為滿(mǎn)足國(guó)家關(guān)于PM2.5顆粒物的新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，上海長(zhǎng)興島發(fā)電廠安裝了濕式電除塵器。文章介紹了濕式電除塵器的性能、結(jié)構(gòu)、和投運(yùn)后的情況。濕式電除塵器投運(yùn)以來(lái)，各項(xiàng)指標(biāo)良好，穩(wěn)定運(yùn)行，滿(mǎn)足了煙氣排放要求。


近年來(lái)隨著火電裝機(jī)容量不斷增長(zhǎng)，污染物的排放總量增加，對(duì)大氣環(huán)境造成了很大影響。新頒布的火電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GBl3223—2011)己于2012年1月1日正式實(shí)施。隨著新標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，人們對(duì)細(xì)微粉塵、酸霧、重金屬等污染物危害環(huán)境和身體健康的認(rèn)識(shí)也進(jìn)一步提高，國(guó)家對(duì)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)還會(huì)不斷地提高，特別是PM2.5這種對(duì)人體健康危害極大的細(xì)微顆粒物勢(shì)必會(huì)成為國(guó)家對(duì)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的控制指標(biāo)。

而現(xiàn)有的濕法脫硫系統(tǒng)幾乎沒(méi)有去除PM2.5顆粒物的能力，或者是有長(zhǎng)長(zhǎng)煙尾的“藍(lán)煙”現(xiàn)象。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展， 這些污染物對(duì)環(huán)境造成的危害越來(lái)越嚴(yán)重，而現(xiàn)有的除塵技術(shù)仍達(dá)不到理想的效果，因此十分有必要討究一種新的、高效去除細(xì)微粉塵、SO3酸霧、汞金屬等污染物的技術(shù)來(lái)減少對(duì)環(huán)境的污染，并能夠大型化地應(yīng)用于工業(yè)當(dāng)中。

1背景

早在1977年全世界第一臺(tái)濕式電除塵器就己應(yīng)用于去除硫酸酸霧，并隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，濕式電除塵器不斷被推廣到多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。特別是在冶金和化工工業(yè)上的大量應(yīng)用，使?jié)袷诫姵龎m技術(shù)趨于成熟。在燃煤電廠的應(yīng)用中表明，濕式電除塵器能去除90%以上的PM2.5細(xì)微粉塵、S03煙霧，并能達(dá)到幾乎零濁度的排放。此外還能去除汞、NH。、S0。和HCI等。因此，濕式電除塵器是作為燃煤電廠大氣污染治理的終端處理設(shè)備的首選。

目前全世界范圍投入運(yùn)行的濕式靜電除塵器超過(guò)1000臺(tái)套。在1986年后國(guó)外燃煤電廠也開(kāi)始在濕法脫硫后采用了濕式靜電除塵器以除去煙氣中的超微粉塵以及其中的硫酸根、重金屬等污染物，取得了良好的效果。這方面尤其以日本為典型。日本采用濕式電除塵器的火電廠煙囪排放濃度普遍控制在10mg/Nm3左右!

但是，由于濕式電除塵器的耗水量及排出的灰水的二次污染，內(nèi)部另部件腐蝕等原因，目前在國(guó)內(nèi)燃煤電廠上大型化應(yīng)用還非常罕有。

2濕式電除塵器工作機(jī)理和結(jié)構(gòu)組成金屬的前景

2.1工作機(jī)理

濕式電除塵器是直接將水霧噴向放電極和電暈區(qū)，水霧在芒刺電極形成的強(qiáng)大的電暈場(chǎng)內(nèi)荷電后分裂，進(jìn)一步霧化。在這里，電場(chǎng)力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，共同對(duì)粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下到達(dá)集塵極而被捕集;與干式電除塵器通過(guò)振打?qū)O板上的灰振落至灰斗不同的是，濕式電除塵器則是將水噴至集塵板上形成連續(xù)的水膜，流動(dòng)水將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。

