芻議煙氣高效除塵技術的選擇與應用

馮云

【摘 要】燃煤電廠煙氣高效的除塵技術可以最大限度的降低電廠發電產生煙氣對環境造成的影響。所以，對燃煤電廠煙氣進行高效除塵技術選擇和應用是我國目前保護生態環境的需要，本文就對煙氣高效除塵技術的選擇和應用策略進行探討。

【關鍵詞】煙氣;高效;除塵技術;應用

短時間內國內一次能源結構情況不會有太大的改變，以煤炭為主的發電格局仍會持續一段時間。根據相關統計，2013年國內超過75%的電力由火電廠提供，燃燒用煤超過12億噸，占國內產煤量的50%。燃煤發電在提供工業發展能源的同時，也帶來了環境污染問題，嚴重制約著國內經濟又好又快發展的愿景，選用高效的除塵設備和技術具有較強的現實意義，筆者在本文中對其進行深入的分析和研究。

1、燃煤電廠煙氣的主要除塵技術

1.1電除塵技術

電除塵器是高壓電場使含塵粒荷電用靜電力使粒子與氣流分離的除塵設備。由于粒子在高壓電場中受到靜電力較大，亞微米顆粒也能有效脫除，除塵效率高;此外，靜電力作用于顆粒，非氣流，因此靜電除塵器具有低阻力、低耗能的特點。除塵器以其高效低阻、處理范圍大等優點，在燃煤電廠除塵技術中占有重要地位。然而，電除塵器也存在自身局限性：粉塵荷電是電除塵的關鍵步驟，電暈電場中存在兩種荷電機理。一種是靜電力使離子做定向運動，粒子碰撞離子荷電，稱為電場荷電;另一種是由離子的擴散現象使粒子荷電，稱為擴散荷電，該過程取決于離子的熱能。粒徑決定粒子的主要荷電過程，粒徑大于0.5μm的微粒，以電場荷電為主;粒徑小于0.15μm的微粒，以擴散荷電為主;對于粒徑介于0.15μm～0.5μm的粒子，則需要同時考慮這兩種過程。粒徑在1μm左右的顆粒處于電場荷電和擴散荷電混合區，荷電能力差。研究表明，電除塵器對粒徑在0.1μm～3.0μm的粉塵脫除率較低，其中直徑0.1μm～1.0μm粉塵的脫除率最低，通常低于85%。增加電場級數可略微提高除塵效率，但由于靜電除塵效率與極板面積呈指數關系，除塵器體積增輻更明顯，PM2.5脫除效果提高不理想。此外，靜電除塵器的除塵效率受諸多因素（如電極結構和形狀、煙氣流速、飛灰特性等）影響，波動較大;對煤種的變化敏感，設計驅進速度命中率低;粉塵比電阻過小易造成二次揚塵，而粉塵比電阻過大會產生反電暈，又導致除塵效率迅速下降。

針對以上問題，重點發展高效脫除PM2.5的新型靜電除塵器，同時優化結構，減少占地空間成為一種研究趨勢。近幾年，國內通過本體技術、煙氣調理技術、濕式電除塵器等技術的革新，除塵器性能得到改善，但其除塵效率的提高空間極其有限，往往不經濟。

1.2布袋除塵技術

布袋除塵其屬于一種凈化裝置，使用多孔過濾介質對捕集氣流中顆粒進行分離。對過濾過程中形成的塵餅具有一定的擴散和截流效應。即使濾料孔徑遠遠大于微塵顆粒，其也能被有效的脫除。也就意味著，在微細粒塵的捕集的效果上袋式除塵器具有較好的表現，特別是對0.1米——1米的煙塵補集具有更好的效果，一般除塵效率可達到99.99%。在各種輔助性材料的幫助下，可以有效的提升脫除率，還可以把銀、汞等貴金屬以及硫化物、氮化物等脫除。煙氣成分、比電阻等粉塵性質對袋式除塵器的除塵效果不造成影響。更不會造成再次污染，國內外對這項技術尤為重視。

1.3聯合除塵機制

無論是靜電除塵器還是布袋除塵器其本身的都有著一定的局限性以及優缺點，因此很多專家向要將布袋除塵器與靜電除塵器進行聯合使用從而取得更加良好的應用效果。聯合除塵機制使用了多種不同的除塵系統將其進行有機地結合，從而對各種不同除塵器的優點進行結合并對各種不同除塵系統的缺點進行規避，從而使得整個聯合除塵機制形成了一種有效互補的形式。這樣的聯合除塵機制其除塵效果以及應用范圍之廣是值得肯定的，但是目前而言正中聯合除塵機制還在嘗試當中，應當屬于一項高效除塵技術的尖端研究方向。

