武漢濕式電除塵器

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(yin)言進入新世紀，隨著我國經濟的高(gao)速發(fa)展，火電(dian)裝機容(rong)量仍在不斷增(zeng)長。按中(zhong)電(dian)聯《電(dian)力行業節能環保信息》推算(suan)，2015年，我國新增(zeng)火電(dian)裝機容(rong)量約(yue)0.51億kW。根據電(dian)力規(gui)劃設計(ji)總院(yuan)預測，到2020年，火(huo)電(dian)裝機(ji)(ji)容量將達(da)到(dao)12.2億kW，新增(zeng)裝機(ji)(ji)容量約為3億kW。火(huo)電(dian)廠的(de)快速(su)發展導致了大氣環境的(de)污染并(bing)引(yin)發了公(gong)共環境及健康危機(ji)(ji)，

雖然采取(qu)一系列(lie)政(zheng)策，大(da)力推動煤炭清潔利用與發展清潔能(neng)源，但(dan)由于我國燃煤(mei)發電(dian)的(de)基數較(jiao)大，火(huo)電(dian)廠仍將是(shi)大氣(qi)污染物的(de)主要排放源之一，而(er)降低排放強度的(de)主要措施就是(shi)制定和實施更加嚴格的(de)排放標準。

同時濕(shi)式(shi)電(dian)除塵(chen)器作為(wei)燃煤電(dian)廠污染物控制的精處(chu)理(li)(li)技術(shu)設(she)備，其處(chu)理(li)(li)對(dui)象為(wei)含大量游離(li)水的飽和濕(shi)煙(yan)氣(qi)，主要去除粉塵(chen)(含石膏)、SO3、霧(wu)滴和有害氣(qi)體(ti)，并(bing)可有效控制PM2.5的排放(fang)，本(ben)文介紹4種濕(shi)式(shi)電(dian)除塵(chen)器技術(shu)，并(bing)從性能、可靠性及除塵(chen)效果等方面進(jin)行(xing)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)目前的(de)濕(shi)除技(ji)術(shu)中(zhong)(zhong)，主(zhu)要差別在(zai)于陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)材(cai)質(zhi)(zhi)的(de)選取(qu)及清(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)。根據陽(yang)(yang)極(ji)材(cai)質(zhi)(zhi)的(de)不(bu)同，主(zhu)要分為(wei)不(bu)銹鋼(gang)濕(shi)式電除塵(chen)器、導電玻璃鋼(gang)電極(ji)濕(shi)式電除塵(chen)器、柔(rou)性(xing)電極(ji)濕(shi)式電除塵(chen)器;根據清(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)(即(ji)水(shui)(shui)膜的(de)形(xing)(xing)成原理)不(bu)同，分為(wei)水(shui)(shui)膜自清(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)和水(shui)(shui)膜沖洗(xi)清(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)，前者為(wei)間斷(duan)噴淋，靠煙氣中(zhong)(zhong)的(de)水(shui)(shui)汽在(zai)陽(yang)(yang)極(ji)表面(mian)自凝結實現在(zai)線清(qing)灰(hui)，后(hou)者為(wei)通(tong)過噴淋水(shui)(shui)在(zai)陽(yang)(yang)極(ji)表面(mian)形(xing)(xing)成水(shui)(shui)膜清(qing)灰(hui)。

3、濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)除塵器性能對(dui)比(bi)3.1、金屬電(dian)極濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)除塵器20世(shi)紀90年(nian)代，為應對(dui)地方環保法規提(ti)出的(de)對(dui)煙塵排(pai)放控制的(de)要求，日(ri)本三菱公司研(yan)發并建成濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)除塵器，用于(yu)燃煤電(dian)廠(chang)的(de)煙塵治理(li)。