靜電除塵器的除塵過(guò)程可分為四個(gè)階段：氣體的電離;粉塵獲得離子而荷電;荷電粉塵向電極移動(dòng);將電極上的粉塵清除。

只是濕式靜電除塵脫除的對(duì)象有粉塵和霧滴，由于霧滴與粉塵的物理特性存在差別，所以其工作原理也相應(yīng)的會(huì)有差異。

從原理上來(lái)講，首先，由于水滴的存在對(duì)電極放電產(chǎn)生了影響，要形成發(fā)射離子，金屬電極中的自由電子必須獲得足夠的能量，才能克服電離能而越過(guò)表面勢(shì)壘成為發(fā)射電子。

讓電極表面帶水是降低表面勢(shì)壘的一種有效措施。水覆蓋金屬表面后，將原來(lái)的“金屬一空氣”界面分割成“金屬水”界面和“水一空氣”界面，后兩種界面的勢(shì)壘比前一種界面的勢(shì)壘低很多。

這樣，金屬表面帶水后，將原來(lái)的高勢(shì)壘分解為兩種低勢(shì)壘，大大削弱表面勢(shì)壘對(duì)自由電子的阻礙作用，使電子易于發(fā)射。另外，水中的多種雜質(zhì)離子在電場(chǎng)作用下，也易越過(guò)表面勢(shì)壘而成為發(fā)射離子。

這些都改變了電極放電效果，使之能在低電壓下發(fā)生電暈放電。其次，由于水滴的存在，水的電阻相對(duì)較小，水滴與粉塵結(jié)合后，使得高比電阻的粉塵比電阻下降，因此濕式靜電除塵的工作狀態(tài)會(huì)更加穩(wěn)定：再次，由于濕式靜電除塵器采用水流沖洗，沒(méi)有振打裝置，所以不會(huì)產(chǎn)生二次揚(yáng)塵;濕式電除塵器對(duì)酸霧、有毒重金屬以及PMl0，尤其是PM2.5的微細(xì)粉塵有良好的脫除效果。所以可以使用濕式電除塵器來(lái)控制電廠的SO3酸霧，并且還具有聯(lián)合脫除有毒重屬的前景。

由此可見(jiàn)，與干式電除塵器不同，濕式電除塵器的性能不受粉塵比電阻和煤灰性質(zhì)的影響，內(nèi)部沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，沒(méi)有排打清灰引起的二次揚(yáng)塵，因此，性能穩(wěn)定，高效，運(yùn)行可靠，對(duì)PM2.5和SO3有很高的脫除效率，是濕法脫硫后煙囪終極把關(guān)的最佳設(shè)備。

2.2結(jié)構(gòu)組成

主要由濕式靜電除塵器本體、陰陽(yáng)極系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、灰水處理自循環(huán)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成。濕式靜電除塵器的本體結(jié)構(gòu)與干式靜電除塵器基本相同，包括：進(jìn)13喇叭、出13喇叭、殼體、放電極及框架、集電極絕緣子、噴嘴和管道以及灰斗等。

灰水處理自循環(huán)系統(tǒng)主要包括：循環(huán)水箱、循環(huán)水泵、堿液箱、加堿泵。補(bǔ)水箱，補(bǔ)水泵和濾網(wǎng)等，典型流程如圖1所示：


濕式電除塵器類(lèi)水系統(tǒng)典型流程圖

濕式電除塵的沖洗水包括循環(huán)水和原水補(bǔ)水，從集電板流下的水在灰斗收集進(jìn)入循環(huán)水箱內(nèi)。由循環(huán)泵打入過(guò)濾器，澄清水作為循環(huán)水回用，進(jìn)入濕式電除塵里進(jìn)行噴淋，過(guò)濾后廢水作為脫硫工藝水或排放到廢水處理廠。循環(huán)水中還有加堿的一些設(shè)施，以中和沖洗水中溶解煙氣中的SO3，避免與水接觸的部件產(chǎn)生嚴(yán)重的酸腐蝕。

3濕式電除塵的工藝布置和投運(yùn)特點(diǎn)

3.1濕式電除塵的工藝布置

作為燃煤電廠大氣復(fù)合污染物終端精細(xì)處理設(shè)備的濕式電除塵器的最佳布置位置在濕法脫硫和煙囪之間，其工藝布置如圖2所示：


圖2濕式電除塵器工藝布置圖

3.2濕式電除塵器投運(yùn)特點(diǎn)

