自貢濕式電除塵器

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(ru)新世紀，隨著(zhu)我(wo)國經(jing)濟的高(gao)速發展，火電(dian)(dian)裝機(ji)容量(liang)仍在不斷增長。按中電(dian)(dian)聯(lian)《電(dian)(dian)力行業(ye)節能環(huan)保信息》推算(suan)，2015年，我(wo)國新增火電(dian)(dian)裝機(ji)容量(liang)約0.51億kW。根據電(dian)(dian)力規劃設計(ji)總院預測，到2020年，火(huo)電裝機容(rong)量(liang)(liang)將達(da)到(dao)12.2億kW，新增裝機容(rong)量(liang)(liang)約為3億kW。火(huo)電廠的快速發展導致(zhi)了大氣環(huan)境的污染并引發了公(gong)共環(huan)境及健康危機，

雖然采(cai)取一系列政策(ce)，大力推動(dong)煤炭(tan)清(qing)潔利用(yong)與發展清潔能源，但由于我國燃煤發電的基數(shu)較大(da)，火(huo)電廠仍將是(shi)(shi)大(da)氣(qi)污染物(wu)的主(zhu)要排(pai)放源之一，而降(jiang)低排(pai)放強(qiang)度的主(zhu)要措施(shi)就是(shi)(shi)制(zhi)定和實施(shi)更加嚴格的排(pai)放標準。

同時濕式電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器作為燃煤電(dian)廠污染物控制(zhi)(zhi)的精處理技術(shu)設(she)備，其(qi)處理對(dui)象為含大(da)量(liang)游離水的飽(bao)和(he)濕煙氣，主要去除(chu)(chu)粉塵(chen)(含石膏)、SO3、霧滴和(he)有害氣體，并可(ke)有效(xiao)控制(zhi)(zhi)PM2.5的排放，本文(wen)介(jie)紹4種濕式電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器技術(shu)，并從性能、可(ke)靠性及除(chu)(chu)塵(chen)效(xiao)果(guo)等(deng)方面(mian)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。在目前的濕(shi)除(chu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)中，主(zhu)要差別在于陽(yang)極(ji)(ji)板材質(zhi)的選取及(ji)清(qing)灰(hui)(hui)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。根據陽(yang)極(ji)(ji)材質(zhi)的不同(tong)，主(zhu)要分(fen)為(wei)不銹(xiu)鋼濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)、導電(dian)(dian)玻璃(li)鋼電(dian)(dian)極(ji)(ji)濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)、柔性(xing)電(dian)(dian)極(ji)(ji)濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器(qi);根據清(qing)灰(hui)(hui)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(即(ji)水膜的形成(cheng)原(yuan)理)不同(tong)，分(fen)為(wei)水膜自清(qing)灰(hui)(hui)技(ji)(ji)術(shu)(shu)和水膜沖洗清(qing)灰(hui)(hui)技(ji)(ji)術(shu)(shu)，前者為(wei)間(jian)斷噴淋，靠煙氣中的水汽(qi)在陽(yang)極(ji)(ji)表面自凝結實現在線清(qing)灰(hui)(hui)，后(hou)者為(wei)通過噴淋水在陽(yang)極(ji)(ji)表面形成(cheng)水膜清(qing)灰(hui)(hui)。

3、濕式(shi)電除塵器(qi)性能(neng)對(dui)比3.1、金屬電極濕式(shi)電除塵器(qi)20世紀90年代，為(wei)應對(dui)地方環保法規提(ti)出(chu)的(de)對(dui)煙塵排(pai)放(fang)控(kong)制(zhi)的(de)要求(qiu)，日(ri)本三(san)菱(ling)公司(si)研(yan)發并(bing)建成濕式(shi)電除塵器(qi)，用于(yu)燃煤電廠的(de)煙塵治理。

