(1)金(jin)屬(shu)電(dian)(dian)極濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器的技術(shu)特點(dian)如下：1)大多采(cai)(cai)用臥式(shi)布置，氣流沿水平方向進出(chu)(chu)，煙(yan)氣流速較低(di)(流速在2.5m/s左(zuo)右)，能有效(xiao)(xiao)控(kong)制氣流帶(dai)出(chu)(chu)粉塵，提高PM2.5細微(wei)顆粒(li)及氣溶(rong)膠脫除(chu)(chu)效(xiao)(xiao)率。2)陰陽極均(jun)平行(xing)于氣流方向布置，金(jin)屬(shu)極板(ban)采(cai)(cai)用懸(xuan)掛(gua)(gua)方式(shi)，極板(ban)通(tong)過(guo)懸(xuan)掛(gua)(gua)梁固定(ding)于殼(ke)體中，電(dian)(dian)暈電(dian)(dian)極采(cai)(cai)用框架(jia)式(shi)結構，通(tong)過(guo)吊桿吊掛(gua)(gua)在殼(ke)體中。這種安(an)裝方式(shi)由于陰陽極不(bu)易變(bian)形，極間(jian)距有保(bao)證，故(gu)電(dian)(dian)場穩定(ding)性好，運行(xing)電(dian)(dian)壓(ya)高。3)耐(nai)高溫(wen)，脫硫(liu)系統出(chu)(chu)現故(gu)障時，可以在較高的煙(yan)氣溫(wen)度下運行(xing)。

(2)金(jin)屬電(dian)極濕(shi)式電(dian)除塵(chen)器存在的問題(ti)如(ru)下：

1)陽極(ji)(ji)板一(yi)般高(gao)度(du)在(zai)8～10m左右，要形成(cheng)均勻(yun)的(de)水(shui)(shui)膜(mo)(mo)對陽極(ji)(ji)板的(de)設計、制造(zao)、安裝及維護(hu)(hu)有嚴格的(de)要求，更(geng)換時(shi)難度(du)較大。2)極(ji)(ji)板材質多采(cai)用(yong)316L，需要通過水(shui)(shui)膜(mo)(mo)保(bao)護(hu)(hu)以(yi)防腐蝕，一(yi)旦水(shui)(shui)膜(mo)(mo)保(bao)護(hu)(hu)出現失(shi)效，造(zao)成(cheng)極(ji)(ji)板腐蝕嚴重，甚至喪失(shi)除(chu)塵(chen)效率(lv)。3)清灰(hui)方式采(cai)用(yong)在(zai)線單(dan)線連(lian)續噴(pen)(pen)淋工(gong)藝，需要設置專門的(de)水(shui)(shui)處理系統，噴(pen)(pen)淋水(shui)(shui)經NaOH水(shui)(shui)溶液中和后(hou)循環使用(yong)，這(zhe)種清灰(hui)方式對于水(shui)(shui)耗(hao)、電(dian)(dian)耗(hao)、堿的(de)消耗(hao)較大，對噴(pen)(pen)嘴性(xing)能要求更(geng)高(gao)。根據各(ge)企(qi)業發布的(de)環境(jing)監測報告顯(xian)示，金(jin)屬(shu)(shu)電(dian)(dian)極(ji)(ji)濕式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器粉(fen)塵(chen)去(qu)除(chu)率(lv)(粉(fen)塵(chen)+石膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)率(lv)：≥70%;霧(wu)滴含量：低(di)于20mg/m3。目(mu)前，浙江(jiang)嘉興三期(qi)2×1000MW機組、大唐黃島電(dian)(dian)廠(chang)670MW機組、神華國華舟山電(dian)(dian)廠(chang)350MW機組等都(dou)采(cai)用(yong)了(le)金(jin)屬(shu)(shu)極(ji)(ji)板濕式電(dian)(dian)除(chu)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(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)技術特點(dian)如下(xia)：1)導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)(you)(you)重量(liang)輕、比強度高、耐(nai)腐蝕(shi)等特性(xing)。2)收(shou)塵(chen)極組(zu)(zu)件采用(yong)(yong)(yong)工廠成(cheng)型，實(shi)現整(zheng)體模塊化，有(you)(you)(you)利于(yu)(yu)保證安(an)裝精度。3)除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)運行(xing)時(shi)(shi)，收(shou)集(ji)下(xia)來的(de)(de)液滴在(zai)(zai)沉(chen)(chen)(chen)淀極表面(mian)形成(cheng)液膜(mo)，由于(yu)(yu)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)(you)(you)很強的(de)(de)疏水(shui)性(xing)，能(neng)有(you)(you)(you)效阻隔粉塵(chen)和石膏對沉(chen)(chen)(chen)淀極壁的(de)(de)粘接，靠重力自流至下(xia)部(bu)集(ji)液槽(cao)。4)為防止少量(liang)煙塵(chen)的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積，在(zai)(zai)沉(chen)(chen)(chen)淀極管上(shang)部(bu)設(she)置一(yi)層間(jian)斷(duan)噴淋裝置，將(jiang)(jiang)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)分為多個電(dian)(dian)(dian)場(chang)，當(dang)需要進行(xing)間(jian)斷(duan)沖(chong)洗時(shi)(shi)，控(kong)制系統自動停掉其中(zhong)一(yi)個電(dian)(dian)(dian)場(chang)或(huo)將(jiang)(jiang)電(dian)(dian)(dian)場(chang)降壓運行(xing)，沖(chong)洗結束后開啟該電(dian)(dian)(dian)場(chang)。