天津濕式電除塵器

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、引言進入新世紀，隨著我國經(jing)濟的高速發(fa)展，火(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji)容(rong)量仍在不(bu)斷增長。按(an)中電(dian)(dian)(dian)(dian)聯(lian)《電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)行業節(jie)能環(huan)保(bao)信息》推算，2015年，我國新增火(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji)容(rong)量約0.51億kW。根據(ju)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)規劃設計總(zong)院預(yu)測，到2020年，火電裝機容量將達(da)到12.2億(yi)kW，新增裝機容量約為3億(yi)kW。火電廠的快速發(fa)展導致(zhi)了大氣(qi)環境的污染并引發(fa)了公共環境及健(jian)康危機，

雖然采取一系列政策，大(da)力推(tui)動煤炭清潔利(li)用與發展(zhan)清潔能源，但(dan)由于我國燃煤發電的(de)基數較大，火電廠(chang)仍將是(shi)(shi)大氣污染物的(de)主要排放源之一(yi)，而降低排放強度的(de)主要措施(shi)就是(shi)(shi)制定(ding)和實施(shi)更加(jia)嚴格(ge)的(de)排放標準。

同(tong)時(shi)濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)(chu)塵器(qi)(qi)作(zuo)為(wei)燃煤電(dian)廠污染物控制的(de)(de)(de)精(jing)處(chu)(chu)理技(ji)術設備，其處(chu)(chu)理對象(xiang)為(wei)含(han)大量游離水(shui)的(de)(de)(de)飽和濕煙氣(qi)，主要去除(chu)(chu)(chu)粉(fen)塵(含(han)石膏)、SO3、霧(wu)滴(di)和有(you)害氣(qi)體(ti)，并可有(you)效控制PM2.5的(de)(de)(de)排放，本文(wen)介紹4種濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)(chu)塵器(qi)(qi)技(ji)術，并從性能(neng)、可靠性及除(chu)(chu)(chu)塵效果等方面進(jin)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(qian)的(de)濕(shi)(shi)除技術(shu)中(zhong)，主(zhu)要差別在于(yu)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)板材(cai)質(zhi)的(de)選取及(ji)清(qing)(qing)灰(hui)技術(shu)。根(gen)據陽(yang)(yang)極(ji)(ji)材(cai)質(zhi)的(de)不(bu)同(tong)，主(zhu)要分(fen)為(wei)不(bu)銹(xiu)鋼濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)除塵(chen)器、導電(dian)(dian)(dian)玻璃鋼電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)除塵(chen)器、柔性電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)除塵(chen)器;根(gen)據清(qing)(qing)灰(hui)技術(shu)(即水(shui)膜(mo)的(de)形成(cheng)原(yuan)理)不(bu)同(tong)，分(fen)為(wei)水(shui)膜(mo)自清(qing)(qing)灰(hui)技術(shu)和(he)水(shui)膜(mo)沖洗(xi)清(qing)(qing)灰(hui)技術(shu)，前(qian)者(zhe)為(wei)間斷噴淋，靠煙氣中(zhong)的(de)水(shui)汽在陽(yang)(yang)極(ji)(ji)表面(mian)自凝結實現在線清(qing)(qing)灰(hui)，后者(zhe)為(wei)通過噴淋水(shui)在陽(yang)(yang)極(ji)(ji)表面(mian)形成(cheng)水(shui)膜(mo)清(qing)(qing)灰(hui)。

3、濕式電(dian)除塵(chen)(chen)器性(xing)能(neng)對(dui)比3.1、金屬電(dian)極濕式電(dian)除塵(chen)(chen)器20世紀90年代，為應對(dui)地(di)方環保法(fa)規提出的對(dui)煙(yan)塵(chen)(chen)排放控制的要求(qiu)，日本三菱公(gong)司(si)研發(fa)并建成(cheng)濕式電(dian)除塵(chen)(chen)器，用于燃煤電(dian)廠的煙(yan)塵(chen)(chen)治(zhi)理。