2006年，專門(men)針對PM2.5提出控(kong)制要求(qiu)，在燃煤(mei)電(dian)(dian)廠安(an)裝濕式電(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)。目前我國通過(guo)引進(jin)技(ji)(ji)術(shu)(shu)并優(you)化(hua)設(she)計，已掌握(wo)其核心技(ji)(ji)術(shu)(shu)。(1)金屬(shu)電(dian)(dian)極(ji)濕式電(dian)(dian)除(chu)塵器(qi)的技(ji)(ji)術(shu)(shu)特點如下：1)大(da)多采(cai)用臥式布置，氣(qi)(qi)流沿水平方向進(jin)出，煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)流速(su)較低(流速(su)在2.5m/s左右)，能(neng)有效控(kong)制氣(qi)(qi)流帶出粉塵，提高(gao)(gao)PM2.5細微顆粒及氣(qi)(qi)溶(rong)膠脫(tuo)除(chu)效率。2)陰陽(yang)極(ji)均平行(xing)于(yu)(yu)氣(qi)(qi)流方向布置，金屬(shu)極(ji)板(ban)采(cai)用懸(xuan)掛方式，極(ji)板(ban)通過(guo)懸(xuan)掛梁固定(ding)于(yu)(yu)殼(ke)體中，電(dian)(dian)暈電(dian)(dian)極(ji)采(cai)用框架式結構，通過(guo)吊桿(gan)吊掛在殼(ke)體中。這(zhe)種安(an)裝方式由于(yu)(yu)陰陽(yang)極(ji)不易變(bian)形，極(ji)間距有保證，故(gu)電(dian)(dian)場穩定(ding)性(xing)好，運行(xing)電(dian)(dian)壓高(gao)(gao)。3)耐高(gao)(gao)溫，脫(tuo)硫系統(tong)出現(xian)故(gu)障時，可以在較高(gao)(gao)的煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)溫度下運行(xing)。

(2)金屬電(dian)極濕式電(dian)除塵器存在的問題如(ru)下：

1)陽極板(ban)一般高度在(zai)8～10m左右，要(yao)(yao)形成(cheng)均(jun)勻的水(shui)(shui)膜對陽極板(ban)的設計、制造、安裝(zhuang)及維護(hu)有嚴格的要(yao)(yao)求，更換時難度較大(da)。2)極板(ban)材質(zhi)多采(cai)用(yong)316L，需(xu)要(yao)(yao)通過水(shui)(shui)膜保護(hu)以防腐蝕，一旦水(shui)(shui)膜保護(hu)出現失效，造成(cheng)極板(ban)腐蝕嚴重，甚至喪(sang)失除塵(chen)效率。3)清灰方式(shi)采(cai)用(yong)在(zai)線單線連續噴(pen)淋工藝，需(xu)要(yao)(yao)設置專門的水(shui)(shui)處理系(xi)統，噴(pen)淋水(shui)(shui)經NaOH水(shui)(shui)溶液中和后循(xun)環使用(yong)，這種清灰方式(shi)對于(yu)水(shui)(shui)耗、電(dian)耗、堿的消耗較大(da)，對噴(pen)嘴性能(neng)要(yao)(yao)求更高。根據(ju)各企業發(fa)布的環境監測報(bao)告顯示，金(jin)屬(shu)電(dian)極濕式(shi)電(dian)除塵(chen)器粉塵(chen)去除率(粉塵(chen)+石(shi)膏)：≥70%;SO3去除率：≥70%;霧滴含量：低于(yu)20mg/m3。目前，浙江嘉興三期2×1000MW機(ji)組(zu)(zu)、大(da)唐黃(huang)島(dao)電(dian)廠670MW機(ji)組(zu)(zu)、神華(hua)國華(hua)舟山電(dian)廠350MW機(ji)組(zu)(zu)等都采(cai)用(yong)了金(jin)屬(shu)極板(ban)濕式(shi)電(dian)除塵(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)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器的(de)(de)技(ji)術(shu)特點如(ru)(ru)下(xia)：1)導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)具(ju)有(you)重(zhong)量(liang)輕、比強度高(gao)(gao)、耐腐(fu)蝕等(deng)特性(xing)。2)收塵(chen)(chen)極(ji)組件采用工廠成型，實(shi)現整體模塊化，有(you)利于保證安裝精度。3)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器運行時(shi)，收集下(xia)來的(de)(de)液(ye)(ye)(ye)滴在(zai)沉(chen)淀(dian)(dian)極(ji)表面形(xing)成液(ye)(ye)(ye)膜，由于玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)具(ju)有(you)很強的(de)(de)疏水性(xing)，能(neng)有(you)效阻隔粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)和石(shi)(shi)膏對沉(chen)淀(dian)(dian)極(ji)壁的(de)(de)粘接(jie)，靠重(zhong)力(li)自(zi)流(liu)至下(xia)部(bu)集液(ye)(ye)(ye)槽。4)為防止少量(liang)煙(yan)塵(chen)(chen)的(de)(de)沉(chen)積，在(zai)沉(chen)淀(dian)(dian)極(ji)管上(shang)部(bu)設置一層間斷噴(pen)淋裝置，將濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器分為多個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)，當需要進(jin)行間斷沖洗時(shi)，控制系(xi)統(tong)自(zi)動停掉其中一個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)或將電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)降壓運行，沖洗結束后(hou)開啟該電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)。由于耗水量(liang)較小(xiao)，集液(ye)(ye)(ye)槽中的(de)(de)收集液(ye)(ye)(ye)可(ke)返回(hui)脫硫(liu)塔(ta)內循環使(shi)(shi)用。(2)導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器存在(zai)的(de)(de)問題如(ru)(ru)下(xia)：1)煙(yan)氣流(liu)速(su)(su)在(zai)2.5m/s左(zuo)右(you)時(shi)，PM2.5細(xi)微顆(ke)粒及氣溶膠(jiao)脫除(chu)(chu)(chu)(chu)率高(gao)(gao)，提高(gao)(gao)煙(yan)氣流(liu)速(su)(su)后(hou)，影(ying)響除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)性(xing)能(neng)。2)一般FRP不能(neng)在(zai)高(gao)(gao)溫下(xia)長(chang)期使(shi)(shi)用，煙(yan)氣溫度較高(gao)(gao)時(shi)對陽極(ji)板壽(shou)命(ming)有(you)影(ying)響，嚴重(zhong)時(shi)可(ke)能(neng)燒灼。FRP的(de)(de)使(shi)(shi)用壽(shou)命(ming)在(zai)10～15年左(zuo)右(you)，與產品的(de)(de)質量(liang)及制作產品所(suo)用的(de)(de)樹脂等(deng)原材料性(xing)能(neng)有(you)關。3)如(ru)(ru)果出現部(bu)分導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)損(sun)壞(huai)，需要整個(ge)模塊更換，將大(da)大(da)增(zeng)加維護費用和難度。根據各(ge)企業發布(bu)的(de)(de)環境監測報告顯示，導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)率(粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)+石(shi)(shi)膏)：≥70%;SO3去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)率：≥70%;霧滴含(han)量(liang)：低于25mg/m3。目前，黃臺8號、9號2×300MW機(ji)組、上(shang)海石(shi)(shi)洞(dong)口300MW機(ji)組、蒙西300MW機(ji)組、白楊河兩(liang)臺300MW機(ji)組等(deng)都采用了導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)(gang)濕式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器。

