湿式电除尘器得原理及应用
燃煤电厂一直就是国家环境治理得重点,新出台得污染物排放标准更就是对近年来陆 续跟进得除尘、脱硫以及脱硝系统提出了更高得要求,如何控制 雨与烟囱蓝烟等问题已成为当务之急。 PM2 5细颗粒排放、石膏
新得《火电厂大气污染物排放标准》 (GB13223-2011) 中,粉尘排放限值由 50mg/m3提高到30mg/m3,重点地区提高到 20mg/m3,单纯得干式电除 尘器已经很难满足要求,同时新标准也提高了
NOx与SOx得排放限值,并增加了 Hg得控制
指标。湿式电除尘器(WESP在实现超低排放、控制PM2 5与重金属等复合污染物方面应用 效果良好,国家环保部在 《环境空气细颗粒物污染防治技术政策 确指出:鼓励火电企业采用湿式电除尘等新技术,防止 烟”污染。
(试行)》(征求意见稿)中明
脱硫脱硝造成得“石膏雨”以及“蓝
2国内外应用现状与技术特点
2、1国内湿式电除尘器应用概况
我国在湿式电除尘技术研究方面起步较晚,最早主要就是硫酸与冶金工业中应用了一 些中小型得湿式电除尘器。从
2009年开始,逐步开展了针对燃煤电厂应用湿式电除尘器得
华电淄博热电有限公司湿式电除尘工程,
该项
研究与探索,并取得了多个项目得成功应用。 目充分考虑了老厂炉后场地有限得特点,
采用了双层复式卧式结构, 结构紧凑。鞍钢第二发
(平板式),用于除尘净化进
电厂燃气-蒸汽联合循环机组,引进日本三菱湿式电除尘器装置 入煤气压缩机前高炉、焦炉煤气。
2、 2国外湿式电除尘器应用概况
日本得湿式电除尘技术起步较早,已经有 30多年得应用史,仅三菱重工就有 33台套 应用于电厂。日本碧南电厂5台套湿式电除尘器投产 20年来,烟尘排放浓度长期保持在 2〜 5mg/m3得水平,并且湿式电除尘器本体与内部构件均未发生严重腐蚀。
美国在湿式电除尘方面研究也较早,与日本不同得就是,美国应用较多得就是垂直烟 气流独立设计与与 WFG得整体式设计。典型工程有 AES深水电厂,采用得就是吸收塔后单 独布置得垂直烟气流设计。 整体式布置方案具有不用另外占用场地,
减少了内部连接管道与
:由于布置在
土建,无单独支架,管道布置简单,投建成本与运行费用低得优点。缺点就是
WFG得上方,使得烟气得流动阻力增加,同时高空布置也使得基础与钢结构负荷增加。
3湿式电除尘器得原理及特点
3、 1工作原理
湿式电除尘器得工作原理与干式得类似,都就是高压电晕放电使粉尘或水雾荷电,荷 电得粒子在电场力得作用下到达集尘板,
但在粉尘得清除方式上,干式电除尘器采用得就是
将收尘板上捕获得粉尘冲刷到灰斗中随之
机械振打,而湿式电除尘器采用冲刷液冲洗电极, 排出。
3、2结构特点
⑴ 本体结构。湿式电除尘器主要由进出口烟道、除尘器壳体、导流板、整流格栅、阳 极收尘板阴极线、绝缘箱、冲洗水系统、
电源及控制系统组成。结构类型上一般分为板式与
管式两类,板式得集尘极为平板状, 水膜形成性好,极板间均布电晕线,主体类似于干式电 除尘器,能处理水平或垂直流动得烟气
;管式得集尘极一般为多根并列得圆形或多边形金属
管,中间分布电晕线,只能处理垂直流动得烟气。湿式电除尘器外部构件采用普通碳素钢, 内表面加涂层以防腐蚀, 安装时要注意控制内表面得破损,
特别就是焊接点、构件连接处等。
外壳得外部不需要保温,因为烟气温度低于饱与温度,因而外壳处得烟气也几乎没有降温。 总体来瞧,管式集尘极要比板式得效率高、便于布置且占用空间少。
(2) 清灰方式。干式电除尘器就是通过振打
得方式,将集尘极上得积灰振落到灰斗,而 湿式电除尘器就是将冲刷液喷淋至集尘板上形成连续得液膜,
到灰斗中随之排出。若集尘极上得粉尘不能及时冲刷下来,
随着冲刷液得流动将粉尘冲刷 会产生运行电压下降、电晕圭寸闭
与局部腐蚀等问题。常见得清灰方式包括自冲刷、喷雾冲刷与液膜冲刷。不管哪类冲刷方式, 冲刷液中含有得大量悬浮颗粒物以及酸性物质,直接排放会造成二次污染与水资源得浪费, 因此需要解决灰水循环与水耗问题建议对冲洗水采用闭式循环。
3、3湿式电除尘器得优缺点
