張家口濕式電除塵器

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(sui)著我國經濟的高速(su)發展(zhan)，火(huo)電(dian)(dian)裝機容量(liang)仍在(zai)不斷增長。按中電(dian)(dian)聯《電(dian)(dian)力行業節(jie)能環保信息(xi)》推算(suan)，2015年，我國新增火(huo)電(dian)(dian)裝機容量(liang)約(yue)0.51億kW。根據電(dian)(dian)力規劃設計總院預測(ce)，到2020年，火(huo)電裝機(ji)(ji)容(rong)量將達到(dao)12.2億kW，新增裝機(ji)(ji)容(rong)量約為(wei)3億kW。火(huo)電廠的(de)快(kuai)速發展導(dao)致了大氣環(huan)境的(de)污染并引發了公共環(huan)境及(ji)健康危機(ji)(ji)，

雖然(ran)采取一系列(lie)政策，大力推動煤炭清潔利用與發展清潔能源，但由于我國燃(ran)煤發電的(de)(de)基數(shu)較(jiao)大(da)(da)，火電廠仍將是(shi)大(da)(da)氣污染物的(de)(de)主(zhu)要(yao)排放源之一，而降低(di)排放強度的(de)(de)主(zhu)要(yao)措(cuo)施就是(shi)制定和(he)實施更加嚴格的(de)(de)排放標準。

同時濕(shi)式電除(chu)塵器(qi)作(zuo)為燃(ran)煤電廠污染物控(kong)制(zhi)的(de)精處理技術(shu)設備，其處理對象為含大量(liang)游(you)離水(shui)的(de)飽(bao)和濕(shi)煙氣，主要(yao)去除(chu)粉(fen)塵(含石膏)、SO3、霧滴和有害氣體(ti)，并(bing)可(ke)有效(xiao)控(kong)制(zhi)PM2.5的(de)排放，本文介紹4種濕(shi)式電除(chu)塵器(qi)技術(shu)，并(bing)從(cong)性(xing)能、可(ke)靠性(xing)及除(chu)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。在目前(qian)的(de)(de)濕除技(ji)術(shu)中(zhong)，主要差別在于陽(yang)極(ji)(ji)(ji)板材質(zhi)的(de)(de)選(xuan)取及清(qing)(qing)(qing)(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)。根據(ju)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)材質(zhi)的(de)(de)不同，主要分為(wei)不銹鋼(gang)濕式(shi)電除塵(chen)器、導(dao)電玻璃鋼(gang)電極(ji)(ji)(ji)濕式(shi)電除塵(chen)器、柔性電極(ji)(ji)(ji)濕式(shi)電除塵(chen)器;根據(ju)清(qing)(qing)(qing)(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)(即水(shui)膜(mo)的(de)(de)形成原理(li))不同，分為(wei)水(shui)膜(mo)自清(qing)(qing)(qing)(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)和(he)水(shui)膜(mo)沖洗清(qing)(qing)(qing)(qing)灰(hui)技(ji)術(shu)，前(qian)者(zhe)為(wei)間斷噴(pen)淋，靠煙氣中(zhong)的(de)(de)水(shui)汽在陽(yang)極(ji)(ji)(ji)表面自凝結實(shi)現在線(xian)清(qing)(qing)(qing)(qing)灰(hui)，后(hou)者(zhe)為(wei)通過噴(pen)淋水(shui)在陽(yang)極(ji)(ji)(ji)表面形成水(shui)膜(mo)清(qing)(qing)(qing)(qing)灰(hui)。

3、濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)除塵(chen)(chen)器性能對比3.1、金屬電(dian)極濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)除塵(chen)(chen)器20世紀(ji)90年代，為應對地方環保法規提出的(de)對煙塵(chen)(chen)排(pai)放控制的(de)要(yao)求，日本三菱(ling)公司研發并建成(cheng)濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)除塵(chen)(chen)器，用于燃煤電(dian)廠的(de)煙塵(chen)(chen)治理。