由于(yu)(yu)耗水(shui)量(liang)較(jiao)小，集(ji)液槽(cao)中(zhong)的(de)(de)收(shou)集(ji)液可返回脫(tuo)硫(liu)塔內循環使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)。(2)導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)存在(zai)(zai)的(de)(de)問題如下(xia)：1)煙氣流速在(zai)(zai)2.5m/s左右(you)時(shi)(shi)，PM2.5細(xi)微顆(ke)粒及氣溶膠(jiao)脫(tuo)除(chu)率高，提高煙氣流速后，影響(xiang)(xiang)除(chu)塵(chen)性(xing)能(neng)。2)一(yi)般FRP不能(neng)在(zai)(zai)高溫(wen)下(xia)長期使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)，煙氣溫(wen)度較(jiao)高時(shi)(shi)對陽極板壽(shou)命有(you)(you)(you)影響(xiang)(xiang)，嚴重時(shi)(shi)可能(neng)燒灼。FRP的(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)壽(shou)命在(zai)(zai)10～15年左右(you)，與產品的(de)(de)質量(liang)及制作產品所用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)樹脂等原材料性(xing)能(neng)有(you)(you)(you)關。3)如果出現部(bu)分導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)損壞，需要整(zheng)個模塊更換，將(jiang)(jiang)大大增(zeng)加維護(hu)費用(yong)(yong)(yong)和難度。根據(ju)各(ge)企業發布的(de)(de)環境監測(ce)報告顯示，導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)粉塵(chen)去除(chu)率(粉塵(chen)+石膏)：≥70%;SO3去除(chu)率：≥70%;霧滴含量(liang)：低于(yu)(yu)25mg/m3。目前，黃臺8號、9號2×300MW機組(zu)(zu)、上(shang)海石洞口300MW機組(zu)(zu)、蒙西300MW機組(zu)(zu)、白楊河兩臺300MW機組(zu)(zu)等都(dou)采用(yong)(yong)(yong)了導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)。

3.3、柔性電極(ji)濕式電除塵器20世(shi)紀90年代末，俄(e)亥(hai)俄(e)州立大學提出了柔性電極濕式電除塵技(ji)術的概(gai)念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄亥(hai)俄州立大(da)學(xue)共同研究制作(zuo)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(guo)電環(huan)保院共(gong)同研發，開始了柔(rou)性絕緣疏水纖(xian)維(wei)織物用于濕式除塵器的研究工作，并于2012年在益(yi)陽300MW燃煤機組中完成工業化應用。官網(wang)：goyd.cn通(tong)(tong)過(guo)相關資(zi)料(liao)顯示，耐腐(fu)蝕性優良的柔(rou)(rou)性絕緣疏水纖(xian)維織(zhi)物通(tong)(tong)過(guo)潤濕(shi)使(shi)其導(dao)電(dian)，可(ke)以形成水膜，并靠(kao)重力自流(liu)向下(xia)與煙氣(qi)分離(li)，柔(rou)(rou)性織(zhi)物材料(liao)作為收塵極布置成方形孔(kong)道(立式(shi)布置)，煙氣(qi)沿孔(kong)道流(liu)過(guo)。(1)柔(rou)(rou)性濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵器(qi)的技術特(te)點(dian)如下(xia)：1)柔(rou)(rou)性陽(yang)有(you)重量輕、防腐性(xing)(xing)能(neng)好的(de)特點。2)柔(rou)性(xing)(xing)絕緣疏水(shui)纖維本身的(de)結構特性(xing)(xing)，有(you)利于表面形成均勻水(shui)膜，利用(yong)從煙(yan)氣(qi)(qi)中收集的(de)酸液帶出灰(hui)，實現自清(qing)灰(hui)，沖洗(xi)水(shui)量小。3)陽極(ji)(ji)部件可組裝拆(chai)卸(xie)，有(you)利于后期(qi)的(de)維護和更換。(2)柔(rou)性(xing)(xing)濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器存(cun)在的(de)問(wen)題如下：1)柔(rou)性(xing)(xing)陽極(ji)(ji)不耐高(gao)溫，煙(yan)氣(qi)(qi)溫度較(jiao)高(gao)時，對陽極(ji)(ji)壽(shou)命(ming)(ming)有(you)影響(xiang)(xiang)，嚴重時可能(neng)燒(shao)蝕，使用(yong)壽(shou)命(ming)(ming)6年左右。