濕法脫硫系統(tǒng)直排煙氣深化處理設(shè)備簡介

張亞志

（中冶京誠工程技術(shù)有限公司，北京 100176）

濕法脫硫系統(tǒng)直排煙氣深化處理設(shè)備簡介

張亞志

（中冶京誠工程技術(shù)有限公司，北京 100176）

本文介紹了未經(jīng)過深化處理的濕法脫硫直排濕煙氣中含有大量水霧、PM2.5、超細(xì)粉塵、SO3氣溶膠等是誘發(fā)霧霾天氣產(chǎn)生的主要原因之一；濕法脫硫系統(tǒng)增設(shè)濕式電除霧器對(duì)脫硫直排濕煙氣進(jìn)行深化處理，實(shí)踐證明可大大降低水霧、PM2.5、超細(xì)粉塵、SO3氣溶膠的排放；并且本文著重闡述了濕式電除霧器的工作原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、系統(tǒng)工藝流程等。

霧霾 電除霧器 結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)工藝流程

1 濕法脫硫煙氣排放問題及對(duì)策

目前我國環(huán)境狀況總體惡化的趨勢(shì)尚未得到根本遏制，大氣霧霾污染時(shí)有發(fā)生。對(duì)于電力、冶金行業(yè)采用濕法脫硫煙氣處理系統(tǒng)而言，吸收塔頂部設(shè)置的機(jī)械式除霧器對(duì)其自身產(chǎn)生水霧、脫硫產(chǎn)物結(jié)晶體、未經(jīng)脫硫系統(tǒng)前段除塵設(shè)備去除的超細(xì)煙塵、重金屬和生產(chǎn)工藝原因產(chǎn)生SO3而形成的氣溶膠粒子的脫除能力有限，使大量水霧、脫硫產(chǎn)物結(jié)晶析出后形成PM2.5、超細(xì)粉塵、SO3氣溶膠隨煙氣直接排出［1］。導(dǎo)致煙囪風(fēng)向的下游經(jīng)常出現(xiàn)“酸雨”、“石膏雨”等現(xiàn)象，或是有長長煙尾的“藍(lán)、黃煙”現(xiàn)象，對(duì)周邊環(huán)境造成極大的影響，同時(shí)也是產(chǎn)生空氣霧霾的主要原因之一。［2］

經(jīng)國內(nèi)外大量的工程及實(shí)驗(yàn)證明，濕式電除霧技術(shù)對(duì)控制脫硫煙氣中的水霧、PM2.5、超細(xì)粉塵、SO3氣溶膠等的排放非常有效。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在一些發(fā)達(dá)國家濕式電除塵技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，已有50余套不同類型的濕式電除塵器應(yīng)用于美國、歐洲及日本的電廠，主要作為大氣污染物綜合治理的終端設(shè)備，用于去除濕法脫硫系統(tǒng)中機(jī)械式除霧器無法收集的酸霧、PM2.5、微細(xì)顆粒物、氣溶膠等，可解決煙氣排放濁度問題。例如：日本碧南電廠1～3號(hào)700MW機(jī)組和4、5號(hào)1000MW機(jī)組，均在濕法脫硫系統(tǒng)后設(shè)置濕式電除塵器，投運(yùn)情況良好，煙塵排放濃度長期保持在2～5mg/m3水平，運(yùn)行15年來，殼體和內(nèi)件均未發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕問題。

2 增設(shè)電除霧器后脫硫煙氣排放指標(biāo)

濕法脫硫系統(tǒng)增設(shè)電除霧器后，直排濕煙氣經(jīng)過深化處理后排放指標(biāo)一般如下：

圖1 陽極板和噴嘴工作原理示意圖

（1）PM2.5顆粒物去除率85～95%；

（2）出口粉塵可實(shí)現(xiàn)10mg/Nm3和更高的排放標(biāo)準(zhǔn)；

（3）SO3酸霧去除率80～98%，濕煙氣腐蝕性大幅降低；

（4）煙氣中顆粒汞、氧化汞脫除效率高達(dá)60%以上。

根據(jù)現(xiàn)有的脫硫煙氣深化處理技術(shù)條件的分析，在濕法脫硫系統(tǒng)中配置濕式電除霧器是對(duì)脫硫直排濕煙氣深化處理的最佳選擇。