2006年，專門針對PM2.5提出(chu)控制要求，在燃煤電(dian)(dian)廠安裝濕式(shi)(shi)電(dian)(dian)除塵器。目(mu)前(qian)我國通(tong)過引進(jin)技(ji)術并優化(hua)設(she)計，已掌握其核心(xin)技(ji)術。(1)金屬(shu)電(dian)(dian)極(ji)濕式(shi)(shi)電(dian)(dian)除塵器的技(ji)術特點如下：1)大多(duo)采(cai)用臥(wo)式(shi)(shi)布(bu)置，氣(qi)(qi)流沿水平方向進(jin)出(chu)，煙(yan)氣(qi)(qi)流速較(jiao)低(流速在2.5m/s左右(you))，能(neng)有效(xiao)控制氣(qi)(qi)流帶出(chu)粉塵，提高PM2.5細微顆粒(li)及(ji)氣(qi)(qi)溶膠脫除效(xiao)率(lv)。2)陰陽(yang)極(ji)均平行(xing)于(yu)(yu)氣(qi)(qi)流方向布(bu)置，金屬(shu)極(ji)板采(cai)用懸掛方式(shi)(shi)，極(ji)板通(tong)過懸掛梁固定于(yu)(yu)殼體(ti)(ti)中，電(dian)(dian)暈電(dian)(dian)極(ji)采(cai)用框架(jia)式(shi)(shi)結構，通(tong)過吊桿吊掛在殼體(ti)(ti)中。這種安裝方式(shi)(shi)由于(yu)(yu)陰陽(yang)極(ji)不(bu)易(yi)變形，極(ji)間距(ju)有保證，故電(dian)(dian)場穩定性好，運(yun)行(xing)電(dian)(dian)壓(ya)高。3)耐高溫(wen)，脫硫系統(tong)出(chu)現故障(zhang)時，可以在較(jiao)高的煙(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)度下運(yun)行(xing)。

(2)金(jin)屬電極濕式電除塵器存(cun)在的問題如下：

1)陽極(ji)板一(yi)般高(gao)度在8～10m左右，要(yao)(yao)形(xing)成均勻(yun)的(de)水(shui)(shui)(shui)膜(mo)(mo)對(dui)陽極(ji)板的(de)設(she)計、制(zhi)造、安裝及維護(hu)有嚴格(ge)的(de)要(yao)(yao)求，更換(huan)時難度較大。2)極(ji)板材質(zhi)多采(cai)(cai)用316L，需要(yao)(yao)通過水(shui)(shui)(shui)膜(mo)(mo)保護(hu)以防(fang)腐蝕，一(yi)旦水(shui)(shui)(shui)膜(mo)(mo)保護(hu)出(chu)現失(shi)效，造成極(ji)板腐蝕嚴重，甚至(zhi)喪(sang)失(shi)除(chu)塵(chen)(chen)效率。3)清灰方式采(cai)(cai)用在線單(dan)線連續(xu)噴淋工藝，需要(yao)(yao)設(she)置(zhi)專門的(de)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)系(xi)統，噴淋水(shui)(shui)(shui)經NaOH水(shui)(shui)(shui)溶液中和后循環(huan)使(shi)用，這種清灰方式對(dui)于(yu)水(shui)(shui)(shui)耗(hao)、電耗(hao)、堿的(de)消耗(hao)較大，對(dui)噴嘴性能要(yao)(yao)求更高(gao)。根據各企業發布的(de)環(huan)境監測報告(gao)顯示，金(jin)屬電極(ji)濕(shi)式電除(chu)塵(chen)(chen)器粉塵(chen)(chen)去(qu)除(chu)率(粉塵(chen)(chen)+石膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)率：≥70%;霧滴(di)含量：低于(yu)20mg/m3。目前，浙(zhe)江嘉興三期2×1000MW機組、大唐黃島電廠(chang)670MW機組、神華(hua)國華(hua)舟山電廠(chang)350MW機組等都采(cai)(cai)用了金(jin)屬極(ji)板濕(shi)式電除(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)(dao)(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)的(de)技(ji)術特點(dian)如下(xia)(xia)：1)導(dao)(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)具有(you)(you)(you)重量(liang)輕、比強度(du)高(gao)、耐(nai)腐蝕等特性(xing)。2)收塵(chen)(chen)(chen)(chen)極組件(jian)采用(yong)(yong)工廠成(cheng)型(xing)，實(shi)現(xian)整(zheng)體模(mo)塊(kuai)(kuai)化，有(you)(you)(you)利于(yu)保證安裝精(jing)度(du)。3)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)運行時，收集(ji)下(xia)(xia)來的(de)液(ye)(ye)滴(di)在沉淀極表(biao)面(mian)形成(cheng)液(ye)(ye)膜(mo)，由于(yu)玻(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)具有(you)(you)(you)很強的(de)疏水性(xing)，能(neng)(neng)有(you)(you)(you)效阻隔(ge)粉塵(chen)(chen)(chen)(chen)和石(shi)膏(gao)對(dui)沉淀極壁(bi)的(de)粘接，靠重力自(zi)流至(zhi)下(xia)(xia)部(bu)集(ji)液(ye)(ye)槽。4)為防止少量(liang)煙塵(chen)(chen)(chen)(chen)的(de)沉積，在沉淀極管上部(bu)設置一層(ceng)間斷噴淋裝置，將濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)分為多個電(dian)(dian)場(chang)(chang)，當(dang)需要進行間斷沖(chong)洗(xi)時，控制系統自(zi)動停掉其中一個電(dian)(dian)場(chang)(chang)或將電(dian)(dian)場(chang)(chang)降壓運行，沖(chong)洗(xi)結束(shu)后開啟該電(dian)(dian)場(chang)(chang)。由于(yu)耗水量(liang)較小，集(ji)液(ye)(ye)槽中的(de)收集(ji)液(ye)(ye)可(ke)返回脫硫塔內循環(huan)使用(yong)(yong)。(2)導(dao)(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)存(cun)在的(de)問題如下(xia)(xia)：1)煙氣流速在2.5m/s左(zuo)右(you)時，PM2.5細微(wei)顆粒及氣溶膠脫除(chu)(chu)率高(gao)，提高(gao)煙氣流速后，影響(xiang)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)性(xing)能(neng)(neng)。2)一般FRP不能(neng)(neng)在高(gao)溫下(xia)(xia)長期使用(yong)(yong)，煙氣溫度(du)較高(gao)時對(dui)陽極板壽命有(you)(you)(you)影響(xiang)，嚴重時可(ke)能(neng)(neng)燒灼(zhuo)。FRP的(de)使用(yong)(yong)壽命在10～15年左(zuo)右(you)，與產品的(de)質(zhi)量(liang)及制作產品所用(yong)(yong)的(de)樹(shu)脂等原材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)(neng)有(you)(you)(you)關。3)如果出現(xian)部(bu)分導(dao)(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)損壞，需要整(zheng)個模(mo)塊(kuai)(kuai)更(geng)換，將大大增加維護費用(yong)(yong)和難度(du)。根據各企業發布的(de)環(huan)境(jing)監測報告顯示，導(dao)(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)粉塵(chen)(chen)(chen)(chen)去除(chu)(chu)率(粉塵(chen)(chen)(chen)(chen)+石(shi)膏(gao))：≥70%;SO3去除(chu)(chu)率：≥70%;霧滴(di)含量(liang)：低于(yu)25mg/m3。目(mu)前，黃臺(tai)8號、9號2×300MW機(ji)(ji)組、上海石(shi)洞口(kou)300MW機(ji)(ji)組、蒙西300MW機(ji)(ji)組、白楊河兩臺(tai)300MW機(ji)(ji)組等都采用(yong)(yong)了導(dao)(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)(li)鋼(gang)濕(shi)(shi)式(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器(qi)(qi)。

