湿电除尘

湿电除尘器技术及工业化应用研究摘要：本文首先介绍了干、湿静电除尘器的原理、运环境的影响已日益凸显。湿式静电除尘对上述的复合污染物具有行的优缺点，从湿式电除尘器的运行原理分析了湿式电除很强的控制能力，可以有效的控制PM2.5、细颗粒物、重金属等污尘在火电厂除尘提标改造上的经济和技术优势，对湿式电染物。关键词：湿式电除尘；提标改造；湿式电除尘器有几种结构形式，一种是使用耐腐蚀导电材料(可以为导电性能优良的的非金属材料或具有耐腐蚀特性的金属材料)做集尘极，一种是用通过喷水或溢流水形成导电水膜不导电的非金属材料做集尘极。湿式电除尘器还可分为横流式(卧式)和竖流式(立式)，横流式多为板式结构，气体流向为水平方向进出，结构类似干式电除尘器;竖流式多为管式机构，气体流向为垂直方向进出。一般来讲，同等通气截面积情况下竖流式湿式电除尘器效率为横流式的2倍。沉集在极板上的粉尘可以通过水将其冲洗下来。湿式清灰可以避免已捕集粉尘的再飞扬，达到很高的除尘效率。因无振打装置，运行也较可靠。采用喷水或溢流水等方式使集尘极面形成导电膜的装置存在着腐蚀、污泥和污水的处理问题，仅在气体含尘浓度较低、要求含尘效率较高时才采用;使用耐腐蚀导电材料做集尘极的湿式电除尘器不需要长期喷水或溢流水，只根据系统运行状况定期进行冲洗，仅消耗极少量的水，该部分水可回收循环利用，收尘系统基本无二次污染。湿式电除尘器和与干式电除尘器的收尘原理相同，都是靠高压电晕放电使得粉尘荷电，荷电后的粉尘在电场力的作用下到达集尘板/管。干式电收尘器主要处理含水很低的干气体，湿式电除尘器主要处理含水较高乃至饱和的湿气体。在对集尘板/管上捕集到的粉尘清除方式上WESP与DESP有较大区别，干式电除尘器一般采用机械振打或声波清灰等方式清除电极上的积灰，而湿式电除尘器则采用定期冲洗的方式，使粉尘随着冲刷液的流动而清除。湿式电除尘器采用液体冲刷集尘极表面来进行清灰，可有效收集微细颗粒物(PM2.5粉尘、SO3酸雾、气溶胶)、重金属(Hg、As、Se、Pb、Cr)、有机污染物(多环芳烃、二恶英)等。使用湿式电除尘器后含湿烟气中的烟尘排放可达10mg/m甚至5mg/m以下，收尘性能与粉尘特性无关，适用于含湿烟气的处理，尤其适用在电厂、钢厂湿法脱硫之后含尘烟气的处理上，但设备投资费用较高，且需与其它除尘设备配套使用，其投资技术经济性和运行成本要从整体进行评价。1、湿式电除尘器是一种在一级除尘器和湿法脱硫后增设的二级除尘设备，从技术路线上可分为两类，一种来源于日本，用来治理燃煤电厂烟气中烟尘的湿式电除尘技术，一种是来源于化工领域，用来治理废气中酸雾滴的湿式电除雾技术(为了便于区别下面陈述中，湿式电除尘器是指选用两类技术路线中任一类技术的除尘设备，湿式电除尘技术专指本类来源于日本的湿电技术)，后者与前者的显著区别在于前者阳极板为金属材质(316L或更高等级不锈钢)，运行时须对阳极板不间断喷水形成水膜;后者阳极板为非金属材质(玻璃钢或其他柔性材料)，且认为运行时不需喷水，阳极板上凝结的液滴可靠自重滑落。2、虽然湿式电除尘技术并非新技术，但是在进入中国前，燃煤电厂的成功案例主要在日本，当前我国采用的湿式电除尘技术也主要是引进日本成熟技术或借鉴日本成熟技术自行研制开发，就当前来看，国内湿式电除尘技术相比日本源技术，尚未有明显技术突破，采用湿电除尘技术的湿电除尘器的各项效率指标还未超过日本运行水平。