濕式電除塵技術(shù)在火電廠的應(yīng)用與發(fā)展

蘇輝平

（上海上電電力運(yùn)營(yíng)有限公司上海200245）

濕式電除塵技術(shù)在火電廠的應(yīng)用與發(fā)展

蘇輝平

（上海上電電力運(yùn)營(yíng)有限公司上海200245）

火電廠是PM2.5細(xì)顆粒物的主要排放源，對(duì)人類(lèi)健康及環(huán)境危害極大，濕式電除塵技術(shù)是近年來(lái)應(yīng)用廣泛的控制大氣復(fù)合污染物的終端精處理技術(shù)。本文介紹了濕式電除塵技術(shù)的工作原理及特點(diǎn)，表明濕式電除塵技術(shù)是實(shí)現(xiàn)多種污染物聯(lián)合減排的重要措施，具有良好的發(fā)展前景。

濕式電除塵；特點(diǎn)；應(yīng)用

1 概述

當(dāng)前，環(huán)境惡化趨勢(shì)日益顯著，PM2.5、粉塵、酸霧、重金屬、有機(jī)污染物等復(fù)合大氣污染物主要來(lái)源于工業(yè)鍋爐和火電廠。發(fā)達(dá)國(guó)家相繼制訂了相關(guān)限制PM2.5、微細(xì)顆粒物、汞等污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)于2012年起頒布實(shí)施《火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》，規(guī)定一般地區(qū)火電廠粉塵排放限值為30mg/m3，工農(nóng)業(yè)及生活污染源重點(diǎn)地區(qū)火電廠粉塵排放量限值為20mg/m3。

我國(guó)大部分火電廠仍然使用的是濕式煙氣脫硫系統(tǒng)，鍋爐尾部煙氣處理工藝流程一般由脫硝、除塵器、濕法脫硫組成，煙氣從濕法脫硫后直接進(jìn)入煙囪[1]。然而現(xiàn)行工藝流程無(wú)法有效脫除PM2.5顆粒物、重金屬、硫酸根、氣溶膠等污染物，由于濕法脫硫后的煙氣溫度較低，煙氣中攜帶了大量的石膏液滴，若不設(shè)置煙氣熱交換器，則會(huì)在煙囪附近產(chǎn)生“酸雨”、“石膏雨”等現(xiàn)象。濕法電除塵技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的有效控制復(fù)合污染物的終端精處理技術(shù)，是目前減少火電廠各種污染物的排放量的重要措施。

2 濕式電除塵技術(shù)的原理

典型的濕式靜電除塵器由除塵器本體、陰陽(yáng)極系統(tǒng)、灰水處理自循環(huán)系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等部分組成。除塵器本體由進(jìn)出喇叭、放電極及框架、殼體、集電極絕緣子、管道、噴嘴和灰斗等組成?；宜幚碜匝h(huán)系統(tǒng)由循環(huán)水泵、循環(huán)水箱、加堿泵、堿液箱、補(bǔ)水泵、補(bǔ)水箱和濾網(wǎng)等組成[2]。

濕式電除塵技術(shù)的工作原理及過(guò)程可簡(jiǎn)要概括為氣體的電離、粉塵的荷電、荷電粉塵的收集和荷電粉塵的清灰四個(gè)階段：在濕式電除塵設(shè)備中設(shè)置兩個(gè)曲率半徑相差較大的金屬陽(yáng)極和陰極，并通過(guò)高壓直流電，在電極周?chē)纬梢粋€(gè)可以使氣體電離的靜電場(chǎng)，稱(chēng)為電暈區(qū)。氣體在電暈區(qū)電離產(chǎn)生大量的陽(yáng)離子、陰離子和電子，這些帶電粒子吸附在通過(guò)電場(chǎng)的粉塵上，使粉塵獲得電荷。隨后荷電粉塵在電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下向集塵極運(yùn)動(dòng)，當(dāng)荷電粉塵移動(dòng)到集塵極表面時(shí)，采用液體沖洗集塵極表面的方式進(jìn)行清灰處理，將水噴至集塵極上形成了連續(xù)的水膜，流動(dòng)水將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。

3 濕式電除塵技術(shù)的特點(diǎn)