2)柔(rou)性(xing)(xing)纖維織(zhi)物的(de)伸(shen)縮率較(jiao)大，陽極(ji)(ji)布的(de)張(zhang)緊程度和浸水(shui)后發生的(de)伸(shen)縮都會影響(xiang)(xiang)實際的(de)極(ji)(ji)間(jian)距，進(jin)而影響(xiang)(xiang)到電(dian)(dian)(dian)場的(de)穩定(ding)性(xing)(xing)、電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)正常運行。3)煙(yan)氣(qi)(qi)流速較(jiao)高(gao)，產生氣(qi)(qi)流帶出，PM2.5細微(wei)顆粒及氣(qi)(qi)溶膠(jiao)脫(tuo)除(chu)率低(di)。性(xing)(xing)能(neng)結果表明：粉(fen)塵(chen)去(qu)(qu)除(chu)率(含石膏)：≥70%;SO3去(qu)(qu)除(chu)率：≥70%;霧滴含量：低(di)于20mg/m3。目(mu)前(qian)，國電(dian)(dian)(dian)益陽發電(dian)(dian)(dian)有(you)限(xian)公司(si)300MW機(ji)(ji)組，國電(dian)(dian)(dian)滎(ying)陽煤電(dian)(dian)(dian)一(yi)體化(hua)有(you)限(xian)公司(si)一(yi)期(qi)600MW機(ji)(ji)組采用(yong)了柔(rou)性(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)濕(shi)式靜電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)技(ji)術。

3.4、徑(jing)流(liu)濕(shi)式電(dian)除(chu)(chu)塵器(qi)徑(jing)流(liu)濕(shi)式電(dian)除(chu)(chu)塵器(qi)是北京華(hua)能達(da)公(gong)司自主研發的(de)(de)具(ju)有自主知識產權的(de)(de)除(chu)(chu)塵技術。與上(shang)述濕(shi)式靜電(dian)除(chu)(chu)塵器(qi)結(jie)構(gou)不(bu)同(tong)，該結(jie)構(gou)布置(zhi)是將收塵陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)垂直于氣流(liu)方(fang)(fang)向，使(shi)電(dian)場力(li)(li)與引風(feng)力(li)(li)的(de)(de)方(fang)(fang)向在(zai)(zai)同(tong)一水平線(xian)上(shang)，粉塵顆粒在(zai)(zai)引風(feng)力(li)(li)與電(dian)場力(li)(li)的(de)(de)共同(tong)作用下，在(zai)(zai)新型(xing)(xing)陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)上(shang)完成捕集。裝置(zhi)主要由殼體、分布板(ban)、陽(yang)極(ji)(ji)裝置(zhi)、陰極(ji)(ji)裝置(zhi)、噴(pen)淋(lin)系統、熱風(feng)系統和供電(dian)電(dian)源等組成。(1)徑(jing)流(liu)濕(shi)式電(dian)除(chu)(chu)塵器(qi)的(de)(de)技術特點(dian)如下：1)與煙氣接觸部位全部采(cai)用2205雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼材質，具(ju)有強(qiang)度高、耐高溫、耐腐(fu)蝕(shi)(尤其(qi)對氯離子和硫化物的(de)(de)應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi))等特性，使(shi)用壽(shou)命能夠達(da)到30年。2)新型(xing)(xing)陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)的(de)(de)通孔(kong)率達(da)到98%以(yi)上(shang)，其(qi)幾乎全通透(tou)的(de)(de)結(jie)構(gou)大(da)大(da)降(jiang)低了徑(jing)流(liu)式濕(shi)式除(chu)(chu)塵器(qi)的(de)(de)運行阻力(li)(li)，并且(qie)和普(pu)通的(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)相(xiang)比，相(xiang)同(tong)體積下新型(xing)(xing)陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)具(ju)有的(de)集(ji)塵面積，相當于普通(tong)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)板的(de)20倍(bei)。3)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)系(xi)統采用(yong)(yong)(yong)旋轉(zhuan)電極(ji)(ji)(ji)設計，在(zai)旋轉(zhuan)電極(ji)(ji)(ji)下部設立(li)(li)獨立(li)(li)的(de)清(qing)洗室，由(you)高壓(ya)(ya)噴(pen)嘴(zui)在(zai)旋轉(zhuan)電極(ji)(ji)(ji)內部向外沖(chong)洗網板，清(qing)洗網板后的(de)污水(shui)通(tong)過(guo)排(pai)水(shui)泵和排(pai)污管(guan)道送(song)入脫硫塔補(bu)水(shui)。在(zai)工程運行中，利用(yong)(yong)(yong)壓(ya)(ya)差監測，實現(xian)在(zai)線噴(pen)淋，無水(shui)循環系(xi)統，故耗水(shui)、耗電量小。(2)徑流濕式電除塵器存在(zai)的(de)問(wen)題(ti)如下：1)由(you)于接觸煙氣的(de)部件全(quan)部采用(yong)(yong)(yong)2205雙相不銹鋼，前(qian)期成本投入較(jiao)高。