通化濕式電除塵器

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)(xin)世(shi)紀，隨著我國(guo)經濟的高速(su)發展(zhan)，火電裝(zhuang)機(ji)容(rong)量仍在不(bu)斷增(zeng)(zeng)長(chang)。按中電聯《電力行業(ye)節(jie)能環保信息》推(tui)算，2015年，我國(guo)新(xin)(xin)增(zeng)(zeng)火電裝(zhuang)機(ji)容(rong)量約0.51億kW。根(gen)據電力規(gui)劃設計總院預(yu)測，到2020年，火(huo)電裝機(ji)容量將達到12.2億kW，新增裝機(ji)容量約(yue)為3億kW。火(huo)電廠的(de)快速發展導致了大氣環境(jing)的(de)污(wu)染(ran)并引發了公共環境(jing)及健康危機(ji)，

雖然采(cai)取一系列政(zheng)策(ce)，大(da)力推動煤(mei)炭(tan)清潔利用與發展清潔能源(yuan)，但由于我國(guo)燃煤發電的(de)基數較大，火(huo)電廠仍(reng)將是大氣(qi)污(wu)染物的(de)主(zhu)要排放源(yuan)之一，而(er)降低排放強(qiang)度的(de)主(zhu)要措施(shi)就(jiu)是制定和實施(shi)更(geng)加嚴格的(de)排放標準。

同(tong)時(shi)濕式電除(chu)塵器作為燃煤電廠污染物控(kong)制的精(jing)處理(li)技術(shu)設備，其處理(li)對象(xiang)為含大量游(you)離水的飽和(he)濕煙氣(qi)，主要去除(chu)粉塵(含石膏(gao))、SO3、霧滴和(he)有害氣(qi)體，并(bing)可(ke)有效(xiao)(xiao)控(kong)制PM2.5的排放(fang)，本文介紹4種(zhong)濕式電除(chu)塵器技術(shu)，并(bing)從性能、可(ke)靠性及除(chu)塵效(xiao)(xiao)果等方面(mian)進(jin)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。在目(mu)前的(de)(de)濕除(chu)技術(shu)中，主要差(cha)別在于陽(yang)極板材質的(de)(de)選(xuan)取(qu)及清(qing)灰(hui)(hui)技術(shu)。根據陽(yang)極材質的(de)(de)不同(tong)，主要分為(wei)不銹(xiu)鋼濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵器、導電(dian)(dian)(dian)玻璃鋼電(dian)(dian)(dian)極濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵器、柔性電(dian)(dian)(dian)極濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵器;根據清(qing)灰(hui)(hui)技術(shu)(即水(shui)膜(mo)的(de)(de)形成原理)不同(tong)，分為(wei)水(shui)膜(mo)自(zi)清(qing)灰(hui)(hui)技術(shu)和水(shui)膜(mo)沖洗(xi)清(qing)灰(hui)(hui)技術(shu)，前者(zhe)為(wei)間(jian)斷噴淋(lin)，靠(kao)煙(yan)氣中的(de)(de)水(shui)汽在陽(yang)極表面(mian)自(zi)凝結實(shi)現(xian)在線清(qing)灰(hui)(hui)，后者(zhe)為(wei)通過(guo)噴淋(lin)水(shui)在陽(yang)極表面(mian)形成水(shui)膜(mo)清(qing)灰(hui)(hui)。

3、濕式(shi)電(dian)除塵(chen)器性能對(dui)比(bi)3.1、金屬電(dian)極濕式(shi)電(dian)除塵(chen)器20世紀(ji)90年代(dai)，為應(ying)對(dui)地方環保法規提出的(de)對(dui)煙(yan)(yan)塵(chen)排(pai)放控制的(de)要求，日本(ben)三(san)菱公司研發并建成(cheng)濕式(shi)電(dian)除塵(chen)器，用(yong)于燃煤電(dian)廠的(de)煙(yan)(yan)塵(chen)治理。