3.3、柔性電極濕式電除塵器(qi)20世紀90年代(dai)末，俄(e)亥俄(e)州立大學提出了(le)柔(rou)性電(dian)極濕式電(dian)除(chu)塵(chen)技術(shu)的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄(e)亥(hai)俄(e)州立大學共(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(shan)東大學和國電環保院共(gong)同研發，開始了柔性絕緣疏水纖維織物用(yong)于(yu)濕式除塵器(qi)的研究工作(zuo)，并(bing)于(yu)2012年(nian)在益陽300MW燃煤機組中(zhong)完成工業化應(ying)用。官網：goyd.cn通(tong)過(guo)相關資料(liao)顯示，耐腐蝕性(xing)(xing)優良的柔(rou)性(xing)(xing)絕緣疏水纖維織(zhi)物(wu)通(tong)過(guo)潤濕使(shi)其導電，可(ke)以形(xing)成(cheng)水膜，并靠重力自流向下(xia)與(yu)煙氣分離，柔(rou)性(xing)(xing)織(zhi)物(wu)材料(liao)作為收塵極布(bu)置成(cheng)方形(xing)孔道(dao)(立(li)式布(bu)置)，煙氣沿孔道(dao)流過(guo)。(1)柔(rou)性(xing)(xing)濕式電除塵器的技(ji)術特點如(ru)下(xia)：1)柔(rou)性(xing)(xing)陽有(you)重(zhong)量輕、防(fang)腐性(xing)(xing)(xing)能好的(de)特點。2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)絕(jue)緣疏水(shui)纖維(wei)本(ben)身(shen)的(de)結構特性(xing)(xing)(xing)，有(you)利于(yu)表(biao)面形(xing)成均勻水(shui)膜，利用從(cong)煙氣(qi)(qi)中(zhong)收(shou)集(ji)的(de)酸液帶出灰(hui)，實現自(zi)清(qing)灰(hui)，沖洗(xi)水(shui)量小。3)陽(yang)極部件可組裝拆卸(xie)，有(you)利于(yu)后期(qi)的(de)維(wei)護(hu)和更(geng)換。(2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)濕(shi)式電除(chu)塵器存在的(de)問題(ti)如下(xia)：1)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)陽(yang)極不耐高溫，煙氣(qi)(qi)溫度(du)(du)較(jiao)高時，對(dui)陽(yang)極壽命有(you)影響，嚴重(zhong)時可能燒蝕，使用壽命6年左右。2)柔(rou)性(xing)(xing)(xing)纖維(wei)織物的(de)伸縮率(lv)較(jiao)大(da)，陽(yang)極布的(de)張緊程度(du)(du)和浸水(shui)后發(fa)生的(de)伸縮都(dou)會(hui)影響實際的(de)極間距，進而影響到(dao)電場的(de)穩定性(xing)(xing)(xing)、電壓的(de)正(zheng)常運行。3)煙氣(qi)(qi)流速較(jiao)高，產生氣(qi)(qi)流帶出，PM2.5細微(wei)顆粒(li)及(ji)氣(qi)(qi)溶膠脫除(chu)率(lv)低(di)。性(xing)(xing)(xing)能結果表(biao)明(ming)：粉塵去(qu)除(chu)率(lv)(含石(shi)膏(gao))：≥70%;SO3去(qu)除(chu)率(lv)：≥70%;霧滴含量：低(di)于(yu)20mg/m3。目(mu)前，國(guo)電益陽(yang)發(fa)電有(you)限(xian)公(gong)司300MW機組，國(guo)電滎陽(yang)煤電一體化有(you)限(xian)公(gong)司一期(qi)600MW機組采用了柔(rou)性(xing)(xing)(xing)電極濕(shi)式靜(jing)電除(chu)塵技術。

