濕式電除塵器在燃煤電廠的應(yīng)用淺析

肖煌龍

摘 要：干式電除塵器對(duì)燃煤電廠煙氣中粉塵的脫除已有很不錯(cuò)的效果，而濕式電除塵器（以下簡(jiǎn)稱“濕電”）在除塵設(shè)備中最突出的特點(diǎn)便是對(duì)硫酸霧、細(xì)微粉塵、重金屬等污染物有很好的聯(lián)合脫除效果，且能實(shí)現(xiàn)末端煙氣排放濃度小于5 mg/m3?，F(xiàn)介紹國(guó)內(nèi)外幾類主要濕電的工藝，結(jié)合近幾年臥式金屬平板式濕電在燃煤電廠成功投運(yùn)的案例，說明了濕電在燃煤電廠中具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠;濕電;應(yīng)用前景

0 ? ?引言

大氣污染是我國(guó)城市主要環(huán)境問題，作為燃煤大國(guó)，大量的工廠廢氣排放嚴(yán)重影響著大氣環(huán)境質(zhì)量以及人們的生產(chǎn)生活。隨著大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)苛，人們對(duì)除塵設(shè)備有了更高的要求。當(dāng)前在燃煤電廠中，除塵主要依賴脫硝后的除塵器進(jìn)行，而目前市面上提高除塵器效率的技術(shù)多種多樣，如低溫除塵技術(shù)、高頻電源除塵技術(shù)等，大部分除塵技術(shù)的效率能使固體顆粒的排放濃度降低到20 mg/m3左右。為了對(duì)細(xì)微粉塵進(jìn)行捕捉，有些工廠采用濕法脫硫的裝置進(jìn)行除塵，但因廠內(nèi)的煙氣整體溫度降低、濕度增大等原因，產(chǎn)生了較多的煙羽，其液滴攜帶著粉塵、石膏等顆粒物進(jìn)入煙囪，致使燃煤電廠周邊產(chǎn)生了石膏雨。要減少燃煤電廠固體顆粒的排放，消除石膏雨現(xiàn)象，就必須解決顆粒物的捕集問題，而濕電能夠在脫硫裝置上極為有效地捕集固體顆粒，其也因此得到了普及應(yīng)用[1]。

1 ? ?濕電在國(guó)外燃煤電廠的應(yīng)用

1.1 ? ?濕電在日本的應(yīng)用

20世紀(jì)90年代，日本提出了地方環(huán)保法規(guī)對(duì)污染廢氣進(jìn)行排放控制。在1991—1993年，日本三菱公司分別建成了3個(gè)濕電。1997年，低溫除塵技術(shù)也在日本研發(fā)成功，并且投入到Haramachi電廠使用，這也就意味著采取低溫電除塵技術(shù)以及對(duì)于煙塵的處理系統(tǒng)與其他工藝進(jìn)行組合也能夠在一定程度上將廢氣排放的濃度控制在5 mg/m3。1997—2009年，日本便一直以這種方式對(duì)廢氣進(jìn)行協(xié)同處理。當(dāng)時(shí)，為了應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)卣岢龅膶?duì)廢氣處理的更高要求，日本公司在此前的基礎(chǔ)上提出了低溫電除塵器、脫硫設(shè)備與濕電聯(lián)合運(yùn)行的方式來進(jìn)一步處理廢氣，并于2009年、2010年在碧南電廠開始實(shí)施。

1.2 ? ?濕電在美國(guó)的應(yīng)用

21世紀(jì)初，美國(guó)提出了廢除顆粒物（PM10）年均值的要求，并且還要求收緊PM2.5的控制值，同時(shí)還在本國(guó)的燃煤電廠安裝了8臺(tái)濕電，且每一個(gè)電廠的煙氣處理技術(shù)都不相同，如布袋除塵器+濕法脫硫系統(tǒng)+濕電，脫汞+電除塵器+布袋除塵器+濕法脫硫系統(tǒng)+濕電，電除塵器+濕法脫硫系統(tǒng)+濕電等[2]。美國(guó)燃煤電廠濕電的應(yīng)用特點(diǎn)在于，主要面向的是燃燒中硫煤以及高硫煤的火電機(jī)組，從而解決工廠藍(lán)煙的問題。