2006年(nian)，專(zhuan)門針對PM2.5提(ti)出(chu)控(kong)制要求，在(zai)(zai)燃煤電(dian)(dian)廠安(an)裝濕式電(dian)(dian)除塵(chen)器。目前(qian)我國(guo)通(tong)(tong)過引(yin)進技(ji)術并優化設計，已(yi)掌握其核心技(ji)術。(1)金屬(shu)電(dian)(dian)極(ji)(ji)濕式電(dian)(dian)除塵(chen)器的(de)(de)技(ji)術特點如下：1)大多采(cai)用(yong)臥(wo)式布置(zhi)，氣(qi)(qi)流沿(yan)水(shui)平方向進出(chu)，煙氣(qi)(qi)流速較低(流速在(zai)(zai)2.5m/s左右)，能(neng)有效控(kong)制氣(qi)(qi)流帶(dai)出(chu)粉塵(chen)，提(ti)高(gao)(gao)PM2.5細微顆粒及氣(qi)(qi)溶膠脫(tuo)除效率(lv)。2)陰陽極(ji)(ji)均平行(xing)(xing)于氣(qi)(qi)流方向布置(zhi)，金屬(shu)極(ji)(ji)板(ban)采(cai)用(yong)懸掛方式，極(ji)(ji)板(ban)通(tong)(tong)過懸掛梁固定于殼(ke)體中，電(dian)(dian)暈電(dian)(dian)極(ji)(ji)采(cai)用(yong)框架式結構，通(tong)(tong)過吊(diao)桿吊(diao)掛在(zai)(zai)殼(ke)體中。這種安(an)裝方式由于陰陽極(ji)(ji)不易變形，極(ji)(ji)間距有保證，故(gu)電(dian)(dian)場(chang)穩定性好(hao)，運行(xing)(xing)電(dian)(dian)壓高(gao)(gao)。3)耐(nai)高(gao)(gao)溫(wen)，脫(tuo)硫系統出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)時，可以在(zai)(zai)較高(gao)(gao)的(de)(de)煙氣(qi)(qi)溫(wen)度下運行(xing)(xing)。

(2)金屬(shu)電極濕(shi)式電除塵器存在的問題如下：

1)陽(yang)極(ji)板一般高(gao)(gao)度在(zai)8～10m左右，要(yao)(yao)形成(cheng)均勻的(de)水膜對(dui)(dui)陽(yang)極(ji)板的(de)設計、制(zhi)造、安裝(zhuang)及維護(hu)(hu)有(you)嚴(yan)格的(de)要(yao)(yao)求，更換時難度較大(da)(da)。2)極(ji)板材質多采(cai)(cai)用316L，需要(yao)(yao)通過水膜保(bao)護(hu)(hu)以(yi)防腐蝕，一旦水膜保(bao)護(hu)(hu)出(chu)現失(shi)效，造成(cheng)極(ji)板腐蝕嚴(yan)重，甚(shen)至喪(sang)失(shi)除塵效率(lv)。3)清灰方式(shi)(shi)采(cai)(cai)用在(zai)線單線連續噴(pen)淋(lin)工(gong)藝，需要(yao)(yao)設置專門(men)的(de)水處理系統，噴(pen)淋(lin)水經NaOH水溶液中和(he)后循環使用，這(zhe)種清灰方式(shi)(shi)對(dui)(dui)于水耗、電耗、堿的(de)消耗較大(da)(da)，對(dui)(dui)噴(pen)嘴性能要(yao)(yao)求更高(gao)(gao)。根據各企業(ye)發布的(de)環境監測(ce)報告顯(xian)示(shi)，金屬電極(ji)濕(shi)式(shi)(shi)電除塵器(qi)粉塵去(qu)除率(lv)(粉塵+石膏)：≥70%;SO3去(qu)除率(lv)：≥70%;霧滴含量：低于20mg/m3。目(mu)前，浙江嘉興三期2×1000MW機(ji)組(zu)、大(da)(da)唐黃島電廠670MW機(ji)組(zu)、神華(hua)國華(hua)舟(zhou)山(shan)電廠350MW機(ji)組(zu)等都采(cai)(cai)用了金屬極(ji)板濕(shi)式(shi)(shi)電除塵器(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)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)鋼濕(shi)(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器的(de)(de)技術(shu)特點如(ru)下：1)導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)鋼具有重量(liang)(liang)輕(qing)、比(bi)強度高(gao)、耐腐蝕等(deng)特性(xing)。2)收(shou)塵(chen)(chen)(chen)極(ji)(ji)(ji)組(zu)件采用(yong)(yong)工廠成(cheng)型(xing)，實現整(zheng)體模塊化，有利于保證安(an)裝(zhuang)精(jing)度。3)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器運行(xing)時，收(shou)集(ji)下來的(de)(de)液滴(di)在沉淀(dian)極(ji)(ji)(ji)表面形(xing)成(cheng)液膜(mo)，由(you)于玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)鋼具有很強的(de)(de)疏水性(xing)，能(neng)有效阻隔粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)和(he)石(shi)膏對沉淀(dian)極(ji)(ji)(ji)壁(bi)的(de)(de)粘接，靠重力自流(liu)(liu)至下部集(ji)液槽。4)為防止少量(liang)(liang)煙塵(chen)(chen)(chen)的(de)(de)沉積，在沉淀(dian)極(ji)(ji)(ji)管上部設置(zhi)一層(ceng)間斷(duan)(duan)噴(pen)淋(lin)裝(zhuang)置(zhi)，將(jiang)濕(shi)(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器分為多個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)，當需要(yao)進行(xing)間斷(duan)(duan)沖洗時，控制系統自動停(ting)掉其中一個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)或將(jiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)降(jiang)壓運行(xing)，沖洗結束后開(kai)啟該(gai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)。由(you)于耗水量(liang)(liang)較(jiao)小，集(ji)液槽中的(de)(de)收(shou)集(ji)液可(ke)返回脫(tuo)硫(liu)塔內循環使(shi)(shi)用(yong)(yong)。(2)導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)鋼濕(shi)(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器存在的(de)(de)問題如(ru)下：1)煙氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)速在2.5m/s左右(you)時，PM2.5細微(wei)顆粒及(ji)(ji)氣(qi)(qi)(qi)溶膠脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)率(lv)高(gao)，提高(gao)煙氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)速后，影(ying)(ying)響除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)性(xing)能(neng)。2)一般(ban)FRP不(bu)能(neng)在高(gao)溫(wen)下長期使(shi)(shi)用(yong)(yong)，煙氣(qi)(qi)(qi)溫(wen)度較(jiao)高(gao)時對陽(yang)極(ji)(ji)(ji)板壽命有影(ying)(ying)響，嚴重時可(ke)能(neng)燒灼。FRP的(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)壽命在10～15年左右(you)，與產品的(de)(de)質量(liang)(liang)及(ji)(ji)制作產品所用(yong)(yong)的(de)(de)樹脂等(deng)原材料(liao)性(xing)能(neng)有關。3)如(ru)果出現部分導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)鋼損壞，需要(yao)整(zheng)個(ge)模塊更(geng)換，將(jiang)大(da)大(da)增加維護(hu)費(fei)用(yong)(yong)和(he)難(nan)度。根據(ju)各企業發布的(de)(de)環境監測報告顯示(shi)，導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)鋼濕(shi)(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)去除(chu)(chu)(chu)率(lv)(粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)+石(shi)膏)：≥70%;SO3去除(chu)(chu)(chu)率(lv)：≥70%;霧滴(di)含量(liang)(liang)：低于25mg/m3。目前，黃臺8號、9號2×300MW機組(zu)、上海石(shi)洞(dong)口300MW機組(zu)、蒙西300MW機組(zu)、白楊河兩臺300MW機組(zu)等(deng)都采用(yong)(yong)了導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)鋼濕(shi)(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器。