3.1 濕式電除塵技術(shù)脫除煙氣中的粉塵效果顯著，統(tǒng)計(jì)分析表明，對(duì)HCl、Cl、NH等亞微米氣溶膠顆粒物，濕式電除塵技術(shù)的脫除效率可達(dá)90%以上，同時(shí)，可將粉塵排放控制在10mg/m3以下。

3.2 由于水的電阻相對(duì)較小，水滴與粉塵顆粒物附著后，降低了粉塵表面比電阻，對(duì)黏性大或高比電阻粉塵也能有效收集，提高了濕式電除塵器運(yùn)行的穩(wěn)定性。特別適用于對(duì)溫度高、濕氣含量大的煙氣進(jìn)行處理。

3.3 濕式電除塵技術(shù)采用高強(qiáng)度水流對(duì)集塵板的粉塵進(jìn)行沖洗，取消了如錘擊設(shè)備的振打裝置運(yùn)動(dòng)部件，可靠性高，節(jié)約了電能和成本，避免了二次揚(yáng)塵，提高了除塵效率。

3.4 濕式電除塵技術(shù)設(shè)備壓力損失小，操作簡(jiǎn)便，對(duì)煙氣脫硫系統(tǒng)的改造簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，可與其它除塵方式相結(jié)合應(yīng)用，使用范圍廣，經(jīng)過(guò)煙氣脫硫系統(tǒng)后的飽和煙氣中攜帶的部分水滴更易被荷電捕集，有利于降低石膏雨的形成概率。

4 濕式電除塵技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

1977年，濕式電除塵技術(shù)首次應(yīng)用于去除硫酸酸霧就取得了良好的效果，經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，該技術(shù)已推廣應(yīng)用到化工、冶金和火電廠等領(lǐng)域。目前，全球投入運(yùn)行的濕式靜電除塵設(shè)備總數(shù)已超過(guò)1000臺(tái)[3]，國(guó)外濕式電除塵設(shè)備制造商主要有美國(guó)的Babcock&Wilcox公司和日本的三菱重工公司，國(guó)外火電廠采用濕式靜電除塵技術(shù)后可以將煙囪排放濃度普遍控制在10mg/m3左右。

濕式靜電除塵技術(shù)在我國(guó)的火電廠中的應(yīng)用才剛起步，實(shí)際應(yīng)用中存在著所需水量較大、排出的灰水容易造成二次污染、內(nèi)部零部件容易受到腐蝕等問(wèn)題。近年來(lái)，我國(guó)環(huán)保和科技部門(mén)高度重視和大力投入濕式電除塵技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用工作，組織國(guó)內(nèi)企業(yè)和高等院校對(duì)濕式電除塵技術(shù)的理論和應(yīng)用方面進(jìn)行了大量的研究工作，并通過(guò)引進(jìn)技術(shù)與自主研發(fā)相結(jié)合的方式，掌握了濕式電除塵的核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)，建立了全尺寸濕式電除塵器綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)。由我國(guó)上海長(zhǎng)興第二發(fā)電廠自主開(kāi)發(fā)的燃煤鍋爐濕法脫硫后改造工程配套濕式電除塵器成功應(yīng)用，其粉塵排放濃度僅為6.1mg/m3。

5 結(jié)語(yǔ)

濕式電除塵技術(shù)對(duì)對(duì)PM2.5、酸霧及重金屬均有很高的脫除效率，適用范圍廣，運(yùn)行可靠性高，避免了二次揚(yáng)塵，是目前濕法脫硫后對(duì)煙氣治理的最佳終端設(shè)備。濕式電除塵技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)外火電廠鍋爐煙氣治理方面的應(yīng)用已有近30年的歷史，隨著我國(guó)復(fù)合污染物及粉塵排放控制法規(guī)的進(jìn)一步健全，濕式電除塵技術(shù)在火電廠的應(yīng)用前景廣闊。

[1]葉江明.電廠鍋爐原理及設(shè)備[M].北京:中國(guó)電力出版社,2003. [2]唐國(guó)山,工業(yè)電除塵應(yīng)用技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社,2006(02).

[3]薛建明,縱寧生.濕法電除塵器的特性及其發(fā)展方向[J].電力環(huán)境保護(hù),1997,13(3):40-44.

蘇輝平(1963—)，男，江蘇，大學(xué)本科，工程師，主要從事技術(shù)管理工作。