延安濕式電除塵器

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(ji)，隨著(zhu)我國(guo)經濟的高速發展，火電(dian)裝(zhuang)機容量(liang)仍在不(bu)斷增(zeng)長。按中電(dian)聯《電(dian)力行業節能環保信(xin)息》推算，2015年，我國(guo)新增(zeng)火電(dian)裝(zhuang)機容量(liang)約0.51億kW。根據電(dian)力規劃設計總院預測(ce)，到2020年，火電(dian)裝機容量將達到12.2億(yi)kW，新(xin)增(zeng)裝機容量約為3億(yi)kW。火電(dian)廠的快速(su)發展(zhan)導(dao)致了(le)大氣環境的污染并引發了(le)公共環境及健康危機，

雖(sui)然采取一系列政策，大(da)力(li)推(tui)動煤炭清潔利用與發(fa)展清潔(jie)能(neng)源，但由于我國燃煤發(fa)電的(de)基數較大(da)，火電廠仍(reng)將是(shi)大(da)氣污染(ran)物的(de)主要(yao)(yao)排(pai)放(fang)源之一(yi)，而降低排(pai)放(fang)強度(du)的(de)主要(yao)(yao)措(cuo)施就是(shi)制定和(he)實施更(geng)加嚴格的(de)排(pai)放(fang)標(biao)準。

同時(shi)濕式(shi)電除(chu)塵(chen)器(qi)作為燃煤電廠污染物(wu)控(kong)制的(de)精(jing)處理技(ji)術(shu)設(she)備，其處理對象為含大量(liang)游離水的(de)飽和濕煙氣(qi)，主要去除(chu)粉(fen)塵(chen)(含石膏)、SO3、霧(wu)滴和有害氣(qi)體(ti)，并可有效(xiao)控(kong)制PM2.5的(de)排(pai)放，本文(wen)介紹4種濕式(shi)電除(chu)塵(chen)器(qi)技(ji)術(shu)，并從性能、可靠性及除(chu)塵(chen)效(xiao)果等方面進行(xing)比較(jiao)。

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)(de)濕(shi)除技術(shu)(shu)(shu)中(zhong)，主(zhu)要差別在(zai)于陽(yang)(yang)極板材(cai)質(zhi)(zhi)的(de)(de)選取及清(qing)灰(hui)技術(shu)(shu)(shu)。根據陽(yang)(yang)極材(cai)質(zhi)(zhi)的(de)(de)不(bu)同，主(zhu)要分為(wei)不(bu)銹鋼濕(shi)式(shi)電除塵器(qi)、導電玻璃鋼電極濕(shi)式(shi)電除塵器(qi)、柔性電極濕(shi)式(shi)電除塵器(qi);根據清(qing)灰(hui)技術(shu)(shu)(shu)(即水(shui)膜(mo)的(de)(de)形(xing)成原理)不(bu)同，分為(wei)水(shui)膜(mo)自清(qing)灰(hui)技術(shu)(shu)(shu)和水(shui)膜(mo)沖(chong)洗清(qing)灰(hui)技術(shu)(shu)(shu)，前者為(wei)間(jian)斷噴淋，靠煙(yan)氣中(zhong)的(de)(de)水(shui)汽在(zai)陽(yang)(yang)極表面自凝結實現(xian)在(zai)線清(qing)灰(hui)，后者為(wei)通(tong)過噴淋水(shui)在(zai)陽(yang)(yang)極表面形(xing)成水(shui)膜(mo)清(qing)灰(hui)。

3、濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器性(xing)能對比(bi)3.1、金(jin)屬電(dian)(dian)極濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器20世紀90年代(dai)，為應對地方環保法(fa)規提出的對煙(yan)塵(chen)排放控制的要求(qiu)，日本三菱公司研(yan)發(fa)并(bing)建成(cheng)濕(shi)式(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器，用于燃煤(mei)電(dian)(dian)廠的煙(yan)塵(chen)治(zhi)理。

