濕式電除塵技術(shù)應(yīng)用與研究

摘 要：工業(yè)發(fā)展給人們生活帶來便利的同時，環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)重。近年來日益增多的霧霾天氣使人們對粉塵排放越發(fā)重視，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)越來越高。文章介紹了濕式電除塵器的工藝原理，濕式電除塵器與干式電除塵器的對比分析，并對常見濕式電除塵器的工藝特點(diǎn)進(jìn)行了分析。濕式電除塵器工藝成熟，對細(xì)微粉塵捕集能力較高，同時也可對氣溶膠、汞、重金屬等有一定的脫除效果，應(yīng)用前景廣泛。

關(guān)鍵詞：濕式電除塵；環(huán)保；粉塵；對比分析

引言

工業(yè)發(fā)展給人們生活帶來便利的同時，帶來的環(huán)境污染問題也越來越引起重視。隨著今年來霧霾天氣的增多，粉塵顆粒物的排放成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)?；鹆Πl(fā)電廠作為大氣污染物排放的重要一環(huán)，其排放環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)也日益嚴(yán)格。《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）》中規(guī)定燃煤電廠粉塵排放濃度限值為30mg/Nm3，重點(diǎn)地區(qū)特別排放限值為20mg/Nm3。2014年，國家相關(guān)部委發(fā)布《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020）》，要求部分重點(diǎn)地區(qū)分拆排放濃度不高于10mg/Nm3。對于如此嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，常規(guī)電廠粉塵脫出設(shè)施已無法滿足要求，濕式電除塵技術(shù)作為煙氣深度凈化處理的主要技術(shù)，將得到廣泛應(yīng)用[1]。

1 濕式電除塵器工作原理

濕式電除塵器工作原理與常規(guī)干式電除塵器工作原理相似。其原理都是向電場空間輸送直流負(fù)高壓，通過空間氣體電離，煙氣中粉塵顆粒和霧滴顆粒荷電后在電場力的作用下，收集在收塵極表面。其區(qū)別在于工作的煙氣環(huán)境不同，干式電除塵器工作煙氣環(huán)境是鍋爐排煙溫度狀態(tài)的煙氣，利用機(jī)械振打清灰的方式將收集到的粉塵去除，而濕式電除塵器工作煙氣環(huán)境基本是脫硫后的濕煙氣，利用在收塵極表面形成的連續(xù)不斷的水膜將粉塵沖洗去除。原理如圖1所示。

根據(jù)技術(shù)型式不同，一部分濕式電除塵器在陽極板上部設(shè)有噴水系統(tǒng)，將水霧噴向放電極和電暈區(qū)，水霧在芒刺電極形成的強(qiáng)大的電暈場內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化，電場力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，共同對粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場力的驅(qū)動下到達(dá)收塵極而被捕集。噴出的水霧在收塵極上形成連續(xù)的水膜，將收集的粉塵沖刷到灰斗中排出。也有一部分濕式電除塵器不設(shè)置水膜形成的噴水系統(tǒng)，利用飽和濕煙氣中收集下來的大量水霧滴在收塵極上形成連續(xù)不斷的水膜，將粉塵沖洗去除。只設(shè)置定期沖洗噴水系統(tǒng)，對收塵極和放電極進(jìn)行定期大水量沖洗，保證運(yùn)行效果。

2 濕式與干式電除塵器差異

濕式電除塵器的工作環(huán)境與干式電除塵器不同，由于煙氣基本處于濕飽和狀態(tài)，除塵效果比干式電除塵器好。濕式電除塵器去除的對象除了有粉塵顆粒還有大量的水霧滴以及氣溶膠等物質(zhì)，由于霧滴與粉塵的物理特性存在差別，其工作過程也有所差異。

從原理上來講，首先由于水滴的存在對電極放電產(chǎn)生了影響，要形成發(fā)射離子，金屬電極中的自由電子必須獲得足夠的能量，才能克服電離能而越過表面勢壘成為發(fā)射電子，增壓煙氣濕度，讓電極表面帶水是降低表面勢壘的一種有效措施。水覆蓋金屬表面后，將原來的“金屬——空氣”界面分割成“金屬——水”界面和“水——空氣”界面，后兩種界面的勢壘比前一種界面的勢壘低很多，可以顯著改變電極放電效果，使之能在低電壓下發(fā)生電暈放電。其次，由于水滴的存在，高比電阻的粉塵與水滴結(jié)合后，其比電阻明顯下降，有利于粉塵的去除，因此濕式電除塵器的工作狀態(tài)會更加穩(wěn)定。另外由于濕式電除塵器采用水流沖洗，沒有振打裝置，可解決常規(guī)干式電除塵器振打清灰二次揚(yáng)塵的問題。干式電除塵器與濕式電除塵器對比見表1。

