神農架濕式電除塵器

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(jin)入(ru)新世紀，隨著(zhu)我國經濟的高(gao)速(su)發展，火(huo)電(dian)裝機(ji)容(rong)(rong)量仍在不斷增長。按中電(dian)聯《電(dian)力行業節能環保信息(xi)》推(tui)算，2015年，我國新增火(huo)電(dian)裝機(ji)容(rong)(rong)量約0.51億kW。根(gen)據電(dian)力規劃設計總院預測，到2020年，火電裝機容量將達到12.2億(yi)kW，新增裝機容量約為3億(yi)kW。火電廠的快(kuai)速發展導(dao)致了大(da)氣環境(jing)的污(wu)染并引發了公(gong)共(gong)環境(jing)及(ji)健康危機，

雖然采取一(yi)系列政策，大力推動煤炭清潔(jie)利(li)用(yong)與(yu)發展清潔能源(yuan)，但由于我國(guo)燃煤發電的基數(shu)較(jiao)大(da)，火電廠仍(reng)將(jiang)是大(da)氣污染物(wu)的主要排(pai)放源(yuan)之一，而降低(di)排(pai)放強(qiang)度的主要措施就(jiu)是制定(ding)和(he)實施更加嚴格的排(pai)放標準(zhun)。

同時濕式電除塵(chen)器作(zuo)為燃煤(mei)電廠污染(ran)物(wu)控(kong)制(zhi)的(de)精處(chu)理技(ji)術設備(bei)，其(qi)處(chu)理對(dui)象為含大(da)量游離水的(de)飽和濕煙(yan)氣(qi)，主要去除粉塵(chen)(含石膏)、SO3、霧(wu)滴和有(you)害(hai)氣(qi)體(ti)，并(bing)可有(you)效控(kong)制(zhi)PM2.5的(de)排放(fang)，本(ben)文(wen)介紹4種濕式電除塵(chen)器技(ji)術，并(bing)從性(xing)能(neng)、可靠性(xing)及除塵(chen)效果等方面進行比(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)目前(qian)的濕除技術中(zhong)，主要差別在(zai)(zai)于(yu)陽(yang)極板材(cai)質(zhi)(zhi)的選取(qu)及清(qing)灰(hui)技術。根據陽(yang)極材(cai)質(zhi)(zhi)的不(bu)同，主要分(fen)為不(bu)銹鋼(gang)濕式電(dian)(dian)除塵(chen)器(qi)、導電(dian)(dian)玻璃鋼(gang)電(dian)(dian)極濕式電(dian)(dian)除塵(chen)器(qi)、柔性電(dian)(dian)極濕式電(dian)(dian)除塵(chen)器(qi);根據清(qing)灰(hui)技術(即(ji)水(shui)(shui)膜的形成(cheng)原理)不(bu)同，分(fen)為水(shui)(shui)膜自清(qing)灰(hui)技術和水(shui)(shui)膜沖洗清(qing)灰(hui)技術，前(qian)者(zhe)為間斷(duan)噴淋(lin)(lin)，靠煙(yan)氣中(zhong)的水(shui)(shui)汽在(zai)(zai)陽(yang)極表面自凝結實(shi)現在(zai)(zai)線清(qing)灰(hui)，后者(zhe)為通過(guo)噴淋(lin)(lin)水(shui)(shui)在(zai)(zai)陽(yang)極表面形成(cheng)水(shui)(shui)膜清(qing)灰(hui)。

3、濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵器(qi)(qi)性能對比3.1、金(jin)屬電(dian)(dian)極(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵器(qi)(qi)20世紀90年代，為應對地方環保法規提出的對煙(yan)塵排放控制的要求，日本三菱(ling)公司研發(fa)并(bing)建成濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵器(qi)(qi)，用(yong)于燃煤電(dian)(dian)廠的煙(yan)塵治理。

