湿式电除尘器的原理及应用

2017-10-18 16:42:36 山东保蓝烟气脱白

湿式电除尘器的原理及应用


目录
1国内外应用现状和技术特点 ---------------------------------------------------1
1.1国内湿式电除尘器应用概况 --------------------------------------------------1
1.2国外湿式电除尘器应用概况 --------------------------------------------------1
2湿式电除尘器的原理及特点 ----------------------------------------------------2
2.1工作原理 ---------------------------------------------------------------------2
2.2结构特点 ---------------------------------------------------------------------2
2.3湿式电除尘器的优缺点 -------------------------------------------------------2
3新技术发展状况 ----------------------------------------------------------------3
4湿式电除尘器与现有除尘设备比较 ---------------------------------------------3
4.1经济性比较 --------------------------------------------------------------------3
4.2技术性比较 --------------------------------------------------------------------4
5结语 -----------------------------------------------------------------------------4

  燃煤电厂一直是国家环境治理的重点,新出台的污染物排放标准更是对近年来陆续跟进的除尘、脱硫以及脱硝系统提出了更高的要求,如何控制PM2.5细颗粒排放、石膏雨和烟囱蓝烟等问题已成为当务之急。新的《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,单纯的干式电除尘器已经很难满足要求,同时新标准也提高了NOx和SOx的排放限值,并增加了Hg的控制指标。湿式电除尘器(WESP)在实现超低排放、控制PM2.5和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(试行)》(征求意见稿)中明确指出:鼓励火电企业采用湿式电除尘等新技术,防止脱硫脱硝造成的“石膏雨”以及“蓝烟”污染。

1国内外应用现状和技术特点

1.1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,最早主要是硫酸和冶金工业中应用了一些中小型的湿式电除尘器。从2009年开始,逐步开展了针对燃煤电厂应用湿式电除尘器的研究和探索,并取得了多个项目的成功应用。华电淄博热电有限公司湿式电除尘工程,该项目充分考虑了老厂炉后场地有限的特点,采用了双层复式卧式结构,结构紧凑。鞍钢第二发电厂燃气-蒸汽联合循环机组,引进日本三菱湿式电除尘器装置(平板式),用于除尘净化进入煤气压缩机前高炉、焦炉煤气。

1.2国外湿式电除尘器应用概况

  日本的湿式电除尘技术起步较早,已经有30多年的应用史,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的水平,并且湿式电除尘器本体和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,与日本不同的是,美国应用较多的是垂直烟气流独立设计和与WFGD的整体式设计。典型工程有AES深水电厂,采用的是吸收塔后单独布置的垂直烟气流设计。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和土建,无单独支架,管道布置简单,投建成本和运行费用低的优点。缺点是:由于布置在WFGD的上方,使得烟气的流动阻力增加,同时高空布置也使得基础和钢结构负荷增加。

2湿式电除尘器的原理及特点

2.1工作原理

  湿式电除尘器的工作原理和干式的类似,都是高压电晕放电使粉尘或水雾荷电,荷电的粒子在电场力的作用下到达集尘板,但在粉尘的清除方式上,干式电除尘器采用的是机械振打,而湿式电除尘器采用冲刷液冲洗电极,将收尘板上捕获的粉尘冲刷到灰斗中随之排出。

2.2结构特点

  (1)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和管式两类,板式的集尘极为平板状,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的烟气;管式的集尘极一般为多根并列的圆形或多边形金属管,中间分布电晕线,只能处理垂直流动的烟气。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的破损,特别是焊接点、构件连接处等。外壳的外部不需要保温,因为烟气温度低于饱和温度,因而外壳处的烟气也几乎没有降温。总体来看,管式集尘极要比板式的效率高、便于布置且占用空间少。
 
  (2)清灰方式。干式电除尘器是通过振打的方式,将集尘极上的积灰振落到灰斗,而湿式电除尘器是将冲刷液喷淋至集尘板上形成连续的液膜,随着冲刷液的流动将粉尘冲刷到灰斗中随之排出。若集尘极上的粉尘不能及时冲刷下来,会产生运行电压下降、电晕封闭和局部腐蚀等问题。常见的清灰方式包括自冲刷、喷雾冲刷和液膜冲刷。不管哪类冲刷方式,冲刷液中含有的大量悬浮颗粒物以及酸性物质,直接排放会造成二次污染和水资源的浪费,因此需要解决灰水循环和水耗问题建议对冲洗水采用闭式循环。

2.3湿式电除尘器的优缺点

  湿式电除尘器的优点:对粉尘的适应能力强,能达到很高的除尘效率,同时也适用于处理高温、高湿的烟气;没有二次扬尘;没有锤击设备等易损部件,可靠性高;能有效去除亚微米级颗粒、SO3气溶胶和石膏微液滴,对控制PM2.5、蓝烟和石膏雨效果良好;由于在电除尘器内电场气流速度较高,灰斗的倾斜角减小,设备的布置紧凑;降低烟气中总的携带水量,减小石膏雨形成的几率存在的问题:排烟温度需低于冲刷液的绝热饱和温度;在高粉尘浓度和高SO2浓度时难以采用湿式电除尘器;必须要有良好的防腐蚀措施;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。

(来源:
华北电力大学环境科学与工程学院  尹连庆  唐志鹏  刘佳

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