3.3、柔(rou)性電極(ji)濕式電除塵器20世(shi)紀(ji)90年代末(mo)，俄亥(hai)俄州立大(da)學提(ti)出(chu)了柔性電極(ji)濕式(shi)電除(chu)塵技(ji)術(shu)的概念(nian)，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄(e)亥俄(e)州立大學共(gong)同研究(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(you)山東大學和(he)國電環保院共同研(yan)發，開始了柔性(xing)絕緣疏(shu)水纖(xian)維(wei)織物(wu)用(yong)于(yu)濕式除塵器的(de)研(yan)究工作，并于(yu)2012年在益(yi)陽300MW燃煤機組中(zhong)完成工業化應(ying)用。官(guan)網：goyd.cn通過(guo)相(xiang)關資料顯示，耐(nai)腐蝕性優良(liang)的柔性絕緣(yuan)疏水纖維織物(wu)通過(guo)潤濕(shi)使其(qi)導電(dian)，可以形成水膜，并靠重力自流向(xiang)下(xia)與煙氣(qi)分(fen)離(li)，柔性織物(wu)材(cai)料作為收塵極布(bu)(bu)置成方(fang)形孔道(dao)(立(li)式布(bu)(bu)置)，煙氣(qi)沿(yan)孔道(dao)流過(guo)。(1)柔性濕(shi)式電(dian)除(chu)塵器的技術(shu)特點如下(xia)：1)柔性陽(yang)有重量輕、防腐(fu)性(xing)能好(hao)的(de)(de)特點。2)柔(rou)性(xing)絕緣疏水(shui)纖維(wei)本身的(de)(de)結構(gou)特性(xing)，有利于表(biao)面形(xing)成均勻水(shui)膜(mo)，利用(yong)從煙氣(qi)中收集(ji)的(de)(de)酸液帶出(chu)灰(hui)，實現自清灰(hui)，沖洗(xi)水(shui)量小。3)陽(yang)極(ji)(ji)部件可組裝(zhuang)拆(chai)卸(xie)，有利于后期(qi)的(de)(de)維(wei)護和(he)更(geng)換。(2)柔(rou)性(xing)濕式(shi)電(dian)除塵器(qi)存(cun)在的(de)(de)問題如下：1)柔(rou)性(xing)陽(yang)極(ji)(ji)不耐高溫(wen)，煙氣(qi)溫(wen)度較(jiao)高時(shi)，對陽(yang)極(ji)(ji)壽命(ming)(ming)有影響，嚴重時(shi)可能燒蝕，使用(yong)壽命(ming)(ming)6年(nian)左右。2)柔(rou)性(xing)纖維(wei)織(zhi)物的(de)(de)伸(shen)(shen)縮率(lv)較(jiao)大，陽(yang)極(ji)(ji)布的(de)(de)張(zhang)緊程(cheng)度和(he)浸水(shui)后發(fa)生的(de)(de)伸(shen)(shen)縮都會影響實際的(de)(de)極(ji)(ji)間距，進而影響到電(dian)場的(de)(de)穩定性(xing)、電(dian)壓(ya)的(de)(de)正常運行。3)煙氣(qi)流速(su)較(jiao)高，產生氣(qi)流帶出(chu)，PM2.5細微顆粒及氣(qi)溶膠(jiao)脫除率(lv)低。性(xing)能結果表(biao)明(ming)：粉塵去除率(lv)(含(han)石膏)：≥70%;SO3去除率(lv)：≥70%;霧滴含(han)量：低于20mg/m3。目前，國電(dian)益(yi)陽(yang)發(fa)電(dian)有限公(gong)司300MW機組，國電(dian)滎(ying)陽(yang)煤電(dian)一(yi)體化(hua)有限公(gong)司一(yi)期(qi)600MW機組采用(yong)了柔(rou)性(xing)電(dian)極(ji)(ji)濕式(shi)靜電(dian)除塵技術。