2006年(nian)，專門針對PM2.5提(ti)出控制(zhi)要求，在(zai)燃煤電(dian)(dian)廠安(an)裝(zhuang)濕式電(dian)(dian)除塵器。目前我(wo)國通(tong)過引進(jin)技(ji)術(shu)并優(you)化設計，已掌握其核(he)心技(ji)術(shu)。(1)金屬(shu)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)濕式電(dian)(dian)除塵器的技(ji)術(shu)特點如下：1)大多采用臥式布置，氣流沿水平方向(xiang)進(jin)出，煙氣流速較低(流速在(zai)2.5m/s左右)，能(neng)有效(xiao)控制(zhi)氣流帶出粉(fen)塵，提(ti)高(gao)PM2.5細(xi)微顆粒及氣溶膠脫除效(xiao)率。2)陰(yin)陽極(ji)(ji)(ji)均平行(xing)于(yu)氣流方向(xiang)布置，金屬(shu)極(ji)(ji)(ji)板采用懸掛方式，極(ji)(ji)(ji)板通(tong)過懸掛梁固定于(yu)殼體中(zhong)，電(dian)(dian)暈電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)采用框架式結(jie)構，通(tong)過吊(diao)桿吊(diao)掛在(zai)殼體中(zhong)。這(zhe)種安(an)裝(zhuang)方式由于(yu)陰(yin)陽極(ji)(ji)(ji)不易變形，極(ji)(ji)(ji)間(jian)距有保證，故電(dian)(dian)場穩定性(xing)好，運行(xing)電(dian)(dian)壓高(gao)。3)耐高(gao)溫，脫硫系統出現故障時，可以在(zai)較高(gao)的煙氣溫度下運行(xing)。

(2)金屬電(dian)極濕式電(dian)除塵器存在的問題如(ru)下：

1)陽極板一般高(gao)度(du)在(zai)8～10m左右，要(yao)(yao)形成(cheng)均勻的(de)(de)(de)水膜對陽極板的(de)(de)(de)設計、制造(zao)、安裝及維護有嚴格的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求，更換時難度(du)較大(da)。2)極板材質(zhi)多采用(yong)316L，需要(yao)(yao)通(tong)過水膜保護以防(fang)腐(fu)蝕(shi)，一旦水膜保護出(chu)現失(shi)效，造(zao)成(cheng)極板腐(fu)蝕(shi)嚴重，甚至(zhi)喪失(shi)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)效率。3)清灰(hui)方式(shi)采用(yong)在(zai)線單線連續噴淋工藝，需要(yao)(yao)設置專門的(de)(de)(de)水處理系統，噴淋水經NaOH水溶(rong)液中(zhong)和后(hou)循環使(shi)用(yong)，這種清灰(hui)方式(shi)對于(yu)水耗、電耗、堿的(de)(de)(de)消耗較大(da)，對噴嘴性能要(yao)(yao)求更高(gao)。根據(ju)各企業(ye)發布的(de)(de)(de)環境監測報告顯(xian)示，金(jin)屬(shu)電極濕式(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器粉塵(chen)(chen)去除(chu)(chu)率(粉塵(chen)(chen)+石膏(gao))：≥70%;SO3去除(chu)(chu)率：≥70%;霧滴含量：低于(yu)20mg/m3。目前，浙(zhe)江嘉興(xing)三(san)期2×1000MW機(ji)組、大(da)唐黃島電廠670MW機(ji)組、神華國華舟(zhou)山電廠350MW機(ji)組等(deng)都采用(yong)了金(jin)屬(shu)極板濕式(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)(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)(dian)玻璃(li)鋼(gang)(gang)濕式電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)的(de)技(ji)術特點(dian)如下：1)導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻璃(li)鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)(you)重量輕、比強(qiang)度(du)(du)高(gao)、耐腐蝕等(deng)特性。2)收塵(chen)極(ji)(ji)組(zu)件采(cai)用工廠成(cheng)(cheng)型，實(shi)現(xian)整體模塊化(hua)，有(you)(you)利于(yu)保證安裝精度(du)(du)。3)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)運行(xing)時(shi)，收集(ji)下來的(de)液(ye)(ye)滴在(zai)(zai)沉(chen)淀極(ji)(ji)表面形成(cheng)(cheng)液(ye)(ye)膜，由于(yu)玻璃(li)鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)(you)很(hen)強(qiang)的(de)疏水性，能(neng)(neng)(neng)有(you)(you)效阻隔粉塵(chen)和石膏(gao)對沉(chen)淀極(ji)(ji)壁(bi)的(de)粘接，靠重力自流(liu)至(zhi)下部(bu)集(ji)液(ye)(ye)槽。4)為防止少(shao)量煙塵(chen)的(de)沉(chen)積，在(zai)(zai)沉(chen)淀極(ji)(ji)管上(shang)部(bu)設(she)置一層間(jian)斷(duan)(duan)噴淋裝置，將濕式電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)分為多(duo)個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)場，當需要進行(xing)間(jian)斷(duan)(duan)沖(chong)(chong)洗(xi)時(shi)，控制(zhi)系統(tong)自動停掉其(qi)中一個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)場或(huo)將電(dian)(dian)(dian)(dian)場降壓(ya)運行(xing)，沖(chong)(chong)洗(xi)結束后開啟該電(dian)(dian)(dian)(dian)場。由于(yu)耗水量較(jiao)小，集(ji)液(ye)(ye)槽中的(de)收集(ji)液(ye)(ye)可(ke)返回脫硫塔內(nei)循環(huan)使用。(2)導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻璃(li)鋼(gang)(gang)濕式電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)存在(zai)(zai)的(de)問題如下：1)煙氣(qi)流(liu)速在(zai)(zai)2.5m/s左右(you)時(shi)，PM2.5細微(wei)(wei)顆粒及氣(qi)溶膠脫除(chu)(chu)(chu)率高(gao)，提高(gao)煙氣(qi)流(liu)速后，影響(xiang)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)性能(neng)(neng)(neng)。2)一般FRP不能(neng)(neng)(neng)在(zai)(zai)高(gao)溫下長期(qi)使用，煙氣(qi)溫度(du)(du)較(jiao)高(gao)時(shi)對陽極(ji)(ji)板壽命有(you)(you)影響(xiang)，嚴重時(shi)可(ke)能(neng)(neng)(neng)燒灼。FRP的(de)使用壽命在(zai)(zai)10～15年左右(you)，與(yu)產品(pin)的(de)質量及制(zhi)作產品(pin)所用的(de)樹脂等(deng)原(yuan)材料性能(neng)(neng)(neng)有(you)(you)關。3)如果出現(xian)部(bu)分導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻璃(li)鋼(gang)(gang)損壞，需要整個(ge)(ge)模塊更換，將大大增加維護費用和難度(du)(du)。根(gen)據(ju)各(ge)企業(ye)發(fa)布的(de)環(huan)境(jing)監測報告顯示，導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻璃(li)鋼(gang)(gang)濕式電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)粉塵(chen)去除(chu)(chu)(chu)率(粉塵(chen)+石膏(gao))：≥70%;SO3去除(chu)(chu)(chu)率：≥70%;霧滴含(han)量：低(di)于(yu)25mg/m3。目前(qian)，黃臺8號、9號2×300MW機(ji)組(zu)、上(shang)海石洞口300MW機(ji)組(zu)、蒙西300MW機(ji)組(zu)、白楊河兩臺300MW機(ji)組(zu)等(deng)都采(cai)用了導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻璃(li)鋼(gang)(gang)濕式電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)。