2006年，專門針對PM2.5提出控制(zhi)要求，在(zai)(zai)燃煤(mei)電(dian)(dian)(dian)廠安裝濕式電(dian)(dian)(dian)除塵器。目前(qian)我國(guo)通過引(yin)進(jin)技(ji)術(shu)并(bing)優(you)化設計，已掌握其(qi)核心(xin)技(ji)術(shu)。(1)金屬電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)濕式電(dian)(dian)(dian)除塵器的技(ji)術(shu)特點如(ru)下：1)大(da)多采(cai)用(yong)臥式布置，氣(qi)(qi)流沿水平方(fang)向進(jin)出，煙(yan)氣(qi)(qi)流速(su)較低(流速(su)在(zai)(zai)2.5m/s左(zuo)右(you))，能有效控制(zhi)氣(qi)(qi)流帶(dai)出粉(fen)塵，提高PM2.5細微顆粒及氣(qi)(qi)溶膠脫除效率。2)陰陽極(ji)(ji)均平行于(yu)氣(qi)(qi)流方(fang)向布置，金屬極(ji)(ji)板(ban)采(cai)用(yong)懸掛方(fang)式，極(ji)(ji)板(ban)通過懸掛梁固定(ding)于(yu)殼體(ti)中(zhong)，電(dian)(dian)(dian)暈電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)采(cai)用(yong)框架(jia)式結構(gou)，通過吊(diao)桿吊(diao)掛在(zai)(zai)殼體(ti)中(zhong)。這種安裝方(fang)式由于(yu)陰陽極(ji)(ji)不易變形(xing)，極(ji)(ji)間距(ju)有保證(zheng)，故(gu)電(dian)(dian)(dian)場穩定(ding)性好，運行電(dian)(dian)(dian)壓高。3)耐(nai)高溫(wen)，脫硫(liu)系統出現故(gu)障(zhang)時(shi)，可以(yi)在(zai)(zai)較高的煙(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)度(du)下運行。

(2)金屬電極濕(shi)式電除塵器存在的問題如下：

1)陽極板一般(ban)高度(du)在8～10m左右，要形成(cheng)均(jun)勻的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)膜對陽極板的(de)(de)設計、制(zhi)造(zao)、安裝及維(wei)護(hu)(hu)有嚴格的(de)(de)要求(qiu)，更(geng)換時難度(du)較大。2)極板材質多采(cai)用(yong)(yong)316L，需(xu)要通過(guo)水(shui)(shui)(shui)膜保護(hu)(hu)以(yi)防腐(fu)蝕(shi)，一旦水(shui)(shui)(shui)膜保護(hu)(hu)出現失效，造(zao)成(cheng)極板腐(fu)蝕(shi)嚴重，甚至喪失除(chu)塵效率。3)清灰方(fang)(fang)式采(cai)用(yong)(yong)在線(xian)單線(xian)連續噴(pen)(pen)(pen)淋工藝，需(xu)要設置專門(men)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)系統，噴(pen)(pen)(pen)淋水(shui)(shui)(shui)經NaOH水(shui)(shui)(shui)溶液中(zhong)和(he)后循環使用(yong)(yong)，這(zhe)種清灰方(fang)(fang)式對于水(shui)(shui)(shui)耗(hao)、電(dian)耗(hao)、堿(jian)的(de)(de)消耗(hao)較大，對噴(pen)(pen)(pen)嘴性(xing)能要求(qiu)更(geng)高。根據各(ge)企業發布的(de)(de)環境(jing)監測報(bao)告顯示，金屬電(dian)極濕式電(dian)除(chu)塵器(qi)粉塵去除(chu)率(粉塵+石(shi)膏)：≥70%;SO3去除(chu)率：≥70%;霧滴含量：低于20mg/m3。目前，浙江嘉興(xing)三期(qi)2×1000MW機(ji)組(zu)、大唐黃島電(dian)廠(chang)670MW機(ji)組(zu)、神(shen)華國華舟山電(dian)廠(chang)350MW機(ji)組(zu)等(deng)都(dou)采(cai)用(yong)(yong)了金屬極板濕式電(dian)除(chu)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)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)技術(shu)特點如下：1)導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)重量(liang)(liang)輕、比強度(du)(du)高(gao)(gao)、耐腐蝕等(deng)特性(xing)。2)收塵(chen)(chen)極組件(jian)采用(yong)(yong)工廠(chang)成(cheng)型，實(shi)現(xian)整(zheng)體模塊(kuai)化，有(you)利(li)于(yu)保證安(an)裝(zhuang)精度(du)(du)。3)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)運(yun)行時(shi)，收集(ji)下來的(de)(de)液(ye)(ye)滴在沉(chen)淀極表面(mian)形成(cheng)液(ye)(ye)膜，由于(yu)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)很強的(de)(de)疏水(shui)性(xing)，能(neng)有(you)效阻(zu)隔(ge)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)和石(shi)膏(gao)(gao)對沉(chen)淀極壁的(de)(de)粘(zhan)接，靠重力自流(liu)至下部集(ji)液(ye)(ye)槽(cao)。4)為防止少(shao)量(liang)(liang)煙塵(chen)(chen)的(de)(de)沉(chen)積(ji)，在沉(chen)淀極管上部設置一層間斷(duan)噴淋裝(zhuang)置，將濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)分為多個電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)，當(dang)需要(yao)進(jin)行間斷(duan)沖洗時(shi)，控制(zhi)系(xi)統自動停掉其中一個電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)或將電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)降壓運(yun)行，沖洗結束后開啟該(gai)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)。由于(yu)耗水(shui)量(liang)(liang)較小(xiao)，集(ji)液(ye)(ye)槽(cao)中的(de)(de)收集(ji)液(ye)(ye)可返回(hui)脫(tuo)硫塔內循環(huan)使(shi)用(yong)(yong)。(2)導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)存(cun)在的(de)(de)問(wen)題(ti)如下：1)煙氣(qi)流(liu)速在2.5m/s左(zuo)右時(shi)，PM2.5細微(wei)(wei)顆(ke)粒及(ji)氣(qi)溶膠脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)率(lv)高(gao)(gao)，提高(gao)(gao)煙氣(qi)流(liu)速后，影響除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)性(xing)能(neng)。2)一般FRP不(bu)能(neng)在高(gao)(gao)溫下長期使(shi)用(yong)(yong)，煙氣(qi)溫度(du)(du)較高(gao)(gao)時(shi)對陽(yang)極板壽命有(you)影響，嚴重時(shi)可能(neng)燒灼。FRP的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)壽命在10～15年左(zuo)右，與產品的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)及(ji)制(zhi)作產品所用(yong)(yong)的(de)(de)樹脂等(deng)原材料性(xing)能(neng)有(you)關。3)如果(guo)出現(xian)部分導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)損壞，需要(yao)整(zheng)個模塊(kuai)更換，將大大增加(jia)維護(hu)費用(yong)(yong)和難度(du)(du)。根據各企業發布的(de)(de)環(huan)境(jing)監測報(bao)告顯(xian)示，導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)+石(shi)膏(gao)(gao))：≥70%;SO3去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)：≥70%;霧滴含量(liang)(liang)：低于(yu)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、白楊河兩臺(tai)300MW機(ji)組等(deng)都(dou)采用(yong)(yong)了導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)。