3.4、徑(jing)(jing)流(liu)(liu)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)除塵(chen)(chen)器(qi)(qi)徑(jing)(jing)流(liu)(liu)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)除塵(chen)(chen)器(qi)(qi)是北京(jing)華能達公司(si)自主研發的(de)具有自主知(zhi)識產權的(de)除塵(chen)(chen)技術(shu)。與(yu)上(shang)(shang)述濕(shi)(shi)式靜電(dian)(dian)除塵(chen)(chen)器(qi)(qi)結構(gou)(gou)不同(tong)，該結構(gou)(gou)布(bu)置是將收(shou)塵(chen)(chen)陽極板(ban)垂直于氣(qi)流(liu)(liu)方(fang)向，使(shi)電(dian)(dian)場力(li)與(yu)引風力(li)的(de)方(fang)向在同(tong)一水平(ping)線上(shang)(shang)，粉塵(chen)(chen)顆粒在引風力(li)與(yu)電(dian)(dian)場力(li)的(de)共同(tong)作用下，在新型(xing)陽極板(ban)上(shang)(shang)完成(cheng)捕集。裝(zhuang)(zhuang)置主要由殼體、分布(bu)板(ban)、陽極裝(zhuang)(zhuang)置、陰極裝(zhuang)(zhuang)置、噴(pen)淋系(xi)統(tong)、熱風系(xi)統(tong)和(he)供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源等組成(cheng)。(1)徑(jing)(jing)流(liu)(liu)濕(shi)(shi)式電(dian)(dian)除塵(chen)(chen)器(qi)(qi)的(de)技術(shu)特點如下：1)與(yu)煙氣(qi)接觸(chu)部位全(quan)部采(cai)用2205雙相不銹(xiu)鋼材質，具有強(qiang)度高(gao)、耐(nai)(nai)高(gao)溫、耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)(尤其對氯離子(zi)和(he)硫化(hua)物的(de)應力(li)腐(fu)蝕(shi))等特性，使(shi)用壽命能夠(gou)達到(dao)30年。2)新型(xing)陽極板(ban)的(de)通(tong)(tong)孔率達到(dao)98%以上(shang)(shang)，其幾乎全(quan)通(tong)(tong)透的(de)結構(gou)(gou)大大降低了徑(jing)(jing)流(liu)(liu)式濕(shi)(shi)式除塵(chen)(chen)器(qi)(qi)的(de)運行阻力(li)，并且和(he)普通(tong)(tong)的(de)陽極板(ban)相比，相同(tong)體積下新型(xing)陽極板(ban)具有的(de)集塵(chen)(chen)面積，相當(dang)于普通陽極(ji)板的(de)20倍(bei)。3)陽極(ji)系(xi)統采(cai)用旋(xuan)轉電(dian)極(ji)設計，在(zai)旋(xuan)轉電(dian)極(ji)下部(bu)設立獨立的(de)清(qing)洗(xi)室(shi)，由(you)高壓噴嘴在(zai)旋(xuan)轉電(dian)極(ji)內部(bu)向外沖(chong)洗(xi)網板，清(qing)洗(xi)網板后的(de)污(wu)(wu)水通過排水泵和排污(wu)(wu)管道送入脫硫(liu)塔補水。在(zai)工(gong)程運行(xing)中，利用壓差(cha)監(jian)測，實現在(zai)線(xian)噴淋，無水循環系(xi)統，故耗水、耗電(dian)量(liang)小。(2)徑流濕式電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)存在(zai)的(de)問題如下：1)由(you)于接(jie)觸煙氣的(de)部(bu)件全部(bu)采(cai)用2205雙相不銹(xiu)鋼，前期成(cheng)本投(tou)入較高。