3.3、柔性電(dian)(dian)極濕式電(dian)(dian)除塵(chen)器20世紀90年代末，俄亥俄州立大學提出了柔性電極濕式電除塵技術(shu)的概(gai)念，2003年(nian)Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司(si)和俄(e)亥俄(e)州立(li)大學共同研(yan)究制(zhi)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電環保(bao)院共同研(yan)發，開始了柔性絕緣疏(shu)水纖維織(zhi)物(wu)用于濕(shi)式(shi)除塵器的研(yan)究工作，并于2012年(nian)在(zai)益(yi)陽300MW燃煤機(ji)組中完成(cheng)工業化應用。官網(wang)：goyd.cn通過(guo)(guo)相(xiang)關(guan)資(zi)料顯示，耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)優(you)良的柔(rou)(rou)性(xing)(xing)絕緣疏水纖(xian)維(wei)織物通過(guo)(guo)潤濕使其導電，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)(rou)性(xing)(xing)織物材(cai)料作為收塵極布置成方形(xing)孔道(立式布置)，煙(yan)氣(qi)沿孔道流(liu)過(guo)(guo)。(1)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)濕式電除塵器(qi)的技(ji)術特點如下：1)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)陽(yang)有(you)(you)重量(liang)輕、防腐性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)好的(de)(de)(de)特(te)點。2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)絕緣疏水纖維(wei)本(ben)身的(de)(de)(de)結(jie)構特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)，有(you)(you)利于(yu)表(biao)面形成均(jun)勻水膜(mo)，利用從煙(yan)氣(qi)(qi)中收集的(de)(de)(de)酸液帶出(chu)灰，實現自清灰，沖洗水量(liang)小(xiao)。3)陽極(ji)部件可(ke)組(zu)裝拆(chai)卸，有(you)(you)利于(yu)后(hou)期的(de)(de)(de)維(wei)護和更換。(2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)濕式電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器存在的(de)(de)(de)問題如下：1)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)陽極(ji)不耐高(gao)溫，煙(yan)氣(qi)(qi)溫度較(jiao)高(gao)時，對陽極(ji)壽命(ming)有(you)(you)影響(xiang)，嚴重時可(ke)能(neng)燒蝕，使用壽命(ming)6年(nian)左右(you)。2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)纖維(wei)織物的(de)(de)(de)伸縮率較(jiao)大，陽極(ji)布(bu)的(de)(de)(de)張(zhang)緊程度和浸水后(hou)發(fa)生的(de)(de)(de)伸縮都會影響(xiang)實際(ji)的(de)(de)(de)極(ji)間距，進而影響(xiang)到電(dian)(dian)(dian)(dian)場的(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)、電(dian)(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)正常(chang)運行。3)煙(yan)氣(qi)(qi)流速較(jiao)高(gao)，產(chan)生氣(qi)(qi)流帶出(chu)，PM2.5細微顆(ke)粒及氣(qi)(qi)溶膠(jiao)脫除(chu)率低。性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)結(jie)果表(biao)明：粉塵(chen)去除(chu)率(含石(shi)膏)：≥70%;SO3去除(chu)率：≥70%;霧滴含量(liang)：低于(yu)20mg/m3。目前，國電(dian)(dian)(dian)(dian)益陽發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)有(you)(you)限公司(si)300MW機組(zu)，國電(dian)(dian)(dian)(dian)滎陽煤電(dian)(dian)(dian)(dian)一體化(hua)有(you)(you)限公司(si)一期600MW機組(zu)采用了柔(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)濕式靜電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)技術。