3.3、柔性(xing)電(dian)極濕式電(dian)除塵(chen)器20世紀90年(nian)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術的概念，2003年(nian)Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司(si)和俄亥(hai)俄州立大學共同研究制(zhi)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(shan)東大學(xue)和國電環保院共同研發，開始了柔性絕緣疏水(shui)纖維(wei)織物用于濕式(shi)除(chu)塵器的研究工作，并(bing)于2012年在益陽(yang)300MW燃(ran)煤(mei)機(ji)組中完成(cheng)工(gong)業化應用。官網(wang)：goyd.cn通過(guo)相關(guan)資料顯(xian)示，耐腐蝕性(xing)(xing)優良的(de)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)絕緣疏水纖維織物通過(guo)潤濕使其(qi)導電(dian)，可以形(xing)成(cheng)水膜，并(bing)靠重力(li)自(zi)流向下與煙(yan)氣分離，柔(rou)(rou)性(xing)(xing)織物材料作為收塵極(ji)布置(zhi)成(cheng)方形(xing)孔(kong)(kong)道(dao)(立式布置(zhi))，煙(yan)氣沿孔(kong)(kong)道(dao)流過(guo)。(1)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)濕式電(dian)除塵器(qi)的(de)技(ji)術特點如(ru)下：1)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)陽有重(zhong)量(liang)輕(qing)、防腐性(xing)(xing)能(neng)好的(de)特點。2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)絕緣(yuan)疏(shu)水纖維本(ben)身的(de)結構特性(xing)(xing)，有利于表面形成均(jun)勻水膜，利用從煙氣中收集的(de)酸液(ye)帶出(chu)灰，實(shi)現自(zi)清灰，沖洗水量(liang)小。3)陽(yang)極(ji)部件可(ke)組裝拆卸，有利于后期的(de)維護(hu)和更換。(2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵器存在的(de)問題如下(xia)：1)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)陽(yang)極(ji)不耐高(gao)(gao)溫(wen)，煙氣溫(wen)度(du)較高(gao)(gao)時，對陽(yang)極(ji)壽命(ming)(ming)有影響，嚴重(zhong)時可(ke)能(neng)燒蝕(shi)，使用壽命(ming)(ming)6年左右。2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)纖維織物(wu)的(de)伸縮率(lv)較大，陽(yang)極(ji)布(bu)的(de)張緊程(cheng)度(du)和浸(jin)水后發生(sheng)的(de)伸縮都會影響實(shi)際的(de)極(ji)間距，進而影響到電(dian)(dian)(dian)場的(de)穩定性(xing)(xing)、電(dian)(dian)(dian)壓的(de)正常運行。3)煙氣流速較高(gao)(gao)，產生(sheng)氣流帶出(chu)，PM2.5細微顆(ke)粒及氣溶膠脫除(chu)率(lv)低(di)。性(xing)(xing)能(neng)結果(guo)表明：粉塵去除(chu)率(lv)(含石(shi)膏(gao))：≥70%;SO3去除(chu)率(lv)：≥70%;霧滴含量(liang)：低(di)于20mg/m3。目(mu)前，國(guo)電(dian)(dian)(dian)益陽(yang)發電(dian)(dian)(dian)有限(xian)公司300MW機組，國(guo)電(dian)(dian)(dian)滎陽(yang)煤(mei)電(dian)(dian)(dian)一體(ti)化有限(xian)公司一期600MW機組采(cai)用了柔(rou)(rou)性(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)極(ji)濕(shi)式靜電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵技術。