3.3、柔性(xing)電極(ji)濕式(shi)電除塵器20世紀90年代末，俄亥俄州立(li)大學提(ti)出了柔性電極濕(shi)式電除(chu)塵技術的概念(nian)，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司(si)和(he)俄(e)亥俄(e)州立(li)大學共同研(yan)究(jiu)制作(zuo)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(zao)由山東大學和國電環保院共同(tong)研(yan)發，開始了柔(rou)性絕緣疏水纖維織(zhi)物(wu)用于濕式除塵器的研(yan)究工(gong)作，并于2012年在(zai)益陽300MW燃煤(mei)機組中完成工業化(hua)應用。官網(wang)：goyd.cn通(tong)過相(xiang)關資料顯示，耐腐蝕性(xing)優良(liang)的柔(rou)性(xing)絕緣疏(shu)水纖維織物通(tong)過潤濕使其導電，可(ke)以形成水膜，并靠(kao)重力自流(liu)向下與煙氣(qi)(qi)分離，柔(rou)性(xing)織物材料作為收(shou)塵極布(bu)置成方形孔道(立式(shi)布(bu)置)，煙氣(qi)(qi)沿孔道流(liu)過。(1)柔(rou)性(xing)濕式(shi)電除塵器的技術特點如下：1)柔(rou)性(xing)陽有(you)重量(liang)輕、防(fang)腐性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)好的(de)(de)(de)(de)特(te)點。2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)絕緣疏水(shui)纖維(wei)(wei)本身的(de)(de)(de)(de)結構特(te)性(xing)(xing)(xing)，有(you)利于表面形成均勻水(shui)膜，利用(yong)從煙(yan)氣(qi)(qi)中收集的(de)(de)(de)(de)酸液帶出灰，實現自(zi)清灰，沖洗(xi)水(shui)量(liang)小(xiao)。3)陽(yang)極部件可組(zu)裝(zhuang)拆卸，有(you)利于后(hou)期(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)維(wei)(wei)護和(he)更(geng)換。(2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)器存在的(de)(de)(de)(de)問(wen)題如下：1)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)陽(yang)極不耐高溫，煙(yan)氣(qi)(qi)溫度較高時(shi)(shi)，對陽(yang)極壽命(ming)有(you)影響(xiang)，嚴重時(shi)(shi)可能(neng)(neng)燒蝕，使(shi)用(yong)壽命(ming)6年左右。2)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)纖維(wei)(wei)織(zhi)物的(de)(de)(de)(de)伸縮(suo)率較大，陽(yang)極布的(de)(de)(de)(de)張(zhang)緊程度和(he)浸水(shui)后(hou)發生的(de)(de)(de)(de)伸縮(suo)都會影響(xiang)實際的(de)(de)(de)(de)極間(jian)距，進而影響(xiang)到電(dian)(dian)(dian)場的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing)、電(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)(de)正常運行。3)煙(yan)氣(qi)(qi)流(liu)速較高，產生氣(qi)(qi)流(liu)帶出，PM2.5細微顆粒及氣(qi)(qi)溶膠脫除(chu)率低。性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)結果表明(ming)：粉塵(chen)去除(chu)率(含(han)石膏)：≥70%;SO3去除(chu)率：≥70%;霧滴含(han)量(liang)：低于20mg/m3。目前，國(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)益陽(yang)發電(dian)(dian)(dian)有(you)限公司300MW機組(zu)，國(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)滎陽(yang)煤電(dian)(dian)(dian)一(yi)體化有(you)限公司一(yi)期(qi)(qi)600MW機組(zu)采用(yong)了柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)極濕(shi)式靜電(dian)(dian)(dian)除(chu)塵(chen)技術(shu)。