2006年，專(zhuan)門針(zhen)對PM2.5提(ti)出控制要求，在燃煤電(dian)廠安(an)裝濕式電(dian)除(chu)塵器。目前我(wo)國(guo)通過引進技(ji)術(shu)并優(you)化設計，已(yi)掌(zhang)握其(qi)核(he)心(xin)技(ji)術(shu)。(1)金屬電(dian)極(ji)濕式電(dian)除(chu)塵器的(de)技(ji)術(shu)特(te)點(dian)如下：1)大(da)多采(cai)用臥式布置(zhi)，氣流(liu)沿水平方向(xiang)進出，煙氣流(liu)速(su)較低(di)(流(liu)速(su)在2.5m/s左右)，能有效控制氣流(liu)帶出粉塵，提(ti)高(gao)PM2.5細微顆(ke)粒(li)及氣溶膠脫(tuo)除(chu)效率。2)陰陽(yang)極(ji)均平行于(yu)氣流(liu)方向(xiang)布置(zhi)，金屬極(ji)板(ban)采(cai)用懸(xuan)掛(gua)方式，極(ji)板(ban)通過懸(xuan)掛(gua)梁固定于(yu)殼體中(zhong)，電(dian)暈電(dian)極(ji)采(cai)用框架(jia)式結構，通過吊桿(gan)吊掛(gua)在殼體中(zhong)。這(zhe)種安(an)裝方式由于(yu)陰陽(yang)極(ji)不易(yi)變形，極(ji)間距有保證(zheng)，故電(dian)場穩(wen)定性好，運(yun)行電(dian)壓高(gao)。3)耐高(gao)溫，脫(tuo)硫系統出現(xian)故障時，可以在較高(gao)的(de)煙氣溫度下運(yun)行。

(2)金(jin)屬(shu)電極濕式電除塵(chen)器(qi)存(cun)在(zai)的問題如下：

1)陽極(ji)(ji)(ji)板一(yi)般高(gao)度在8～10m左右，要(yao)(yao)形成均勻(yun)的(de)(de)水(shui)(shui)膜(mo)對陽極(ji)(ji)(ji)板的(de)(de)設計、制造、安裝及維(wei)護有(you)嚴格的(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)，更換(huan)時難度較(jiao)大。2)極(ji)(ji)(ji)板材質多采用(yong)316L，需要(yao)(yao)通過水(shui)(shui)膜(mo)保(bao)護以防腐(fu)蝕，一(yi)旦水(shui)(shui)膜(mo)保(bao)護出現失(shi)效(xiao)，造成極(ji)(ji)(ji)板腐(fu)蝕嚴重(zhong)，甚至喪(sang)失(shi)除塵(chen)(chen)效(xiao)率(lv)(lv)。3)清灰(hui)(hui)方式(shi)采用(yong)在線(xian)單線(xian)連(lian)續噴(pen)淋工藝，需要(yao)(yao)設置專門的(de)(de)水(shui)(shui)處理(li)系統，噴(pen)淋水(shui)(shui)經NaOH水(shui)(shui)溶液(ye)中和后循環使用(yong)，這種清灰(hui)(hui)方式(shi)對于水(shui)(shui)耗(hao)、電(dian)耗(hao)、堿的(de)(de)消耗(hao)較(jiao)大，對噴(pen)嘴(zui)性能要(yao)(yao)求(qiu)更高(gao)。根(gen)據各企(qi)業發(fa)布的(de)(de)環境(jing)監測(ce)報告顯示，金屬(shu)電(dian)極(ji)(ji)(ji)濕(shi)式(shi)電(dian)除塵(chen)(chen)器粉(fen)塵(chen)(chen)去除率(lv)(lv)(粉(fen)塵(chen)(chen)+石膏)：≥70%;SO3去除率(lv)(lv)：≥70%;霧滴含(han)量：低于20mg/m3。目前，浙江嘉興(xing)三(san)期2×1000MW機(ji)組、大唐黃島(dao)電(dian)廠(chang)670MW機(ji)組、神(shen)華國華舟山電(dian)廠(chang)350MW機(ji)組等都采用(yong)了金屬(shu)極(ji)(ji)(ji)板濕(shi)式(shi)電(dian)除塵(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)電(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器的技術特點(dian)如(ru)下：1)導(dao)電(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)具(ju)有重量(liang)(liang)輕、比強(qiang)度高(gao)、耐腐(fu)蝕(shi)等(deng)特性(xing)。2)收(shou)塵(chen)(chen)(chen)極(ji)組件采用(yong)工廠成(cheng)型(xing)，實現整體模塊化，有利于保證安裝精(jing)度。3)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器運(yun)行(xing)時，收(shou)集(ji)下來的液(ye)滴(di)在(zai)沉淀極(ji)表面形成(cheng)液(ye)膜，由于玻(bo)璃(li)鋼(gang)具(ju)有很強(qiang)的疏水性(xing)，能(neng)(neng)(neng)有效(xiao)阻隔粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)和石膏對沉淀極(ji)壁的粘(zhan)接，靠(kao)重力自流(liu)至下部(bu)集(ji)液(ye)槽。4)為防止少量(liang)(liang)煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)的沉積，在(zai)沉淀極(ji)管上部(bu)設置一(yi)(yi)層間斷噴淋裝置，將濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器分為多(duo)個電(dian)(dian)場(chang)(chang)，當(dang)需(xu)要進行(xing)間斷沖洗(xi)時，控制(zhi)系統自動(dong)停掉其中一(yi)(yi)個電(dian)(dian)場(chang)(chang)或將電(dian)(dian)場(chang)(chang)降(jiang)壓運(yun)行(xing)，沖洗(xi)結束后(hou)開啟該(gai)電(dian)(dian)場(chang)(chang)。由于耗水量(liang)(liang)較小，集(ji)液(ye)槽中的收(shou)集(ji)液(ye)可(ke)返(fan)回脫硫塔內(nei)循環使用(yong)。(2)導(dao)電(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器存在(zai)的問題如(ru)下：1)煙(yan)(yan)氣流(liu)速在(zai)2.5m/s左右(you)(you)時，PM2.5細微(wei)顆粒(li)及氣溶膠脫除(chu)(chu)(chu)率高(gao)，提(ti)高(gao)煙(yan)(yan)氣流(liu)速后(hou)，影(ying)響除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)性(xing)能(neng)(neng)(neng)。2)一(yi)(yi)般FRP不能(neng)(neng)(neng)在(zai)高(gao)溫(wen)下長(chang)期使用(yong)，煙(yan)(yan)氣溫(wen)度較高(gao)時對陽極(ji)板壽命有影(ying)響，嚴重時可(ke)能(neng)(neng)(neng)燒灼。FRP的使用(yong)壽命在(zai)10～15年左右(you)(you)，與產品的質(zhi)量(liang)(liang)及制(zhi)作(zuo)產品所用(yong)的樹脂(zhi)等(deng)原材料性(xing)能(neng)(neng)(neng)有關。3)如(ru)果出現部(bu)分導(dao)電(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)損壞，需(xu)要整個模塊更換，將大大增加維護費用(yong)和難度。根據各(ge)企業發布的環境監測報告顯示，導(dao)電(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)去除(chu)(chu)(chu)率(粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)+石膏)：≥70%;SO3去除(chu)(chu)(chu)率：≥70%;霧(wu)滴(di)含量(liang)(liang)：低于25mg/m3。目前(qian)，黃臺8號(hao)、9號(hao)2×300MW機(ji)組、上海石洞口300MW機(ji)組、蒙西300MW機(ji)組、白楊河(he)兩臺300MW機(ji)組等(deng)都采用(yong)了導(dao)電(dian)(dian)玻(bo)璃(li)鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器。