2、現行燃煤電廠煙氣的高效除塵技術的選擇和應用

由于靜電除塵器本身有著較為明顯的局限性和缺陷因此靜電除塵器已經逐漸地推出了煙氣除塵的五代，而目前燃煤電廠所采用的煙氣除塵技術一般由兩個途徑，一個是從靜電除塵轉向袋式除塵，另一個則是將靜電除塵與袋式除塵相結合使用符合除塵。這兩種方式都是蒙圈燃煤電廠選擇的高效除塵技術。兩種技術都各有千秋，下面我們就對兩種技術的應用以及注意事項進行分析。

2.1電改袋的注意事項

首先電改袋的過程中變化最大的就是阻力，袋式除塵器的阻力是靜電除塵的4倍左右，因此在電改袋的過程中必須對袋式除塵器的引風機進行較為有效的改造，只有引風機達標才能夠使得袋式除塵起到其應有的效果。另一方面由于引風機的變化其能耗也必然會增加，這一方面也需要加以注意。除此之外袋式除塵器在運行當中的阻力以及濾袋的使用壽命是受到氣流分布所影響的，因此只有讓過濾的負荷變得更加均勻才能夠增加濾袋的使用壽命從而降低運行的阻力。

2.2電袋復合式除塵器

電袋復合式除塵器是國際除塵技術發展的方向，中國第一臺電袋復合除塵器于2003年成功應用于水泥廠，2004年開始在電力行業推廣應用，2007年首次成功引入火電廠項目。

2.2.1電袋復合式除塵器的主要結構

電袋復合式除塵器是電除塵器和布袋除塵器有機結合，利用電除塵器的第一電場作為一級除塵單元，除去煙氣中80%～90%的粉塵顆粒，再用布袋作為二級除塵單元，除去剩下的微細顆粒。該除塵器充分發揮電除塵器捕集粉塵量大、運行阻力低等優勢，降低二級單元的負荷、減少氣流阻力、延長脈沖閥和濾袋使用壽命，克服了袋式除塵器的固有缺點，實現了集“電除塵-粉塵預荷電-布袋過濾”為一體的除塵機制。其對微細粉塵分級除塵效率可在99.9%以上，出口粉塵濃度低于30mg/m3的排放標準，并且能保持長期穩定高效運行。

2.2.2電袋復合式除塵器的特點

將電袋復合技術應用于火電廠除塵系統改造，保留原電除塵器的第一級電場，增設氣流分布板，將其余部分進行“電改袋”。這種改造方式具有如下特點：

（1）不受粉塵特性的制約，除塵效率高。電袋復合式除塵器發揮了布袋除塵器對粉塵特性適應范圍廣的特點，尤其對于超細顆粒的捕集優勢，整體上提高除塵效率。

（2）機理科學，結構緊湊。在靜電單元即可除去80%～90%的粉塵，大幅降低了后設濾袋的負荷，因而使過濾風速提高，濾袋數量減少，結構緊湊，占地面積小。

（3）阻力低，壓降小，濾袋壽命長。濾袋單元的粉塵負荷低，使濾袋的壓力損失小;同時靜電場逃逸的荷電微粒沉積在濾袋表面，有利于降低氣流阻力和濾袋的壓力損失，因而使清灰周期延長和噴吹壓力降低，延長濾袋的使用壽命。

（4）經濟性顯著。充分利用原有電除塵器進出口喇叭、煙氣管道、殼體和第一電場等的基本結構，節省了施工及設備費用。在滿足相同排放要求的前提下，分別對徐州壩山熱電廠、徐州西區熱電廠、如東協鑫熱電廠同樣蒸發量鍋爐的不同類型除塵器進行測試，對比電袋、布袋和電除塵器的綜合能耗及經濟指標。

3、結束語

燃煤電廠煙氣除塵技術對于我國生態環境的影響是極為重要的，燃煤電廠應當選擇最為合適的技術對煙氣進行除塵從而為我國的生態環境保護作出應有的貢獻。

參考文獻：

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[3]楊立冬.燃煤電廠煙氣高效除塵技術的選擇及應用[J].科技與企業，2017（23）：252.

（作者單位：山西中煤華晉晉城熱電有限責任公司）