濕法脫硫和濕電除塵器一體化布置

武相兵

摘 要：晉中市是京津冀大氣污染傳輸通道2+26城市之一，廢氣排放需要達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，即由市內(nèi)所有燃煤發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的大氣污染物，總排放量必須達(dá)到超低排放要求。而現(xiàn)有的脫硫、除塵器設(shè)施顯然達(dá)不到這一標(biāo)準(zhǔn)，本次改造工程采用濕法脫硫去除二氧化硫和部分顆粒物后，通過濕式電除塵器對排放氣體進(jìn)行二次處理，濕式電除塵器不僅可以有效地捕捉廢氣中的塵滴和微笑的塵土顆粒，同時(shí)還可以去除SO3等小分子的酸性氣體。常見的濕式電除塵器通常有兩種，分別是板式的和蜂窩式的，但由于施工場地具有一定的限制，為了符合場地的現(xiàn)有條件，技術(shù)人員經(jīng)過探討后決定將本工程采用脫硫塔上加蜂窩式濕式靜電除塵器的一體化布置方式。

關(guān)鍵詞：濕法脫硫塔;靜電除塵器;一體化布置

根據(jù)國務(wù)院第114次常務(wù)會議精神及《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計(jì)劃（2014-2020年）》，要求到2020年，全省燃煤發(fā)電機(jī)組大氣主要污染物排放確保達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)。山西焦煤環(huán)函[2017]288文件《2017年環(huán)境保護(hù)工作要點(diǎn)》及《晉中市大氣污染防治2017年行動計(jì)劃》，汾西礦業(yè)集團(tuán)發(fā)電廠對現(xiàn)有濕法脫硫塔進(jìn)行改造，并在塔頂新增濕式電除塵器，采用一體化布置，達(dá)到SO2排放濃度小于35mg/m3，塵排放濃度小于5mg/m3的超低排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 濕式電除塵器的發(fā)展情況及工作原理

濕法電除塵器的位置通常位于脫硫塔和排煙裝置之間，目的是為了有效去除潮濕廢氣中的塵、酸霧、水滴、PM2.5等小體積顆粒物。曾早在60年代時(shí)，就有一部分工廠引進(jìn)了這種技術(shù)，并用以硫酸生產(chǎn)和冶煉金屬，通過去除廢氣中的硫酸霧，進(jìn)而達(dá)到凈化工藝煙氣的目的，在1986年后開始逐漸應(yīng)用于燃煤發(fā)電中，這項(xiàng)技術(shù)后來被日本等國家相繼引入并得到迅速發(fā)展。雖然我國從20世紀(jì)60年代就開始了對靜電除塵器的研究和應(yīng)用，但由于社會發(fā)展過慢科學(xué)技術(shù)一直跟不上國際潮流，這種情況一直持續(xù)到80年代才得以改善，隨著科技人才的不斷努力，技術(shù)交流的不斷增多，我們改進(jìn)了靜電除塵技術(shù)，積極吸取國外先進(jìn)的科學(xué)理念，終于使得靜電濕式除塵器得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

濕法除塵和干法除塵原理上沒有區(qū)別，都是通過電暈放電的方式使得氣體分離，并讓氣體在放電極和收塵極之間進(jìn)一步形成穩(wěn)定的電暈，這時(shí)處于這個(gè)區(qū)域的污染物顆粒都會攜帶電荷，然后匯聚到收塵極一端，方便收集。雖然濕法除塵與干法除塵原理一致，但對收集到的粉塵卻有截然不同的清除方式。濕法電除塵主要使用水洗，用沖刷的方式達(dá)到清潔的效果，而干法電除塵由于設(shè)備本身的限制只能通過拍打，清掃等方式除去污垢，進(jìn)行收塵。與其他除塵器相比，濕法電除塵器由于水的電阻較小，當(dāng)水滴與粉塵結(jié)合后，高比電的粉塵會下降比電阻，保證了工作狀態(tài)的穩(wěn)定性;通過水流沖洗，還可有效避免二次揚(yáng)塵及反電暈現(xiàn)象的產(chǎn)生;除了這些情況，濕法電除塵還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于它的內(nèi)部沒有可以轉(zhuǎn)動的零件，所以在極大程度上提高了設(shè)備的安全性能，為設(shè)備的使用贏得了更長的時(shí)間，同時(shí)濕法電除塵對重金屬、PM2.5和SO3都具有很高的脫除效率。

2 濕式電除塵器和脫硫塔一體化布置的優(yōu)點(diǎn)

濕式電除塵器近幾年應(yīng)用比較廣泛，然而本電廠的場地狹小，煙道布置緊湊，新建脫硫塔及濕式電除塵的場地也并不富余，因此，如何使得濕式電除塵器在狹小的空間中得以發(fā)揮自己的性能與優(yōu)勢，成為令技術(shù)人員頭疼的問題。在經(jīng)過長時(shí)間的摸索研究后，技術(shù)人員決定把濕式除塵器安裝在脫硫塔頂上，采用一體化布置，相信這會是一個(gè)不錯的選擇。

另外脫硫吸收塔排出的煙氣通常是含酸性腐蝕性氣體的濕煙氣，隨著國家節(jié)能減排的不斷推進(jìn)和環(huán)保指標(biāo)的日益嚴(yán)格，特別是在無GGH濕法脫硫低溫吸收塔中，排出的煙氣中含酸濕煙氣對煙囪損害較大，所以為保證工作的安全性，煙囪的防腐質(zhì)量一定要高，與此同時(shí)，如果在吸收塔頂部配置一臺靜電濕式除塵器，不僅可以捕捉SO3等酸性氣體，還可以降低對煙囪及煙道的腐蝕程度。

