天水濕式電除塵器

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)入新世紀，隨著我國(guo)(guo)經濟的高(gao)速發展，火(huo)(huo)電(dian)裝機(ji)容量仍在(zai)不斷(duan)增長。按中電(dian)聯《電(dian)力行(xing)業節能環保信息》推(tui)算，2015年(nian)，我國(guo)(guo)新增火(huo)(huo)電(dian)裝機(ji)容量約0.51億kW。根據(ju)電(dian)力規(gui)劃設計總(zong)院預測，到(dao)2020年(nian)，火電裝機(ji)容量將達到12.2億(yi)kW，新(xin)增裝機(ji)容量約為(wei)3億(yi)kW。火電廠的快速發展導致了大(da)氣環境的污染并(bing)引發了公共環境及健(jian)康危機(ji)，

雖然(ran)采取(qu)一(yi)系列(lie)政(zheng)策，大力推動煤炭(tan)清潔利用與發展清潔能源，但由(you)于我國燃煤發電(dian)的基數較大(da)，火電(dian)廠(chang)仍將是大(da)氣污染(ran)物(wu)的主要(yao)排放源之(zhi)一，而降低(di)排放強(qiang)度的主要(yao)措施(shi)就是制定和實(shi)施(shi)更加嚴格的排放標準。

同(tong)時濕式電(dian)除塵器作為燃(ran)煤電(dian)廠污染物(wu)控制的(de)(de)精處理(li)技術設備，其處理(li)對象為含大(da)量(liang)游(you)離水的(de)(de)飽和濕煙氣，主要去除粉塵(含石膏)、SO3、霧滴和有害氣體，并(bing)可有效(xiao)控制PM2.5的(de)(de)排(pai)放，本文介紹4種濕式電(dian)除塵器技術，并(bing)從性能、可靠(kao)性及(ji)除塵效(xiao)果等方面進行比較。

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(zai)目前的濕除(chu)(chu)技(ji)(ji)術中(zhong)，主要差別在(zai)于(yu)陽極板(ban)材質的選取及清灰技(ji)(ji)術。根據陽極材質的不同，主要分為不銹鋼(gang)(gang)濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器、導電(dian)(dian)玻璃(li)鋼(gang)(gang)電(dian)(dian)極濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器、柔性電(dian)(dian)極濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器;根據清灰技(ji)(ji)術(即(ji)水(shui)膜的形成原理)不同，分為水(shui)膜自清灰技(ji)(ji)術和(he)水(shui)膜沖洗清灰技(ji)(ji)術，前者(zhe)為間斷噴(pen)淋(lin)(lin)，靠(kao)煙(yan)氣中(zhong)的水(shui)汽(qi)在(zai)陽極表面自凝結實現在(zai)線(xian)清灰，后者(zhe)為通過(guo)噴(pen)淋(lin)(lin)水(shui)在(zai)陽極表面形成水(shui)膜清灰。

3、濕式電(dian)除塵器性能對比(bi)3.1、金屬(shu)電(dian)極濕式電(dian)除塵器20世紀90年代，為(wei)應對地方環保法規提出(chu)的(de)(de)對煙塵排放(fang)控制的(de)(de)要求，日本三菱公司(si)研發(fa)并建成濕式電(dian)除塵器，用于燃煤電(dian)廠的(de)(de)煙塵治理。

2006年，專門針對PM2.5提(ti)出控(kong)(kong)制(zhi)要求(qiu)，在燃煤電(dian)(dian)廠安裝(zhuang)濕式(shi)(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器(qi)(qi)。目前(qian)我國通(tong)過引進(jin)技(ji)術(shu)并優(you)化設(she)計，已(yi)掌握其核心技(ji)術(shu)。(1)金(jin)屬電(dian)(dian)極(ji)濕式(shi)(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器(qi)(qi)的技(ji)術(shu)特點如(ru)下：1)大(da)多采用(yong)臥式(shi)(shi)布置(zhi)，氣(qi)流(liu)沿水平(ping)方(fang)向進(jin)出，煙氣(qi)流(liu)速(su)較低(流(liu)速(su)在2.5m/s左右)，能有效控(kong)(kong)制(zhi)氣(qi)流(liu)帶出粉塵(chen)，提(ti)高PM2.5細(xi)微顆粒及氣(qi)溶膠脫(tuo)除效率。2)陰陽極(ji)均平(ping)行(xing)于氣(qi)流(liu)方(fang)向布置(zhi)，金(jin)屬極(ji)板(ban)采用(yong)懸掛(gua)方(fang)式(shi)(shi)，極(ji)板(ban)通(tong)過懸掛(gua)梁固定于殼(ke)體中(zhong)，電(dian)(dian)暈電(dian)(dian)極(ji)采用(yong)框架(jia)式(shi)(shi)結構，通(tong)過吊(diao)桿吊(diao)掛(gua)在殼(ke)體中(zhong)。這種安裝(zhuang)方(fang)式(shi)(shi)由于陰陽極(ji)不易變形(xing)，極(ji)間(jian)距有保證，故電(dian)(dian)場穩定性好，運行(xing)電(dian)(dian)壓高。3)耐高溫，脫(tuo)硫(liu)系(xi)統出現故障(zhang)時(shi)，可以在較高的煙氣(qi)溫度下運行(xing)。