3.3、柔性電(dian)極濕(shi)式電(dian)除塵器20世(shi)紀90年(nian)代(dai)末，俄(e)亥俄(e)州立大學提出了柔性電極(ji)濕式電除塵技術(shu)的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄亥俄州立(li)大學(xue)共(gong)同研究制作出臺實驗裝置。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，我國早由山東大學和國電環保(bao)院共(gong)同研(yan)發(fa)，開始(shi)了(le)柔(rou)性(xing)絕(jue)緣疏水纖(xian)維織物用于(yu)(yu)濕式(shi)除(chu)塵器的研(yan)究工(gong)作，并(bing)于(yu)(yu)2012年在益陽300MW燃煤機組(zu)中完成工業化應(ying)用。官網：goyd.cn通(tong)過相關資(zi)料顯示，耐腐蝕性優良(liang)的(de)柔(rou)性絕緣疏水纖(xian)維織物(wu)通(tong)過潤濕(shi)使其導電，可(ke)以形(xing)成(cheng)水膜，并靠重(zhong)力自流向下與(yu)煙(yan)氣分離，柔(rou)性織物(wu)材料作為收塵極(ji)布置成(cheng)方(fang)形(xing)孔道(立式布置)，煙(yan)氣沿孔道流過。(1)柔(rou)性濕(shi)式電除塵器(qi)的(de)技術特點如下：1)柔(rou)性陽(yang)有(you)重(zhong)量(liang)(liang)輕、防腐性(xing)(xing)能(neng)好的(de)(de)(de)(de)特點。2)柔性(xing)(xing)絕緣疏水(shui)(shui)纖(xian)維本(ben)身的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構特性(xing)(xing)，有(you)利于表面(mian)形成(cheng)均勻(yun)水(shui)(shui)膜，利用(yong)從煙(yan)氣(qi)中收(shou)集的(de)(de)(de)(de)酸液帶出(chu)灰，實現自清(qing)灰，沖洗(xi)水(shui)(shui)量(liang)(liang)小(xiao)。3)陽(yang)極(ji)部件(jian)可(ke)組裝(zhuang)拆卸(xie)，有(you)利于后期(qi)的(de)(de)(de)(de)維護和更換(huan)。(2)柔性(xing)(xing)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵器存在的(de)(de)(de)(de)問題如下：1)柔性(xing)(xing)陽(yang)極(ji)不耐(nai)高(gao)溫，煙(yan)氣(qi)溫度較(jiao)高(gao)時，對陽(yang)極(ji)壽命(ming)有(you)影響，嚴重(zhong)時可(ke)能(neng)燒蝕，使用(yong)壽命(ming)6年(nian)左右。2)柔性(xing)(xing)纖(xian)維織物的(de)(de)(de)(de)伸縮率較(jiao)大，陽(yang)極(ji)布的(de)(de)(de)(de)張緊程度和浸水(shui)(shui)后發生的(de)(de)(de)(de)伸縮都會影響實際(ji)的(de)(de)(de)(de)極(ji)間距，進(jin)而影響到電(dian)(dian)(dian)場(chang)的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)、電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)正常運行。3)煙(yan)氣(qi)流速較(jiao)高(gao)，產生氣(qi)流帶出(chu)，PM2.5細微顆粒(li)及氣(qi)溶膠脫(tuo)除(chu)率低。性(xing)(xing)能(neng)結(jie)(jie)果表明：粉塵去除(chu)率(含石膏)：≥70%;SO3去除(chu)率：≥70%;霧滴含量(liang)(liang)：低于20mg/m3。目前，國電(dian)(dian)(dian)益陽(yang)發電(dian)(dian)(dian)有(you)限(xian)公司(si)300MW機(ji)(ji)組，國電(dian)(dian)(dian)滎陽(yang)煤電(dian)(dian)(dian)一體(ti)化有(you)限(xian)公司(si)一期(qi)600MW機(ji)(ji)組采(cai)用(yong)了柔性(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)極(ji)濕(shi)(shi)式靜電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵技術(shu)。