3 濕式電除霧器技術(shù)

3.1 工作原理

濕式電除霧器工作原理與干式電除塵器類似，主要區(qū)別為“清灰方式”的不同。WESP由電暈線（陰極）、沉淀極（陽極）、絕緣箱和高壓直流供電電源組成。接通高壓直流電源后，在兩極之間形成了非均勻高壓靜電場。在電場的作用下，電暈線周圍產(chǎn)生電暈層。電暈層中的空氣發(fā)生雪崩式電離，從而產(chǎn)生大量的負(fù)離子和少量的陽離子，這個(gè)過程叫電暈放電。煙氣進(jìn)入電場荷電區(qū)時(shí)，酸霧、煙塵等顆粒被荷電。荷電后酸霧、煙塵等顆粒靜電凝聚作用加強(qiáng)，粒徑增大，荷電量增加，在電場力的作用下迅速抵達(dá)陽極（沉淀極）。大量的酸霧顆粒不斷地被驅(qū)向陽極，同時(shí)迅速釋放電荷，從而達(dá)到酸霧、煙塵等氣溶膠微粒與煙氣分離的目的，圖1所示。

3.2 濕式電除霧器基本結(jié)構(gòu)（圖2）

WESP主要包括殼體、陽極裝置、陰極裝置、絕緣裝置、沖洗系統(tǒng)及恒流源高壓發(fā)生裝置等。

（1）殼體：材質(zhì)一般為碳鋼襯玻璃鱗片等耐腐蝕材料。分為立式結(jié)構(gòu)和臥式結(jié)構(gòu)。殼體外形分為圓形和方形。根據(jù)實(shí)際情況，可設(shè)置在脫硫塔上部，也可單獨(dú)設(shè)置。

圖2 電除霧器基本結(jié)構(gòu)形式

圖3 單塔三區(qū)超凈化脫硫除塵塔體圖

圖4 單塔三區(qū)超凈化脫硫除塵工藝流程圖

（2）進(jìn)氣方式：根據(jù)實(shí)際情況可有不同進(jìn)氣方式，具體如下：

立式結(jié)構(gòu)：下部進(jìn)氣，上部出氣；上部進(jìn)氣，下部出氣。

臥式結(jié)構(gòu)：平進(jìn)平出；上進(jìn)平出等。

（3）陽極板：陽極板有多種材質(zhì)和型式。材質(zhì)選用不銹鋼、玻璃鋼、塑料、柔性布等耐腐蝕的材料。各種材料有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)介質(zhì)成分和溫度等實(shí)際情況選用。電除霧器陽極板一般采用板式和蜂窩式兩種形式。

①不銹鋼陽極板：

優(yōu)點(diǎn)：除塵效果好、耐高溫。

缺點(diǎn)：選用的不銹鋼材質(zhì)耐腐蝕性須適用于復(fù)雜的氣體條件。

②玻璃鋼陽極板：

優(yōu)點(diǎn)：適用于不同的腐蝕氣體，除塵效果較好、耐高溫、使用壽命長。

缺點(diǎn)：陽極內(nèi)部須處理好。

③塑料陽極板：

優(yōu)點(diǎn)：可適用于不同的腐蝕氣體、除塵效果較好、使用壽命長達(dá)20多年。

缺點(diǎn)：使用溫度不能長時(shí)間超過100℃。

④柔性布陽極板：

優(yōu)點(diǎn)：重量輕、除塵效果較好、耐溫較高。

缺點(diǎn)：因陽極柔性布晃動(dòng)導(dǎo)致柔性布使用壽命短、陽極柔性布

張亞志（1981—），男，本科，工程師，研究方向?yàn)槊摿蛳到y(tǒng)直排煙氣超凈化處理。