3、对于湿式电除尘技术，通常认为可达到的性能指标如下：粉尘去除率(含石膏)：≥70%SO3去除率：≥70%PM2.5去除效率：≥70%雾滴含量：不高于100mg/Nm3系统阻力：200-300Pa在日本，湿式电除尘器作为二级除尘设备，其入口粉尘浓度要求低于18mg/Nm3，方能保证湿电除尘器出口粉尘低于5mg/Nm3。在我国的应用实践中也表明，一些达不到5/10mg/Nm3的湿电项目，追其原因，多是因为入口尘浓度过高。“湿式电除尘技术虽然能够有效去除脱硫烟气中的石膏颗粒，但是无法去除湿烟气中的水雾含量，甚至会增加湿烟气中的水雾含量，加大烟囱冒“白烟”的现象。交流中，厂家表示出口烟气的雾滴含量为不高于100mg/Nm3。”在日本需要配合管式GGH解决石膏雨问题这种新型湿式电除尘器一般用于湿法脱硫之后，可控制SO3酸雾、控制PM2.5、脱除汞等重金属，具有无二次扬尘、除尘效率高、压力损失小、无运动部件、防腐性能高、维护费用低、工作于烟气露点温度以下、结构紧凑、占地面积小等优点。一方面，新型湿式电除尘器可将烟尘排放浓度控制在10mg/m3以下，由于取消了振打，避免了粉尘的二次飞扬，在很多应用场合可将粉尘排放控制在5mg/m3以内，基本接近零排放。另一方面，新型湿式电除尘器还可以对SO3酸雾、汞等重金属进行有效控制。在电除尘器内部通过喷雾增湿，荷电后的SO3酸雾在静电凝聚作用下粒径增大，被捕集于极板并 与水膜形成稀酸，去除效率可达95％以上。同时，基于电除尘器内部过饱和环境和静电脱除效应，对烟气中颗粒汞、氧化汞的脱除效率高达60％以上。据介绍，新型湿式电除尘器有三大工艺特点。首先，采用高强度、高抗腐蚀性合金材料制成的合金极板，板面平整光滑，能有效保证湿式电除尘器极板表面水膜平整光滑，避免了“死区”和粉尘堆积。其次，超细雾化喷嘴在较低压力下能优质雾化，迅速传递液滴与热量，不但能有效对湿式电除尘器的细微颗粒物进行浸润，对微细颗粒起到凝结作用，而且能保证极板表面水膜分布均匀。第三，华康与工程学院合作建设了CFD数值模拟仿真研究室，根据现场工程的布置需要，采用CFD计算软件对其进行流场优化模拟，保证湿式电除尘器内部流场均匀，无旁路与泄漏。此外，新型湿式电除尘器可与湿法烟气脱硫设备组合，解决脱硫后的烟气排放问题，并可应用于氨法脱硫后脱除酸雾气溶胶、麻石水膜除尘器提效改造、钢铁行业微细颗粒物捕集，还可应用在陶瓷、玻璃、冶金等窑炉的消烟除尘上。燃煤电厂湿式电除尘也存在一定的问题，（1）收集的污水泥浆等需要进行再次处理，所以湿式电除尘冲洗水应做到循环利用，否近年来，全国各地频现雾霾天气，给人民群众的生活带来了则就会带来水资源的浪费。（2）湿式电除尘器受工作环境影很大的影响，人民群众对优质空气环境的诉求越来越强烈，改善响，对除尘系统的防腐性能具有很高的要求。（3）湿式电除尘环境空气质量，已成为生态文明建设的首要任务。工业烟粉尘中器内部比较容易冻结，在温度较低的北方地区可能会存在运的颗粒物特别是细颗粒物对空气环境的影响巨大，燃煤电厂作为行上的问题。我国工业烟尘的排放比例最高的行业，近年来国家对该行业污染物的排放标准是逐年加严，《火电厂大气污染物排放标准》3湿式电除尘布置形式（GB13223-2011）规定燃煤电厂烟尘排放限值为30mg/m3，重点地目前的湿式电除尘器布置形式主要有水平、垂直、垂直与区排放限值为20mg/m3，传统的干式静电除尘的除尘效率已经难WFGD整体式设计烟气，第三种方式是近几年最常用的，这种布以满足这一环保要求，我国现有的大部分燃煤电厂需要进行除尘置形式在占地面积、建设成本、运行费用等方面都占有很大的优提标改造，新上燃煤电厂来也必须具备达到或者超越燃气机组的势，另外一般在电厂湿法脱硫后设置GGH，若采用这种方法进行排放条件。