3.4、徑(jing)流(liu)濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)徑(jing)流(liu)濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)是(shi)北(bei)京華(hua)能(neng)達(da)公司自主研(yan)發的(de)(de)(de)具(ju)有(you)自主知識產權的(de)(de)(de)除(chu)塵(chen)(chen)技術。與(yu)上述濕式(shi)靜電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)結構不(bu)(bu)同(tong)，該結構布(bu)置是(shi)將(jiang)收塵(chen)(chen)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)(ban)(ban)垂直于氣流(liu)方(fang)(fang)向，使電(dian)場力與(yu)引(yin)風力的(de)(de)(de)方(fang)(fang)向在(zai)同(tong)一水(shui)平線上，粉(fen)塵(chen)(chen)顆粒(li)在(zai)引(yin)風力與(yu)電(dian)場力的(de)(de)(de)共(gong)同(tong)作用下，在(zai)新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)(ban)(ban)上完成捕集。裝置主要由(you)殼(ke)體、分布(bu)板(ban)(ban)(ban)、陽(yang)(yang)極(ji)裝置、陰極(ji)裝置、噴淋系統(tong)、熱風系統(tong)和(he)供電(dian)電(dian)源等(deng)組(zu)成。(1)徑(jing)流(liu)濕式(shi)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)技術特點如(ru)下：1)與(yu)煙(yan)氣接觸(chu)部位全(quan)部采用2205雙相不(bu)(bu)銹鋼材(cai)質，具(ju)有(you)強(qiang)度高(gao)、耐高(gao)溫、耐腐蝕(尤其對(dui)氯離(li)子和(he)硫化(hua)物的(de)(de)(de)應力腐蝕)等(deng)特性，使用壽(shou)命能(neng)夠達(da)到(dao)30年(nian)。2)新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)通(tong)孔率達(da)到(dao)98%以上，其幾乎全(quan)通(tong)透的(de)(de)(de)結構大(da)大(da)降低了徑(jing)流(liu)式(shi)濕式(shi)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)運行(xing)阻(zu)力，并且和(he)普通(tong)的(de)(de)(de)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)(ban)(ban)相比，相同(tong)體積(ji)下新(xin)型(xing)陽(yang)(yang)極(ji)板(ban)(ban)(ban)具(ju)有(you)的(de)集塵(chen)面積，相當于普通陽極板(ban)(ban)的(de)20倍。3)陽極系(xi)統采(cai)用旋(xuan)轉電(dian)極設計，在(zai)旋(xuan)轉電(dian)極下部設立獨(du)立的(de)清洗(xi)(xi)室，由高壓(ya)噴嘴在(zai)旋(xuan)轉電(dian)極內部向外(wai)沖洗(xi)(xi)網(wang)(wang)板(ban)(ban)，清洗(xi)(xi)網(wang)(wang)板(ban)(ban)后的(de)污水通過排水泵和(he)排污管道送(song)入脫硫(liu)塔(ta)補(bu)水。在(zai)工程運行中，利用壓(ya)差監(jian)測(ce)，實現在(zai)線噴淋，無水循環(huan)系(xi)統，故耗(hao)水、耗(hao)電(dian)量小。(2)徑流濕式電(dian)除塵(chen)器存在(zai)的(de)問(wen)題如下：1)由于接觸煙氣的(de)部件全部采(cai)用2205雙相不銹鋼，前期成本投(tou)入較高。