3.4、徑流(liu)濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)徑流(liu)濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)是(shi)北京華能(neng)達(da)(da)公司(si)自主(zhu)研(yan)發的(de)(de)具(ju)(ju)有(you)(you)(you)自主(zhu)知識產(chan)權的(de)(de)除(chu)(chu)塵(chen)技(ji)術。與(yu)上述濕式靜電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)結(jie)構不(bu)同，該結(jie)構布置是(shi)將收(shou)塵(chen)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)(ban)垂直于氣(qi)流(liu)方向，使(shi)(shi)電(dian)(dian)場力與(yu)引風力的(de)(de)方向在(zai)同一水平(ping)線上，粉塵(chen)顆粒在(zai)引風力與(yu)電(dian)(dian)場力的(de)(de)共同作用(yong)(yong)下，在(zai)新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)(ban)上完成(cheng)(cheng)捕集。裝置主(zhu)要由殼(ke)體、分布板(ban)(ban)、陽(yang)(yang)極(ji)裝置、陰極(ji)裝置、噴淋系統、熱風系統和(he)供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源等組(zu)成(cheng)(cheng)。(1)徑流(liu)濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)的(de)(de)技(ji)術特點如下：1)與(yu)煙氣(qi)接觸(chu)部位全部采用(yong)(yong)2205雙(shuang)相不(bu)銹鋼材質，具(ju)(ju)有(you)(you)(you)強度高(gao)、耐高(gao)溫、耐腐(fu)蝕(尤(you)其對氯離子和(he)硫化物的(de)(de)應(ying)力腐(fu)蝕)等特性，使(shi)(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命能(neng)夠(gou)達(da)(da)到(dao)30年。2)新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)(ban)的(de)(de)通(tong)孔率達(da)(da)到(dao)98%以上，其幾(ji)乎全通(tong)透(tou)的(de)(de)結(jie)構大大降低了徑流(liu)式濕式除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)的(de)(de)運行阻力，并且和(he)普通(tong)的(de)(de)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)(ban)相比，相同體積下新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)(ban)具(ju)(ju)有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)集塵面積，相(xiang)當(dang)于普通(tong)陽極板的(de)(de)(de)20倍(bei)。3)陽極系(xi)統采(cai)用(yong)(yong)旋(xuan)轉電(dian)(dian)極設計，在旋(xuan)轉電(dian)(dian)極下(xia)部設立(li)獨立(li)的(de)(de)(de)清洗(xi)(xi)室，由高壓噴嘴(zui)在旋(xuan)轉電(dian)(dian)極內部向(xiang)外沖洗(xi)(xi)網板，清洗(xi)(xi)網板后的(de)(de)(de)污水(shui)通(tong)過(guo)排(pai)水(shui)泵和排(pai)污管道送入(ru)脫硫塔補水(shui)。在工程運行中，利(li)用(yong)(yong)壓差監測，實現在線噴淋，無水(shui)循環系(xi)統，故耗(hao)水(shui)、耗(hao)電(dian)(dian)量(liang)小(xiao)。(2)徑流濕式電(dian)(dian)除塵器存在的(de)(de)(de)問題如(ru)下(xia)：1)由于接觸煙氣的(de)(de)(de)部件(jian)全(quan)部采(cai)用(yong)(yong)2205雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼，前期成本投入(ru)較高。