(2)金屬電極濕式電除塵器存在的問題如下：

1)陽極板(ban)一般(ban)高度在8～10m左右，要(yao)(yao)(yao)形成均(jun)勻的(de)(de)(de)水膜對陽極板(ban)的(de)(de)(de)設計、制造(zao)、安裝及維護(hu)有嚴(yan)格的(de)(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求，更換時(shi)難度較大。2)極板(ban)材質多(duo)采(cai)用316L，需(xu)要(yao)(yao)(yao)通過水膜保護(hu)以防(fang)腐蝕(shi)，一旦水膜保護(hu)出現失效(xiao)，造(zao)成極板(ban)腐蝕(shi)嚴(yan)重，甚至喪失除(chu)塵(chen)效(xiao)率(lv)。3)清灰(hui)方(fang)式(shi)采(cai)用在線(xian)(xian)單線(xian)(xian)連(lian)續噴淋(lin)工藝，需(xu)要(yao)(yao)(yao)設置專門的(de)(de)(de)水處(chu)理系統(tong)，噴淋(lin)水經(jing)NaOH水溶(rong)液中和后(hou)循環(huan)使用，這種清灰(hui)方(fang)式(shi)對于水耗、電(dian)耗、堿(jian)的(de)(de)(de)消耗較大，對噴嘴性(xing)能(neng)要(yao)(yao)(yao)求更高。根據各企業發布的(de)(de)(de)環(huan)境監測報告顯(xian)示，金屬電(dian)極濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)粉(fen)塵(chen)去除(chu)率(lv)(粉(fen)塵(chen)+石(shi)膏)：≥70%;SO3去除(chu)率(lv)：≥70%;霧滴含量：低于20mg/m3。目前(qian)，浙江嘉興三期2×1000MW機組、大唐黃島電(dian)廠(chang)670MW機組、神華國(guo)華舟山電(dian)廠(chang)350MW機組等都采(cai)用了金屬極板(ban)濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)。

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)玻(bo)(bo)璃(li)鋼濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)的(de)技術特點如(ru)(ru)下(xia)(xia)：1)導(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼具(ju)有重(zhong)量(liang)(liang)輕、比強度(du)高(gao)(gao)、耐腐蝕等(deng)特性。2)收(shou)(shou)塵(chen)(chen)(chen)極組件(jian)采用(yong)(yong)(yong)工(gong)廠成(cheng)型，實現(xian)整體(ti)模塊化，有利于保證安裝精(jing)度(du)。3)除塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)運(yun)行(xing)時(shi)(shi)，收(shou)(shou)集(ji)下(xia)(xia)來的(de)液(ye)滴在(zai)(zai)沉(chen)(chen)淀(dian)極表面形成(cheng)液(ye)膜，由(you)于玻(bo)(bo)璃(li)鋼具(ju)有很強的(de)疏水性，能(neng)有效(xiao)阻(zu)隔粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)和石(shi)膏(gao)對沉(chen)(chen)淀(dian)極壁的(de)粘接，靠重(zhong)力自流至下(xia)(xia)部集(ji)液(ye)槽(cao)。4)為(wei)防止少量(liang)(liang)煙塵(chen)(chen)(chen)的(de)沉(chen)(chen)積(ji)，在(zai)(zai)沉(chen)(chen)淀(dian)極管(guan)上部設置一層間斷噴淋裝置，將濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)分(fen)為(wei)多(duo)個電(dian)(dian)(dian)場(chang)，當需(xu)要(yao)進行(xing)間斷沖(chong)(chong)洗時(shi)(shi)，控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統自動停掉其中一個電(dian)(dian)(dian)場(chang)或將電(dian)(dian)(dian)場(chang)降壓(ya)運(yun)行(xing)，沖(chong)(chong)洗結(jie)束(shu)后開(kai)啟該電(dian)(dian)(dian)場(chang)。由(you)于耗水量(liang)(liang)較小，集(ji)液(ye)槽(cao)中的(de)收(shou)(shou)集(ji)液(ye)可返(fan)回脫(tuo)硫(liu)塔內循環使用(yong)(yong)(yong)。(2)導(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)存在(zai)(zai)的(de)問題如(ru)(ru)下(xia)(xia)：1)煙氣流速在(zai)(zai)2.5m/s左(zuo)右(you)時(shi)(shi)，PM2.5細微顆粒及氣溶(rong)膠脫(tuo)除率高(gao)(gao)，提高(gao)(gao)煙氣流速后，影響除塵(chen)(chen)(chen)性能(neng)。2)一般FRP不能(neng)在(zai)(zai)高(gao)(gao)溫(wen)下(xia)(xia)長期使用(yong)(yong)(yong)，煙氣溫(wen)度(du)較高(gao)(gao)時(shi)(shi)對陽(yang)極板壽命(ming)(ming)有影響，嚴重(zhong)時(shi)(shi)可能(neng)燒灼。FRP的(de)使用(yong)(yong)(yong)壽命(ming)(ming)在(zai)(zai)10～15年左(zuo)右(you)，與產(chan)(chan)品的(de)質量(liang)(liang)及制(zhi)(zhi)作產(chan)(chan)品所用(yong)(yong)(yong)的(de)樹脂等(deng)原材(cai)料性能(neng)有關。3)如(ru)(ru)果出現(xian)部分(fen)導(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼損壞，需(xu)要(yao)整個模塊更換，將大大增加維護費用(yong)(yong)(yong)和難度(du)。根據(ju)各企業發布的(de)環境監測報(bao)告顯示，導(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)去除率(粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)+石(shi)膏(gao))：≥70%;SO3去除率：≥70%;霧滴含量(liang)(liang)：低于25mg/m3。目前，黃臺(tai)8號(hao)、9號(hao)2×300MW機(ji)組、上海(hai)石(shi)洞口300MW機(ji)組、蒙西300MW機(ji)組、白楊河(he)兩臺(tai)300MW機(ji)組等(deng)都采用(yong)(yong)(yong)了導(dao)電(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除塵(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)。