3.4、徑(jing)流(liu)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)徑(jing)流(liu)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)是北京(jing)華能達(da)公(gong)司自主(zhu)研發(fa)的(de)(de)(de)具有(you)自主(zhu)知識產(chan)權的(de)(de)(de)除(chu)(chu)塵(chen)技術(shu)。與上述濕(shi)式(shi)靜(jing)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)結(jie)構不同(tong)(tong)，該結(jie)構布置(zhi)是將收塵(chen)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)垂直于氣(qi)流(liu)方向(xiang)，使電(dian)場(chang)(chang)力(li)(li)與引風(feng)力(li)(li)的(de)(de)(de)方向(xiang)在(zai)同(tong)(tong)一水平線上，粉塵(chen)顆粒在(zai)引風(feng)力(li)(li)與電(dian)場(chang)(chang)力(li)(li)的(de)(de)(de)共同(tong)(tong)作用(yong)(yong)下(xia)(xia)，在(zai)新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)上完(wan)成捕集。裝置(zhi)主(zhu)要(yao)由(you)殼體、分布板(ban)、陽(yang)(yang)極(ji)裝置(zhi)、陰極(ji)裝置(zhi)、噴淋系統(tong)、熱風(feng)系統(tong)和供電(dian)電(dian)源(yuan)等組(zu)成。(1)徑(jing)流(liu)濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)技術(shu)特(te)點如(ru)下(xia)(xia)：1)與煙氣(qi)接觸部位全部采用(yong)(yong)2205雙相(xiang)不銹(xiu)鋼材質，具有(you)強度(du)高、耐(nai)(nai)高溫、耐(nai)(nai)腐蝕(尤其(qi)對氯(lv)離子和硫化物的(de)(de)(de)應力(li)(li)腐蝕)等特(te)性，使用(yong)(yong)壽命能夠達(da)到(dao)(dao)30年。2)新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)的(de)(de)(de)通孔率達(da)到(dao)(dao)98%以(yi)上，其(qi)幾乎全通透的(de)(de)(de)結(jie)構大(da)大(da)降低了(le)徑(jing)流(liu)式(shi)濕(shi)式(shi)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)運行阻力(li)(li)，并且和普通的(de)(de)(de)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)相(xiang)比，相(xiang)同(tong)(tong)體積下(xia)(xia)新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)具有(you)的(de)集(ji)塵面積，相當于普通陽(yang)極(ji)板(ban)的(de)20倍。3)陽(yang)極(ji)系(xi)(xi)統采用旋轉電極(ji)設計，在(zai)旋轉電極(ji)下部設立獨(du)立的(de)清洗室，由高(gao)壓噴嘴(zui)在(zai)旋轉電極(ji)內(nei)部向外沖洗網板(ban)，清洗網板(ban)后(hou)的(de)污(wu)水通過排水泵和排污(wu)管道送入(ru)脫硫(liu)塔補(bu)水。在(zai)工程(cheng)運(yun)行中，利用壓差監測，實現(xian)在(zai)線(xian)噴淋(lin)，無水循環系(xi)(xi)統，故耗(hao)水、耗(hao)電量小。(2)徑(jing)流濕式電除塵器存在(zai)的(de)問題(ti)如(ru)下：1)由于接觸煙(yan)氣的(de)部件全部采用2205雙相不(bu)銹鋼，前期成本投入(ru)較高(gao)。