3.4、徑(jing)流(liu)濕式(shi)(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)徑(jing)流(liu)濕式(shi)(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)是北京華能(neng)達公(gong)司自主研發的(de)(de)(de)(de)(de)具(ju)(ju)有自主知(zhi)識產(chan)權的(de)(de)(de)(de)(de)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)技(ji)術(shu)(shu)。與上(shang)述濕式(shi)(shi)靜電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)結(jie)(jie)構(gou)不同，該結(jie)(jie)構(gou)布置(zhi)(zhi)是將收(shou)塵(chen)(chen)(chen)陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)垂直于氣流(liu)方(fang)向，使電場力(li)(li)與引(yin)風(feng)(feng)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)向在同一(yi)水平線上(shang)，粉塵(chen)(chen)(chen)顆粒(li)在引(yin)風(feng)(feng)力(li)(li)與電場力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)共同作用下，在新(xin)型陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)上(shang)完成(cheng)捕集。裝置(zhi)(zhi)主要由殼體(ti)、分布板(ban)、陽(yang)極(ji)(ji)裝置(zhi)(zhi)、陰極(ji)(ji)裝置(zhi)(zhi)、噴淋系(xi)統、熱風(feng)(feng)系(xi)統和(he)供電電源等組成(cheng)。(1)徑(jing)流(liu)濕式(shi)(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)特點如下：1)與煙氣接觸(chu)部位全部采用2205雙(shuang)相不銹鋼材質，具(ju)(ju)有強(qiang)度(du)高、耐高溫、耐腐蝕(shi)(尤其對氯(lv)離子和(he)硫化物的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi))等特性，使用壽命能(neng)夠達到(dao)30年。2)新(xin)型陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)通孔(kong)率達到(dao)98%以上(shang)，其幾乎全通透的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)大大降低(di)了徑(jing)流(liu)式(shi)(shi)濕式(shi)(shi)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)運行阻力(li)(li)，并且和(he)普通的(de)(de)(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)相比(bi)，相同體(ti)積下新(xin)型陽(yang)極(ji)(ji)板(ban)具(ju)(ju)有的(de)集塵面積(ji)，相當(dang)于普通陽極(ji)板(ban)的(de)20倍(bei)。3)陽極(ji)系統采用旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)電極(ji)設計(ji)，在旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)電極(ji)下部設立獨立的(de)清洗室，由高(gao)壓(ya)(ya)噴(pen)嘴在旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)電極(ji)內部向外(wai)沖(chong)洗網(wang)板(ban)，清洗網(wang)板(ban)后的(de)污(wu)水通過(guo)排水泵和排污(wu)管(guan)道送入脫硫塔補水。在工程運(yun)行中(zhong)，利用壓(ya)(ya)差(cha)監測，實現在線噴(pen)淋，無水循環系統，故耗水、耗電量小。(2)徑流濕(shi)式(shi)電除塵器(qi)存在的(de)問題如下：1)由于接觸(chu)煙氣(qi)的(de)部件(jian)全部采用2205雙相不銹(xiu)鋼，前期(qi)成(cheng)本投入較(jiao)高(gao)。