3.4、徑(jing)流(liu)濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)徑(jing)流(liu)濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)是北(bei)京(jing)華能(neng)達(da)公司(si)自主研(yan)發的(de)(de)具(ju)(ju)有自主知識產權的(de)(de)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)技術。與上述濕(shi)式靜(jing)電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)結構不同(tong)，該結構布置是將收塵(chen)(chen)陽(yang)(yang)極(ji)板垂直于氣流(liu)方向，使(shi)電(dian)(dian)(dian)場(chang)力與引風力的(de)(de)方向在同(tong)一(yi)水平線(xian)上，粉塵(chen)(chen)顆粒在引風力與電(dian)(dian)(dian)場(chang)力的(de)(de)共同(tong)作用(yong)下，在新型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)板上完成捕集。裝置主要由殼體、分布板、陽(yang)(yang)極(ji)裝置、陰極(ji)裝置、噴淋(lin)系(xi)(xi)統、熱風系(xi)(xi)統和(he)供電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)源等組(zu)成。(1)徑(jing)流(liu)濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)的(de)(de)技術特點(dian)如下：1)與煙氣接觸(chu)部位全部采用(yong)2205雙相(xiang)不銹(xiu)鋼材質，具(ju)(ju)有強度高(gao)、耐(nai)高(gao)溫、耐(nai)腐蝕(尤(you)其對氯離(li)子和(he)硫(liu)化物的(de)(de)應力腐蝕)等特性，使(shi)用(yong)壽(shou)命能(neng)夠達(da)到30年。2)新型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)板的(de)(de)通(tong)孔(kong)率達(da)到98%以上，其幾乎全通(tong)透的(de)(de)結構大大降低了徑(jing)流(liu)式濕(shi)式除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)的(de)(de)運行阻力，并(bing)且和(he)普通(tong)的(de)(de)陽(yang)(yang)極(ji)板相(xiang)比，相(xiang)同(tong)體積下新型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)板具(ju)(ju)有的(de)(de)(de)集(ji)塵面積，相(xiang)當于普通(tong)陽極板(ban)的(de)(de)(de)20倍。3)陽極系統采(cai)用旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)電極設計，在(zai)(zai)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)電極下(xia)部設立獨立的(de)(de)(de)清洗室，由高壓噴(pen)嘴在(zai)(zai)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)電極內(nei)部向外(wai)沖(chong)洗網(wang)板(ban)，清洗網(wang)板(ban)后的(de)(de)(de)污水通(tong)過(guo)排水泵和排污管道送入(ru)脫硫塔補水。在(zai)(zai)工程運(yun)行中，利用壓差監測，實現在(zai)(zai)線噴(pen)淋，無水循環系統，故耗水、耗電量小。(2)徑流濕(shi)式電除(chu)塵器存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)問(wen)題如下(xia)：1)由于接觸(chu)煙氣(qi)的(de)(de)(de)部件全(quan)部采(cai)用2205雙相(xiang)不銹鋼，前期成本投(tou)入(ru)較高。