此外濕式電除塵器具有脫汞和其他重金屬的功能，隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，煙氣的中汞含量必然是將來的監(jiān)測內(nèi)容，提前采用一體化布置可以節(jié)省將來脫汞煙氣改造的環(huán)保費(fèi)用。

采用脫硫濕電一體化布置有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①節(jié)省場地，為除塵設(shè)備的整體設(shè)計(jì)提供了便利;②降低阻力，脫硫的出口和濕式電除塵器的入口同一段煙道;③節(jié)約成本，減少煙道的布置，只需對脫硫塔進(jìn)行加固;④節(jié)約用水，濕式電除塵器沖洗水可以作為吸收塔補(bǔ)水，充分利用，且無廢水排出;⑤安裝方便，濕式除塵器采用的是仿蜂窩結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)只需要在脫硫塔上增加一個(gè)圓形變徑，而運(yùn)行通過正六邊形的導(dǎo)電玻璃鋼管組，在最大程度上達(dá)到除塵的效果。

3 一體化布置的結(jié)構(gòu)形式

原煙氣由吸收塔下部進(jìn)入，經(jīng)脫硫塔充分洗滌降溫后，自下而上進(jìn)入濕式電除塵器。濕式電除塵器入口設(shè)有均布裝置，將飽和濕煙氣均勻?qū)敫邏弘妶?，并?jīng)高壓電場深度凈化后，煙氣沿濕法電除塵器上部煙道排入煙囪。

①殼體：脫硫塔和濕式電除塵器殼體均采用碳鋼襯玻璃鱗片，此殼體內(nèi)襯即具有良好的耐腐蝕、阻燃性能，不會脫落，影響正常運(yùn)行，又具有較高的強(qiáng)度、剛度，可保證設(shè)備長時(shí)間、穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)在殼體內(nèi)部還設(shè)有噴淋裝置包括氣流導(dǎo)流板、整流板和陰極系統(tǒng)等;②陽極：濕式電除塵器的陽極是對邊為350mm的正六邊形管，高度為4.5m。通常情況下技術(shù)人員會選擇高性能的導(dǎo)電玻璃鋼材料作為陽極的生產(chǎn)材料，因?yàn)檫@類材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)、導(dǎo)電性能優(yōu)異等特點(diǎn)。同時(shí)還具有耐化學(xué)腐蝕、耐溫高、易制作、不變形，阻燃性能好，使用壽命長等特點(diǎn);③絕緣子室：絕緣子室采用清掃風(fēng)+絕緣礙子形式，使絕緣性更好，故障率更低;④陰極系統(tǒng)：陰極系統(tǒng)由上部框架、下部框架、陰極線、吊桿等組成。陰極線擬采用高效芒刺極線，可保證在濕式電除塵器以較高的流速經(jīng)過陰極系統(tǒng)時(shí)，不僅具有高效的除塵、除霧效率，還能保證不會產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象。

4 一體化布置在本電廠中的運(yùn)用

4.1 工程概況及改造方案

4.1.1 工程概況

作者所在的電廠在2×220循環(huán)流化床燃煤機(jī)組項(xiàng)目中，原煙氣配套除塵設(shè)備為干電除塵+布袋除塵器，采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝，在考慮了場地限制、除塵效率穩(wěn)定性和投資費(fèi)等多方面的因素后，最終采用了脫硫塔上部加立式濕法電除塵一體化方案進(jìn)行改造。

4.1.2 濕式電除塵入口煙氣參數(shù)

濕式電除塵入口煙氣參數(shù)，見表1。

4.1.3 改造技術(shù)方案的主要內(nèi)容

加高脫硫塔筒壁，在其上部設(shè)置立式濕電除塵器。在塔筒內(nèi)設(shè)置有陰極系統(tǒng)、陽極系統(tǒng)、煙氣均布系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等。增設(shè)除塵器外圍輔助系統(tǒng)，主要有電場頂部的噴淋系統(tǒng)和絕緣子箱熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)。

4.2 濕電除塵器主要技術(shù)參數(shù)

濕電除塵器主要技術(shù)參數(shù)，見表2。

4.3 改造效果

2017年10月實(shí)施脫硫塔及濕電一體化技術(shù)改造，并順利投入運(yùn)行，2018年3月，經(jīng)測試結(jié)果表明，在鍋爐負(fù)荷為2×220t/h時(shí)，濕式電除器出口煙塵濃度僅為3.0mg/N m3，本體壓力降為220Pa，除塵效率達(dá)到85%，效果極為顯著，該項(xiàng)目是脫硫塔及濕式電除塵一體化技術(shù)成功應(yīng)用的一個(gè)案例。

5 結(jié)論

通過濕法脫硫及濕式電除塵一體化技術(shù)的運(yùn)用，既解決了超低排放項(xiàng)目改造過程中場地狹小的問題，又使得濕式電除塵的沖洗水和廢水可以為脫硫塔綜合利用。同時(shí)，對于PM2.5、SO2、SO3氣溶膠和固態(tài)重金屬顆粒物等都具有良好的收集效果，相比其他除塵結(jié)構(gòu)脫硫塔一體式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，由于它本身設(shè)備體積小、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)更受人們的喜愛和支持。改造后煙塵排放濃度僅為3.00 mg/Nm3，效果顯著?？蔀槠渌姀S提供超低排放改造提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]董慶武，鄭國強(qiáng).濕法脫硫漿液pH值優(yōu)化控制的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2019（01）：35-39.

[2]何利昌.循環(huán)流化床鍋爐濕法脫硫漿液異常原因分析[J].節(jié)能，2018，37（11）：75-77.

[3]許懷鵬，張永福，李如飛.濕法脫硫系統(tǒng)超低排放改造后化學(xué)工藝參數(shù)的優(yōu)化[J].冶金動力，2019（03）：59-60+64.