(1)收塵效率不受粉塵性質(zhì)影響。

采用霧化效果良好的噴嘴，在;中洗時(shí)放電極和集塵極同時(shí)通電，可保證不產(chǎn)生有害放電現(xiàn)象。電場(chǎng)內(nèi)部充滿(mǎn)均勻水霧，相當(dāng)于對(duì)煙氣進(jìn)行了大劑量的水調(diào)質(zhì)。收塵效率完全不受粉塵性質(zhì)的影響。

(2)杜絕了反電暈現(xiàn)象發(fā)生。

利用噴水對(duì)集塵極清洗可使放電極和集塵極始終保持清潔，電極上無(wú)粉塵堆積現(xiàn)象。有效消除反電暈現(xiàn)象的發(fā)生，提高單位面積的集塵效率，在相同條件下可達(dá)到更低的排放濃度。

(3)扼制了二次揚(yáng)塵現(xiàn)象發(fā)生。

因取消了振打，避免了粉塵在振打過(guò)程中的二次揚(yáng)塵，特別適合于出口要求粉塵濃度低的場(chǎng)所(目前濕式電除塵器出口的粉塵濃度可達(dá)到10mg/Nm3以下水平);

(4)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，大大降低了運(yùn)行維護(hù)工作量。

放電極采用特殊形狀和安裝方法，不會(huì)因振動(dòng)或腐蝕而損壞，對(duì)噴淋系統(tǒng)的噴嘴排列形式和集塵極板型式進(jìn)行優(yōu)化，可保證對(duì)極線(xiàn)和極板最佳的清洗效果，整臺(tái)電除塵器無(wú)需運(yùn)動(dòng)部件，大大降低了運(yùn)行維護(hù)工作量。

(5)低耗水量。

濕式靜電除塵器配套灰水處理自循環(huán)系統(tǒng)。流經(jīng)噴嘴的循環(huán)水流量不隨機(jī)組負(fù)荷變化而變化，用水量基本保持不變，循環(huán)水的補(bǔ)水量與煙氣中含塵量呈線(xiàn)性關(guān)系。

濕式靜電除塵器雖然需要一定的補(bǔ)水量，但由于自循環(huán)后排出的污水可作為前置濕法脫硫的工藝水使用。使補(bǔ)水量和排水量保持平衡，整個(gè)系統(tǒng)的耗水量和未配置濕式電除塵器時(shí)情況相同。

4技術(shù)應(yīng)用案例

目前。濕式電除塵器已經(jīng)在上海長(zhǎng)興島第二發(fā)電廠應(yīng)用。是國(guó)內(nèi)首臺(tái)在發(fā)電廠燃煤鍋爐上濕式電除塵應(yīng)用項(xiàng)目。


項(xiàng)目技術(shù)要求：

(1)除塵器保證效率：≮93%

(2)除塵器出口粉塵濃度：≯10mg/Nm3(標(biāo)態(tài)，干煙氣6%氧)

(3)除塵器比集塵面積：≮30m2/m3/s

(4)本體阻力：≯300Pa

(5)本體漏風(fēng)率：≯2.0%

(6)除塵器進(jìn)口數(shù)：1個(gè)

(7)除塵器出1：3數(shù)：1個(gè)，水平

(8)最大尺寸：5400mm×6500mm(長(zhǎng)×寬)

2013年1月15日，該電廠#1爐濕式電除塵器成功投運(yùn)。運(yùn)行期間，出口排放達(dá)到7.2mg/Nm3(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)50mg/m。以下)，達(dá)到國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)要求。

綜上所述，濕式電除塵器可作為燃煤電廠大氣污染治理的終端處理設(shè)備的首選，它可實(shí)現(xiàn)微量排放，徹底解決煙囪排放問(wèn)題，在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)滿(mǎn)足國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)要求，具有“一勞永逸”的效果。

5結(jié)論

與干式電除塵器不同，濕式電除塵器的性能不受粉塵比電阻和煤灰性質(zhì)的影響，內(nèi)部沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，沒(méi)有振打清灰引起的二次揚(yáng)塵，因此，性能穩(wěn)定，高效，運(yùn)行可靠，對(duì)PM2.5和S0。有很高的脫除效率，是濕法脫硫后煙囪終極把關(guān)的最佳設(shè)備。

上海上電電力工程有限公司 作者：張彥琦，譚青，王吉祥，王偉敏，章良