2 ? ?濕電主要種類介紹

濕電不僅擁有除塵的效果，還能在一定程度上控制PM2.5、SO3及重金屬等污染物的排放。近年來，濕電發(fā)展越發(fā)迅猛，現(xiàn)有的常用濕電大致能夠分為以下幾種：

2.1 ? ?臥式金屬平板式濕電

這種濕電技術(shù)較為成熟，主要以日本三菱和日立公司為典型代表，我國(guó)所用的這種形式的濕電也大多是從日本引進(jìn)的。這種濕電不僅擁有較好的穩(wěn)定性，其除塵效率也相當(dāng)可觀。

金屬平板式濕電的主要運(yùn)轉(zhuǎn)流程雖與干式電除塵器相似，但金屬平板式濕電主要是在極板之間形成水霧，水霧與煙塵相融合之后，能夠更好地被電除塵器捕集。不同于干式電除塵器的振動(dòng)清灰，臥式濕電采用的是更加干凈的水霧清灰方式，在極板上形成水膜，不斷沖刷固體顆粒物，這一過程中不需要斷電，更重要的是不會(huì)因?yàn)榍寤叶a(chǎn)生二次揚(yáng)塵。噴出的水膜完成沖刷之后，排至下部專門收集污水的裝置中，進(jìn)行二次處理再利用，極為環(huán)保[3]。

2.2 ? ?柔性電極濕電

這種電除塵器運(yùn)用的是靜電除塵的方式，但其構(gòu)建采用的是較為新型的柔性纖維材料，能夠在一定程度上加強(qiáng)顆粒物的收集和吸附，不需要如同臥式濕電一般形成水膜，對(duì)陽極板進(jìn)行沖洗。當(dāng)然其并非完全用不到水，只是用水量較臥式濕電要少很多，且不論是干燥環(huán)境還是濕煙環(huán)境都可以使用。此外，柔性電極濕電的操作系統(tǒng)相較于臥式濕電簡(jiǎn)單很多。

2.3 ? ?導(dǎo)電玻璃鋼濕電

這種技術(shù)與柔性電極濕電有相同之處，都是采用靜電除塵的方式，不同的是，導(dǎo)電玻璃鋼濕電電壓的運(yùn)用范圍更廣。這種導(dǎo)電玻璃鋼濕電主要是采用不均勻的電場(chǎng)將電暈控制在一定的區(qū)域內(nèi)，氣體進(jìn)入電暈范圍內(nèi)，電場(chǎng)持續(xù)放電，對(duì)煙氣的固體顆粒物進(jìn)行捕集。導(dǎo)電玻璃鋼濕電常用電壓一般是在50～70 kV，陽極管采用的是較好的碳纖維復(fù)合材料，對(duì)于其整體性能有一個(gè)很好的提升作用。這種濕電與柔性電極濕電一樣，都不需要用到過多的水，排水量也相對(duì)較少，操作系統(tǒng)較之臥式金屬平板式濕電也更為簡(jiǎn)單。

2.4 ? ?立式徑流式濕電

立式徑流式濕電從構(gòu)造原理上來說與前面三種都有很大的不同，煙氣進(jìn)入立式徑流式濕電中，氣流沿與陽極板垂直的方向流動(dòng)，廢氣中所含固體顆粒在風(fēng)力和電力的相互作用下，在陽極板上完成捕集。陽極板采用的是多孔泡沫金屬材質(zhì)，這種材料具有防腐蝕、耐高溫的特點(diǎn)，對(duì)固體顆粒物的捕集效率要高于一般的陽極板。

正常情況下，脫硫塔處理完的煙氣濕度較大，其進(jìn)入立式徑流式濕電中，煙氣中的固體顆粒與除塵器中的液滴相互混合，在電力的作用下，很容易就會(huì)被捕獲。由于電極板的材質(zhì)為多孔結(jié)構(gòu)，很多固體顆粒物會(huì)卡在孔內(nèi)，需要使用高壓水流來進(jìn)行清理[4]。

3 ? ?案例介紹

濕電種類繁多，本文以臥式金屬平板式濕電為例，對(duì)濕電在燃煤電廠實(shí)際應(yīng)用中的性能加以驗(yàn)證。