濕式電除塵技術(shù)在火電廠的應用與發(fā)展

蘇輝平

（上海上電電力運營有限公司上海200245）

濕式電除塵技術(shù)在火電廠的應用與發(fā)展

蘇輝平

（上海上電電力運營有限公司上海200245）

火電廠是PM2.5細顆粒物的主要排放源，對人類健康及環(huán)境危害極大，濕式電除塵技術(shù)是近年來應用廣泛的控制大氣復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，表明濕式電除塵技術(shù)是實現(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；應用

1 概述

當前，環(huán)境惡化趨勢日益顯著，PM2.5、粉塵、酸霧、重金屬、有機污染物等復合大氣污染物主要來源于工業(yè)鍋爐和火電廠。發(fā)達國家相繼制訂了相關(guān)限制PM2.5、微細顆粒物、汞等污染物的排放標準。我國于2012年起頒布實施《火電廠大氣污染排放標準》，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)及生活污染源重點地區(qū)火電廠粉塵排放量限值為20mg/m3。

我國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入煙囪[1]。然而現(xiàn)行工藝流程無法有效脫除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，若不設置煙氣熱交換器，則會在煙囪附近產(chǎn)生“酸雨”、“石膏雨”等現(xiàn)象。濕法電除塵技術(shù)是近年來發(fā)展起來的有效控制復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、補水泵、補水箱和濾網(wǎng)等組成[2]。

濕式電除塵技術(shù)的工作原理及過程可簡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階段：在濕式電除塵設備中設置兩個曲率半徑相差較大的金屬陽極和陰極，并通過高壓直流電，在電極周圍形成一個可以使氣體電離的靜電場，稱為電暈區(qū)。氣體在電暈區(qū)電離產(chǎn)生大量的陽離子、陰離子和電子，這些帶電粒子吸附在通過電場的粉塵上，使粉塵獲得電荷。隨后荷電粉塵在電場力的驅(qū)動下向集塵極運動，當荷電粉塵移動到集塵極表面時，采用液體沖洗集塵極表面的方式進行清灰處理，將水噴至集塵極上形成了連續(xù)的水膜，流動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

3.1 濕式電除塵技術(shù)脫除煙氣中的粉塵效果顯著，統(tǒng)計分析表明，對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90%以上，同時，可將粉塵排放控制在10mg/m3以下。

3.2 由于水的電阻相對較小，水滴與粉塵顆粒物附著后，降低了粉塵表面比電阻，對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行的穩(wěn)定性。特別適用于對溫度高、濕氣含量大的煙氣進行處理。

3.3 濕式電除塵技術(shù)采用高強度水流對集塵板的粉塵進行沖洗，取消了如錘擊設備的振打裝置運動部件，可靠性高，節(jié)約了電能和成本，避免了二次揚塵，提高了除塵效率。

3.4 濕式電除塵技術(shù)設備壓力損失小，操作簡便，對煙氣脫硫系統(tǒng)的改造簡單，維護方便，可與其它除塵方式相結(jié)合應用，使用范圍廣，經(jīng)過煙氣脫硫系統(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)的應用和發(fā)展

1977年，濕式電除塵技術(shù)首次應用于去除硫酸酸霧就取得了良好的效果，經(jīng)過近30年的發(fā)展，該技術(shù)已推廣應用到化工、冶金和火電廠等領域。目前，全球投入運行的濕式靜電除塵設備總數(shù)已超過1000臺[3]，國外濕式電除塵設備制造商主要有美國的Babcock&Wilcox公司和日本的三菱重工公司，國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)在我國的火電廠中的應用才剛起步，實際應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題。近年來，我國環(huán)保和科技部門高度重視和大力投入濕式電除塵技術(shù)的研發(fā)和應用工作，組織國內(nèi)企業(yè)和高等院校對濕式電除塵技術(shù)的理論和應用方面進行了大量的研究工作，并通過引進技術(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)鍵設計參數(shù)，建立了全尺寸濕式電除塵器綜合實驗臺。由我國上海長興第二發(fā)電廠自主開發(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用，其粉塵排放濃度僅為6.1mg/m3。

5 結(jié)語

濕式電除塵技術(shù)對對PM2.5、酸霧及重金屬均有很高的脫除效率，適用范圍廣，運行可靠性高，避免了二次揚塵，是目前濕法脫硫后對煙氣治理的最佳終端設備。濕式電除塵技術(shù)在發(fā)達國外火電廠鍋爐煙氣治理方面的應用已有近30年的歷史，隨著我國復合污染物及粉塵排放控制法規(guī)的進一步健全，濕式電除塵技術(shù)在火電廠的應用前景廣闊。

[1]葉江明.電廠鍋爐原理及設備[M].北京:中國電力出版社,2003. [2]唐國山,工業(yè)電除塵應用技術(shù).化學工業(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,1997,13(3):40-44.

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