2006年，專門針(zhen)對PM2.5提出(chu)(chu)控制要求(qiu)，在(zai)燃煤電廠安裝(zhuang)濕(shi)式(shi)電除塵(chen)(chen)器。目前我國通過(guo)引進技(ji)(ji)術(shu)并優化設計，已掌握其(qi)核心技(ji)(ji)術(shu)。(1)金屬電極(ji)(ji)濕(shi)式(shi)電除塵(chen)(chen)器的技(ji)(ji)術(shu)特點(dian)如下：1)大多采(cai)(cai)用臥式(shi)布置，氣(qi)流(liu)沿水(shui)平方向進出(chu)(chu)，煙氣(qi)流(liu)速(su)較低(di)(流(liu)速(su)在(zai)2.5m/s左(zuo)右)，能有效(xiao)控制氣(qi)流(liu)帶出(chu)(chu)粉(fen)塵(chen)(chen)，提高(gao)(gao)PM2.5細(xi)微顆(ke)粒及氣(qi)溶膠脫(tuo)除效(xiao)率。2)陰陽(yang)極(ji)(ji)均平行于氣(qi)流(liu)方向布置，金屬極(ji)(ji)板采(cai)(cai)用懸掛方式(shi)，極(ji)(ji)板通過(guo)懸掛梁固定于殼(ke)體中，電暈(yun)電極(ji)(ji)采(cai)(cai)用框架式(shi)結構(gou)，通過(guo)吊(diao)桿吊(diao)掛在(zai)殼(ke)體中。這(zhe)種安裝(zhuang)方式(shi)由于陰陽(yang)極(ji)(ji)不易(yi)變(bian)形(xing)，極(ji)(ji)間距有保證(zheng)，故(gu)(gu)電場穩定性好，運行電壓高(gao)(gao)。3)耐(nai)高(gao)(gao)溫(wen)，脫(tuo)硫(liu)系統出(chu)(chu)現故(gu)(gu)障時，可以在(zai)較高(gao)(gao)的煙氣(qi)溫(wen)度下運行。

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

1)陽極(ji)(ji)板(ban)一(yi)般(ban)高(gao)度(du)在8～10m左右，要(yao)形成均勻的(de)(de)水(shui)膜對陽極(ji)(ji)板(ban)的(de)(de)設計(ji)、制(zhi)造、安裝及維(wei)護(hu)有(you)嚴格(ge)的(de)(de)要(yao)求，更換時難度(du)較大(da)。2)極(ji)(ji)板(ban)材(cai)質多(duo)采用(yong)316L，需要(yao)通過(guo)水(shui)膜保護(hu)以防(fang)腐蝕，一(yi)旦水(shui)膜保護(hu)出現失效，造成極(ji)(ji)板(ban)腐蝕嚴重，甚至喪失除塵(chen)效率。3)清灰(hui)(hui)方式采用(yong)在線單線連續噴(pen)(pen)(pen)淋工藝，需要(yao)設置(zhi)專門的(de)(de)水(shui)處(chu)理(li)系統，噴(pen)(pen)(pen)淋水(shui)經NaOH水(shui)溶液中和(he)后(hou)循環(huan)使(shi)用(yong)，這種清灰(hui)(hui)方式對于水(shui)耗、電(dian)耗、堿的(de)(de)消耗較大(da)，對噴(pen)(pen)(pen)嘴性能要(yao)求更高(gao)。根據(ju)各企業發(fa)布的(de)(de)環(huan)境監測報告顯示，金屬電(dian)極(ji)(ji)濕式電(dian)除塵(chen)器粉塵(chen)去除率(粉塵(chen)+石膏)：≥70%;SO3去除率：≥70%;霧滴含量：低于20mg/m3。目前，浙江嘉興三期2×1000MW機組、大(da)唐黃島電(dian)廠670MW機組、神華國華舟山電(dian)廠350MW機組等(deng)都采用(yong)了金屬極(ji)(ji)板(ban)濕式電(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(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)的技(ji)術特點如(ru)(ru)下(xia)：1)導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)(gang)(gang)具(ju)有重(zhong)(zhong)量輕、比強度(du)高、耐腐蝕等特性(xing)。2)收(shou)塵(chen)(chen)(chen)(chen)極(ji)組(zu)(zu)件(jian)采(cai)用工廠成型，實現整體模塊化，有利于(yu)(yu)保(bao)證安裝(zhuang)(zhuang)精度(du)。3)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)運(yun)行時(shi)，收(shou)集(ji)下(xia)來的液滴(di)在(zai)沉(chen)淀(dian)極(ji)表面形成液膜，由于(yu)(yu)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)(gang)(gang)具(ju)有很強的疏水性(xing)，能(neng)有效阻隔粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)和石(shi)膏對沉(chen)淀(dian)極(ji)壁的粘接，靠重(zhong)(zhong)力自(zi)流至下(xia)部(bu)集(ji)液槽。4)為防止少量煙塵(chen)(chen)(chen)(chen)的沉(chen)積(ji)，在(zai)沉(chen)淀(dian)極(ji)管(guan)上(shang)部(bu)設(she)置一(yi)層(ceng)間斷噴淋裝(zhuang)(zhuang)置，將濕式電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)分(fen)為多(duo)個電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場，當需要進行間斷沖(chong)洗時(shi)，控制系統自(zi)動停(ting)掉其中(zhong)(zhong)一(yi)個電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場或將電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場降(jiang)壓運(yun)行，沖(chong)洗結(jie)束后(hou)開啟該電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場。由于(yu)(yu)耗水量較小，集(ji)液槽中(zhong)(zhong)的收(shou)集(ji)液可返回(hui)脫(tuo)硫塔內循環(huan)使(shi)用。(2)導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)存在(zai)的問題如(ru)(ru)下(xia)：1)煙氣流速(su)在(zai)2.5m/s左右時(shi)，PM2.5細微(wei)顆粒(li)及氣溶膠脫(tuo)除(chu)(chu)率高，提高煙氣流速(su)后(hou)，影響除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)性(xing)能(neng)。2)一(yi)般FRP不能(neng)在(zai)高溫(wen)下(xia)長期使(shi)用，煙氣溫(wen)度(du)較高時(shi)對陽極(ji)板壽命(ming)有影響，嚴重(zhong)(zhong)時(shi)可能(neng)燒灼。FRP的使(shi)用壽命(ming)在(zai)10～15年左右，與產品(pin)的質量及制作產品(pin)所用的樹脂等原(yuan)材料性(xing)能(neng)有關。3)如(ru)(ru)果出現部(bu)分(fen)導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)(gang)(gang)損壞，需要整個模塊更換，將大大增加維(wei)護費用和難度(du)。根據(ju)各企業發布(bu)的環(huan)境監測報告顯示，導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)去除(chu)(chu)率(粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)(chen)+石(shi)膏)：≥70%;SO3去除(chu)(chu)率：≥70%;霧滴(di)含量：低于(yu)(yu)25mg/m3。目(mu)前，黃臺8號、9號2×300MW機(ji)(ji)組(zu)(zu)、上(shang)海石(shi)洞口300MW機(ji)(ji)組(zu)(zu)、蒙西(xi)300MW機(ji)(ji)組(zu)(zu)、白(bai)楊河兩臺300MW機(ji)(ji)組(zu)(zu)等都采(cai)用了導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)。