3.3、柔性電極濕(shi)式電除(chu)塵(chen)器(qi)20世紀90年(nian)代(dai)末，俄(e)亥俄(e)州立大學提出了柔性電(dian)極濕式(shi)電(dian)除塵技術(shu)的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄亥俄州立大學共同研(yan)究(jiu)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，我國早由山東(dong)大(da)學和國電環保(bao)院共同研發，開(kai)始了柔性(xing)絕緣(yuan)疏水纖(xian)維織物用(yong)于(yu)濕式除塵器的研究工(gong)作(zuo)，并于(yu)2012年在益陽300MW燃煤(mei)機組中完成(cheng)工(gong)業化應(ying)用。官網：goyd.cn通過(guo)相關資(zi)料(liao)(liao)顯示，耐腐蝕性優(you)良的柔(rou)性絕緣疏水(shui)纖維織物通過(guo)潤濕使其(qi)導電，可以形(xing)成水(shui)膜，并靠重(zhong)力(li)自(zi)流向下與煙氣分離，柔(rou)性織物材料(liao)(liao)作(zuo)為收塵(chen)極(ji)布(bu)置(zhi)成方形(xing)孔道(dao)(立式布(bu)置(zhi))，煙氣沿(yan)孔道(dao)流過(guo)。(1)柔(rou)性濕式電除塵(chen)器的技術特點如下：1)柔(rou)性陽有(you)(you)(you)重(zhong)量輕、防腐性能(neng)(neng)好的(de)(de)(de)特(te)點。2)柔性絕緣疏(shu)水(shui)(shui)纖維(wei)(wei)本身的(de)(de)(de)結(jie)構特(te)性，有(you)(you)(you)利(li)于表面(mian)形(xing)成均勻(yun)水(shui)(shui)膜，利(li)用(yong)(yong)從煙(yan)氣中收集的(de)(de)(de)酸液帶出灰，實現自清灰，沖洗水(shui)(shui)量小。3)陽(yang)(yang)極(ji)部件可組裝拆(chai)卸(xie)，有(you)(you)(you)利(li)于后期的(de)(de)(de)維(wei)(wei)護和更換。(2)柔性濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)器存在的(de)(de)(de)問題如(ru)下：1)柔性陽(yang)(yang)極(ji)不(bu)耐高溫(wen)，煙(yan)氣溫(wen)度較(jiao)高時，對(dui)陽(yang)(yang)極(ji)壽命有(you)(you)(you)影(ying)響(xiang)，嚴重(zhong)時可能(neng)(neng)燒蝕(shi)，使(shi)用(yong)(yong)壽命6年左右。2)柔性纖維(wei)(wei)織物的(de)(de)(de)伸縮率(lv)較(jiao)大，陽(yang)(yang)極(ji)布(bu)的(de)(de)(de)張緊程度和浸水(shui)(shui)后發生的(de)(de)(de)伸縮都會影(ying)響(xiang)實際的(de)(de)(de)極(ji)間距，進而影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)場的(de)(de)(de)穩定(ding)性、電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)正常運行。3)煙(yan)氣流(liu)速(su)較(jiao)高，產生氣流(liu)帶出，PM2.5細(xi)微顆粒及氣溶膠脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)率(lv)低。性能(neng)(neng)結(jie)果表明：粉塵(chen)去除(chu)(chu)(chu)率(lv)(含石膏)：≥70%;SO3去除(chu)(chu)(chu)率(lv)：≥70%;霧滴含量：低于20mg/m3。目前，國(guo)(guo)電(dian)(dian)益(yi)陽(yang)(yang)發電(dian)(dian)有(you)(you)(you)限公(gong)(gong)司(si)300MW機(ji)組，國(guo)(guo)電(dian)(dian)滎陽(yang)(yang)煤電(dian)(dian)一體化有(you)(you)(you)限公(gong)(gong)司(si)一期600MW機(ji)組采(cai)用(yong)(yong)了柔性電(dian)(dian)極(ji)濕式靜電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)技術。