濕式電除塵器通常設(shè)置在濕法脫硫裝置后，脫硫后的飽和煙氣中攜帶大量水滴，在通過高壓電場時也可被捕獲去除，這樣可降低煙氣中總的攜帶水量，減小石膏雨形成的幾率。同時用于收集微細(xì)顆粒物PM2.5、酸霧等，煙塵排放濃度可以達(dá)到≤5mg/m3；解決濕法脫硫系統(tǒng)存在的石膏雨問題，還可用于控制汞等重金屬污染物。濕式電除塵器在美國、日本和歐洲已成功應(yīng)用于濕法脫硫之后的PM2.5的去除。

3 濕式電除塵器不同技術(shù)對比

從結(jié)構(gòu)上來看，濕式電除塵器主要分兩種形式，包括水平板式和豎直管式。

3.1 板式濕式電除塵器

水平板式濕式電除塵器的廠家主要有三菱和日立等。

三菱產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)主要有：收塵極應(yīng)用不銹鋼材料，運(yùn)行時需要連續(xù)噴入堿性水，提高設(shè)備抗酸腐蝕性，保證使用壽命。通過對噴嘴與收塵極板型式的優(yōu)化配置，可保證對極板最佳的清洗效果，同時噴出的霧化水，可以對煙氣中粉塵和液滴起洗滌作用。由于設(shè)置了連續(xù)噴水系統(tǒng)，系統(tǒng)需設(shè)置工藝水箱、循環(huán)水箱、排水箱、貯堿罐、加堿裝置等，系統(tǒng)工藝較復(fù)雜，且系統(tǒng)水耗較高。其工藝系統(tǒng)如圖2所示。

日立濕式電除塵器主要技術(shù)特點(diǎn)：放電極采用帶芒刺片的鋼管制成，由于圓柱電容容量大，因而能產(chǎn)生強(qiáng)電場，芒刺尖端放電效果好，能產(chǎn)生強(qiáng)電流，即氣體電離效果好。集塵板采用大平板設(shè)計。收塵極與放電極的噴淋水實(shí)行分區(qū)供水，在電除塵運(yùn)行過程中收塵極一直保持噴淋狀態(tài)，而放電極一天只噴淋一次，放電極噴淋時電除塵需短時停電。由于收塵極噴嘴在設(shè)計上指向性較強(qiáng)，可避免將水噴淋到放電極上，但是對煙氣的洗滌作用較三菱噴淋方式有所減弱。相對于三菱濕式電除塵器，除設(shè)備給排水系統(tǒng)復(fù)雜外，噴淋時電場參數(shù)會相對下降，放電極噴淋時電除塵需暫時停電幾分鐘。其工藝系統(tǒng)如圖3所示。

3.2 立式管式濕式電除塵器

豎直管式濕式電除塵器在化工工業(yè)上應(yīng)用較多，其技術(shù)特點(diǎn)是：收塵極采用耐腐蝕非金屬復(fù)合材料，解決設(shè)備酸腐蝕問題，延長設(shè)備使用壽命。設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊，布置靈活，可根據(jù)場地情況優(yōu)化結(jié)構(gòu)型式和布置方式，節(jié)省占地面積，適用于原有機(jī)組改造和新建機(jī)組。非金屬耐腐蝕復(fù)合材料的應(yīng)用，徹底解決了濕式電除塵器采用金屬材料，運(yùn)行中連續(xù)噴入堿性水抗酸腐蝕的問題。設(shè)備正常運(yùn)行時不需要連續(xù)噴水形成水膜，利用除塵器收集煙氣中的水能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)利用。設(shè)備耗水量低，給水排水系統(tǒng)簡單，運(yùn)行阻力低，耗電量大大降低[2]。其工藝系統(tǒng)如圖4所示。

4 結(jié)束語

濕式電除塵器系統(tǒng)工藝成熟，在國外有廣泛應(yīng)用。近年來，隨著國內(nèi)環(huán)保要求的日益提高，越來越多的電廠開始采用濕式電除塵工藝，以應(yīng)對嚴(yán)格的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。濕式電除塵器除可以捕集粉塵外，對于氣溶膠、汞、重金屬等也有一定的收集效果。因此，濕式電除塵技術(shù)在火力發(fā)電廠的應(yīng)用前景廣泛[3]。

參考文獻(xiàn)

[1]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.

[2]聶孝峰.燃煤電廠濕式電除塵（霧）技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用[J].電力科技與環(huán)保，2015，31（4）：28-30.

[3]趙琴霞.濕法電除塵技術(shù)及其在電廠的應(yīng)用前景探討[J].電力科技與環(huán)保，2012，28（4）：24-26.