湿式电除尘器得优点:对粉尘得适应能力强,能达到很高得除尘效率,同时也适用于处 理高温、高湿得烟气;没有二次扬尘;没有锤击设备等易损部件,可靠性高 米级颗粒、SO3气溶胶与石膏微液滴,对控制
;能有效去除亚微
PM2 5、蓝烟与石膏雨效果良好;由于在电除
尘器内电场气流速度较高, 灰斗得倾斜角减小,设备得布置紧凑;降低烟气中总得携带水量, 减小石膏雨形成得几率存在得问题:排烟温度需低于冲刷液得绝热饱与温度
;在高粉尘浓度
与高SO2浓度时难以采用湿式电除尘器;必须要有良好得防腐蚀措施;湿式电除尘器冲洗水 虽采用闭式循环,但要与脱硫水系统保持平衡
;多处部件需要用耐腐蚀材料,且未大规模生
产,单个产品投入成本较高;新机组需单独占用炉后场地,对老机组改造将会有场地布置问 题。
4新技术发展状况
(1) 湿式膜电除尘技术。该技术最早在 1979年,由美国俄亥俄大学 Pasic提出并研究
代替传统电除尘器中得
成功[11]。湿式膜电除尘器采用碳纤维或硅纤维编织膜作为集尘极,
金属集尘极,利用毛细作用,使水均匀得分布在膜表面,消除了传统湿式电除尘器集尘板上 容易出现得局部干燥区,避免反电晕得产生,也保证了电场得稳定,提高了除尘效率。
(2) 干湿复合电除尘技术。 集合了干式与湿式电除尘技术得优点, 除尘+末极电场湿式电除尘得配套方案,最早由美国电研所于
采用前级电场干式电
20世纪90年代开始研究。
5湿式电除尘器与现有除尘设备比较
以100MW机组为例,达到国家排放标准,对采用 5电场干式电除尘器、袋式除尘器、
电袋复合式除尘器(包含2电场)、4干式+1湿式电除尘器,进行技术性、经济性比较。
5、1经济性比较
(1) 设备费用。袋式除尘器<5电场干式除尘器 <电袋复合式除尘器<4干式+1湿式电除尘 器;
(2) 土建及施工费用。袋式除尘器 <电袋复合式除尘器<5电场干式除尘器<4干式+1湿式 电除尘器;
(3) 年运行、维护费用。5电场干式除尘器 <电袋复合式除尘器<4干式+1湿式电除尘器< 袋式除尘器;
(4) 总费用。5电场干式除尘器 <袋式除尘器 <电袋式复合除尘器<4干式+1湿式电除尘 器。
由此可见,湿式电除器得总费用最高,但其所带来得社会效益与环境效益就是无法估 量得。
5、2技术性比较
现在广泛采用得干式电除尘、袋式除尘、电袋复合式除尘技术,仅能控制脱硫塔前得
粉尘排放浓度,对于 SCR以及WFG后所产生得S03气溶胶与石膏微液滴没有去除效果,对 于PM2 5细微颗粒物与重金属污染物得去除效果也很有限。
干式电除尘器除尘性能受煤质、
飞灰成分、物相组成影响;袋式除尘器不受煤质、飞灰特性影响,但对烟气温度、湿度、成 分敏;感电袋复合式除尘器不受煤质、飞灰特性影响,同样对烟气温度、湿度等敏感,但要 好于袋式除尘器;湿式电除尘器不受煤质、烟气工况影响,适用范围较广。湿式电除尘器作
为大气复合污染物得终端控制设备,在控制上述污染物满足新标准烟尘排放要求上都有出色 得表现。表1列出了上述几种除尘技术比较。
表1 各类隱坐器的技:术艸比较
项
II
干弍
除空器
电式 除尘黠 髙
小
逛式 除尘群 高 较小(wren
除尘銭事 占地面税
较高 大 域差
一挣式小 务体式大
1%口去除效枭
瞳金翘去除敘果
一垃
報大〔单辿一般)
较好
6结语
湿式电除尘器在满足新标准得同时,还能对 机污染物、重金属污染物等起到有效得控制作用,
PM2 5细微颗粒、S03气溶胶微液滴、有 其社会效益巨大。SCR+ESP/FF+WFGD+WESP
控制污染物效果最好得方式。
得大气污染物控制模式,也就是目前世界上燃煤电厂最先进得、 目前,国内已有数台套得湿式电除尘器成功应用,
并且运行状况良好。 国内外得湿式电除尘
而且对于复合污染物有着
湿式电除尘器
器投运经验表明,在燃煤电厂应用湿式电除尘器就是完全可行得,
很好得控制效果,能够解决众多环境问题相信随着国家环保要求得不断提高,
也将日益受到重视,并在实现粉尘 超低排放,控制PM2 5与大气复合污染物方面发挥重要 作用。(作者:尹连庆 唐志鹏 刘佳 学校:华北电力大学环境科学与工程学院
)
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