3.4、徑(jing)(jing)流(liu)濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器徑(jing)(jing)流(liu)濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器是北京華能達公司自主(zhu)研發的具(ju)有自主(zhu)知識產權的除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)技(ji)術。與上(shang)述濕(shi)(shi)式(shi)靜電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器結構不同(tong)，該結構布(bu)置(zhi)是將收塵(chen)(chen)(chen)(chen)陽(yang)(yang)(yang)(yang)極板(ban)垂直于(yu)氣流(liu)方(fang)向，使電(dian)(dian)場力與引(yin)風(feng)力的方(fang)向在同(tong)一水平線(xian)上(shang)，粉塵(chen)(chen)(chen)(chen)顆粒在引(yin)風(feng)力與電(dian)(dian)場力的共同(tong)作用(yong)(yong)(yong)下，在新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)(yang)(yang)極板(ban)上(shang)完(wan)成(cheng)捕集。裝置(zhi)主(zhu)要(yao)由殼(ke)體(ti)、分布(bu)板(ban)、陽(yang)(yang)(yang)(yang)極裝置(zhi)、陰極裝置(zhi)、噴(pen)淋系統、熱風(feng)系統和(he)供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源(yuan)等組成(cheng)。(1)徑(jing)(jing)流(liu)濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器的技(ji)術特點(dian)如下：1)與煙氣接(jie)觸(chu)部位全(quan)部采用(yong)(yong)(yong)2205雙(shuang)相不銹(xiu)鋼材質，具(ju)有強度高(gao)(gao)、耐高(gao)(gao)溫、耐腐蝕(shi)(尤其對(dui)氯離子和(he)硫化物的應力腐蝕(shi))等特性，使用(yong)(yong)(yong)壽命能夠達到(dao)30年。2)新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)(yang)(yang)極板(ban)的通孔率達到(dao)98%以上(shang)，其幾乎(hu)全(quan)通透的結構大(da)大(da)降低了徑(jing)(jing)流(liu)式(shi)濕(shi)(shi)式(shi)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器的運行阻力，并且和(he)普通的陽(yang)(yang)(yang)(yang)極板(ban)相比，相同(tong)體(ti)積下新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)(yang)(yang)極板(ban)具(ju)有的(de)集塵(chen)面(mian)積(ji)，相當于(yu)普通陽極(ji)板的(de)20倍。3)陽極(ji)系統(tong)采用(yong)旋轉電(dian)極(ji)設(she)(she)計，在旋轉電(dian)極(ji)下部(bu)(bu)(bu)設(she)(she)立(li)獨立(li)的(de)清洗(xi)室，由(you)高壓噴嘴在旋轉電(dian)極(ji)內部(bu)(bu)(bu)向外(wai)沖(chong)洗(xi)網板，清洗(xi)網板后的(de)污水(shui)(shui)通過(guo)排水(shui)(shui)泵(beng)和排污管道送入脫硫塔補水(shui)(shui)。在工(gong)程運行中，利用(yong)壓差監測，實現在線噴淋，無水(shui)(shui)循環(huan)系統(tong)，故耗水(shui)(shui)、耗電(dian)量小(xiao)。(2)徑流濕(shi)式(shi)電(dian)除塵(chen)器存在的(de)問題如下：1)由(you)于(yu)接(jie)觸煙氣的(de)部(bu)(bu)(bu)件全部(bu)(bu)(bu)采用(yong)2205雙相不(bu)銹鋼(gang)，前期成本投入較(jiao)高。