3.3、柔性電極濕式(shi)電除塵器20世紀90年(nian)代末，俄(e)亥俄(e)州立大學提出了柔性電(dian)極濕式電(dian)除塵技術(shu)的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄(e)(e)亥(hai)俄(e)(e)州立大(da)學共同研究制作出(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)由山東大學和國電環保院共(gong)同研(yan)發(fa)，開始了(le)柔性絕緣疏(shu)水纖維織物用于濕式除塵器的研(yan)究工作，并于2012年在益陽300MW燃煤(mei)機組中(zhong)完(wan)成工業化(hua)應用。官(guan)網(wang)：goyd.cn通過相關資料(liao)(liao)顯(xian)示，耐腐蝕(shi)性優良的柔性絕緣疏水纖(xian)維織物(wu)(wu)通過潤濕使(shi)其導電，可以形成水膜，并靠重力自流向下與煙氣(qi)分離，柔性織物(wu)(wu)材(cai)料(liao)(liao)作為(wei)收塵極(ji)布置成方形孔(kong)道(立(li)式布置)，煙氣(qi)沿孔(kong)道流過。(1)柔性濕式電除塵器的技術特點如下：1)柔性陽(yang)有重量輕、防腐性(xing)(xing)能好的(de)(de)特點。2)柔(rou)性(xing)(xing)絕緣疏水(shui)纖(xian)維(wei)本身的(de)(de)結(jie)構特性(xing)(xing)，有利于(yu)表面(mian)形(xing)成(cheng)均勻水(shui)膜(mo)，利用從煙氣(qi)中收集的(de)(de)酸液帶出(chu)灰(hui)，實現自清灰(hui)，沖洗水(shui)量小。3)陽極(ji)(ji)部(bu)件可(ke)組裝拆卸，有利于(yu)后期的(de)(de)維(wei)護(hu)和更換。(2)柔(rou)性(xing)(xing)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器存在的(de)(de)問題如(ru)下：1)柔(rou)性(xing)(xing)陽極(ji)(ji)不(bu)耐高溫，煙氣(qi)溫度較高時(shi)，對陽極(ji)(ji)壽(shou)命有影(ying)響，嚴重時(shi)可(ke)能燒蝕，使用壽(shou)命6年左右。2)柔(rou)性(xing)(xing)纖(xian)維(wei)織物的(de)(de)伸縮率較大(da)，陽極(ji)(ji)布的(de)(de)張緊(jin)程度和浸水(shui)后發生(sheng)的(de)(de)伸縮都會影(ying)響實際(ji)的(de)(de)極(ji)(ji)間距，進而(er)影(ying)響到電(dian)(dian)(dian)場的(de)(de)穩定性(xing)(xing)、電(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)正常運(yun)行。3)煙氣(qi)流速較高，產(chan)生(sheng)氣(qi)流帶出(chu)，PM2.5細微(wei)顆粒(li)及氣(qi)溶膠脫除(chu)率低。性(xing)(xing)能結(jie)果表明：粉塵(chen)去(qu)(qu)除(chu)率(含石膏(gao))：≥70%;SO3去(qu)(qu)除(chu)率：≥70%;霧滴(di)含量：低于(yu)20mg/m3。目前，國電(dian)(dian)(dian)益陽發電(dian)(dian)(dian)有限(xian)公司300MW機組，國電(dian)(dian)(dian)滎陽煤(mei)電(dian)(dian)(dian)一體化有限(xian)公司一期600MW機組采用了柔(rou)性(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)濕(shi)式(shi)靜電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)技術。