在新的形势下，更加高效的湿式电除尘因其更高的除布置，可将GGH拆除，在GGH处烟道支架上安装湿式电除尘器，尘效率，已逐渐取代干式静电除尘成为火电厂除尘的重要方式,在日照市华能电厂的对此具有成功的改造经验，改造后的排放标准电力行业得到广泛的推广应用。能够达到超低燃气排放水平。1传统干式电除尘简介4湿式电除尘在电厂除尘提标改造中的优势干式静电器简称ESP，主要由电晕极、集尘极、清灰装置、气4.1投入优势流分布装置和灰斗组成，其工作原理是在电晕极和集尘极之间加目前在社会上存在“电除尘器已经不能够满足新标准的要上高压，使两级之间形成一个不均匀的电场，含尘气体在通过电求，应该将袋式除尘器改造成电除尘”的言论，但实际上我国现有场时，空气电离成电子和离子，粉尘与这些电子和离子相结合，在的干式静电除尘器大部分是近几年新建成，工作年限较短，且除电场力的作用下沉积在集尘极上，使粉尘从气体中分离，以达到尘器的效率、规格、技术等都较为先进，与新标准的差距不大，如净化气体的目的，最后通过机械振打，使收集的粉尘落入集灰斗。果不考虑实际的将电式除尘改造成袋式除尘，势必造成资产的重干式静电除尘具有处理气量大，能利用高温高压的场合等优点，复浪费，而传统的静电除尘改造成湿式电除尘则投入较少，且湿故被广泛的应用于我国的火电厂，但是它一个最主要的缺点就是式电除尘器相对来说结构简单，并且占地面积很小，运行操作也除尘效率较低，不易实现对高比电阻粉尘的捕集。比较简便。4.2技术优势2湿式电除尘原理及优缺点我国的燃煤电厂的大部分采用的是湿法脱硫，脱硫后的烟气2.1湿式电除尘工作原理含有大量水滴，且混合了石膏液浆，混合液处于饱和状态，当烟气湿式电除尘简称WESP，除尘原理与干式电除尘大致相同，除经过烟道时温度下降，烟气凝结成液态，造成电厂周围下“石膏尘器构造也基本类似。有所不同的是工作的烟气环境以及清灰方雨”，给周围居民生活带来很大的影响。若将传统的静电除尘改造式。湿式电除尘是将水雾喷向放电极和电晕区，水雾在电极形成为湿式电除尘，将湿式电除尘工序设置在湿法脱硫之后，经湿法的电晕场内荷电后分裂进一步雾化，粉尘粒子在电场力、荷电水脱硫后的饱和烟气进入湿式电除尘器后，烟气中含有的大量水滴雾的共同作用下到达集尘极而被捕集，喷雾形成的连续水膜将捕也同时被电离去除，烟气中的含水量大大降低，石膏雨发生的几获的粉尘冲刷到灰斗内中排除。率也随之降低。另一方面湿法脱硫也为湿式电除尘在提供了很好2.2湿式电除尘优点的环境。湿式电除尘较传统的干式静电除尘，除了除尘效率高这一优5结语势外，还有其他方面的优点。首先是能够有效避免传统的干式静近几年来，湿式静电除尘在火电厂的除尘改造中被选择的几电除尘振打清灰过程中产生的二次扬尘。其次湿式电除尘对工业率越来越高，它在对脱硫后湿烟气的深度净化中的优势也日益凸烟尘中的复合型污染物也有很强的控制能力，工业烟尘中PM2.5显，但是湿式静电除尘技术仍处于初步阶段，还有一些问题需要已经受到了公众的高度重视，但是实际烟尘中还含有大量的有机进行深入的研究和解决，相信随着技术的不断成熟，湿式电除尘污染物、重金属等复合污染物，给人类的健康带来很大的危害，对将成为我国火力电厂除尘的主要方式。