3.4、徑流(liu)濕式(shi)電(dian)除塵(chen)(chen)器(qi)徑流(liu)濕式(shi)電(dian)除塵(chen)(chen)器(qi)是北京(jing)華能達(da)(da)公(gong)司自主(zhu)研發的(de)具有自主(zhu)知(zhi)識產權的(de)除塵(chen)(chen)技術。與(yu)上(shang)述濕式(shi)靜(jing)電(dian)除塵(chen)(chen)器(qi)結構不(bu)(bu)同，該(gai)結構布置是將收塵(chen)(chen)陽極(ji)(ji)板(ban)垂直于(yu)氣流(liu)方(fang)向(xiang)，使(shi)電(dian)場力與(yu)引風力的(de)方(fang)向(xiang)在同一水平(ping)線(xian)上(shang)，粉塵(chen)(chen)顆粒(li)在引風力與(yu)電(dian)場力的(de)共同作用(yong)下(xia)，在新型陽極(ji)(ji)板(ban)上(shang)完成捕集。裝(zhuang)置主(zhu)要由殼體、分(fen)布板(ban)、陽極(ji)(ji)裝(zhuang)置、陰極(ji)(ji)裝(zhuang)置、噴淋系統(tong)、熱風系統(tong)和(he)(he)供電(dian)電(dian)源等組(zu)成。(1)徑流(liu)濕式(shi)電(dian)除塵(chen)(chen)器(qi)的(de)技術特點(dian)如下(xia)：1)與(yu)煙氣接觸部位(wei)全部采用(yong)2205雙相不(bu)(bu)銹鋼材質，具有強度高、耐(nai)高溫、耐(nai)腐(fu)蝕(尤(you)其對(dui)氯離子(zi)和(he)(he)硫化物的(de)應力腐(fu)蝕)等特性，使(shi)用(yong)壽命(ming)能夠(gou)達(da)(da)到30年。2)新型陽極(ji)(ji)板(ban)的(de)通(tong)孔率達(da)(da)到98%以上(shang)，其幾乎(hu)全通(tong)透的(de)結構大(da)(da)大(da)(da)降低了徑流(liu)式(shi)濕式(shi)除塵(chen)(chen)器(qi)的(de)運行阻力，并且(qie)和(he)(he)普通(tong)的(de)陽極(ji)(ji)板(ban)相比，相同體積下(xia)新型陽極(ji)(ji)板(ban)具有的(de)(de)(de)集塵(chen)面積(ji)，相(xiang)當于普通陽極(ji)(ji)板的(de)(de)(de)20倍。3)陽極(ji)(ji)系統(tong)采(cai)用(yong)旋(xuan)轉電(dian)極(ji)(ji)設計，在旋(xuan)轉電(dian)極(ji)(ji)下(xia)部設立(li)獨(du)立(li)的(de)(de)(de)清洗室，由高壓噴嘴在旋(xuan)轉電(dian)極(ji)(ji)內部向外沖洗網板，清洗網板后(hou)的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)通過(guo)排(pai)水(shui)(shui)泵和(he)排(pai)污(wu)管道送入脫硫(liu)塔補水(shui)(shui)。在工程運行中，利(li)用(yong)壓差(cha)監(jian)測，實現在線(xian)噴淋，無水(shui)(shui)循環(huan)系統(tong)，故耗(hao)水(shui)(shui)、耗(hao)電(dian)量小(xiao)。(2)徑(jing)流濕式電(dian)除塵(chen)器(qi)存在的(de)(de)(de)問題如下(xia)：1)由于接(jie)觸煙氣(qi)的(de)(de)(de)部件全部采(cai)用(yong)2205雙相(xiang)不銹鋼，前期成(cheng)本投入較高。