屋脊式EPM電風(fēng)攔截技術(shù)的研究與應(yīng)用

文_宋磊 福建龍凈環(huán)保股份有限公司

1 EPM電風(fēng)攔截裝置的工作原理

EPM（電風(fēng)攔截除塵除霧一體化裝置）是我司依托數(shù)十年大氣污染環(huán)保治理技術(shù)的積累，在數(shù)以百套傳統(tǒng)金屬極板濕式電除塵器成功應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，為了適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)環(huán)保設(shè)備高效、低成本和更小空間的現(xiàn)實(shí)需求，而開發(fā)出來的小型化高效除塵除霧裝置，屋脊式EPM電風(fēng)攔截裝置技術(shù)是在臥式EPM電風(fēng)攔截技術(shù)成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上，為滿足市場(chǎng)上垂直布置的煙塔合一的現(xiàn)實(shí)需求進(jìn)一步開發(fā)的。從工作原理上看，EPM電風(fēng)攔截裝置是由電風(fēng)收塵和水膜除塵兩部分組成。在高頻電源的作用下，EPM電風(fēng)攔截裝置的陰極和陽極之間形成了強(qiáng)大的電場(chǎng)，通過陰陽極的交叉錯(cuò)位布置，如圖1所示，使得電場(chǎng)內(nèi)部形成與煙氣流向相反的高速電風(fēng)，在電風(fēng)作用下，還沒有進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域的煙氣粉塵和霧滴就已經(jīng)荷上電了，這些荷電的粒子在電場(chǎng)力的作用下向著收塵極進(jìn)行定向移動(dòng)，從而完成了EPM電風(fēng)攔截裝置的電風(fēng)收塵過程。隨著煙氣中的粉塵、液態(tài)水、酸液在收塵極上越聚越多，最終形成酸性水膜，酸性水膜由于受到自身重力的影響，沿收塵極表面自流至收集池中，完成水膜除塵以及收塵極的自清潔，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)煙氣中霧滴和粉塵的凈化效果。

圖1 EPM電風(fēng)攔截裝置

2 EPM電風(fēng)攔截裝置的技術(shù)特點(diǎn)

EPM電風(fēng)攔截裝置是一種應(yīng)用于燃煤鍋爐濕法脫硫后飽和煙氣的終端治理設(shè)備，對(duì)濕法脫硫無法收集的酸霧、細(xì)微顆粒物，SO3等進(jìn)行超高效捕集的煙氣終端把關(guān)設(shè)備，可有效實(shí)現(xiàn)煙塵超低排放。具有無二次揚(yáng)塵、除塵效率高、壓力損失小、結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間小，運(yùn)行穩(wěn)定等顯著優(yōu)點(diǎn)，是凈化煙氣流體阻力最小的氣液、氣固分離設(shè)備。相比于機(jī)械除霧器，該裝置具有除霧效率高、煙氣流阻低、性能穩(wěn)定、受機(jī)組負(fù)荷變化導(dǎo)致煙氣流速變化的影響小及適應(yīng)高風(fēng)速等特點(diǎn)。同時(shí)，EPM電風(fēng)攔截裝置具有高效自清潔功能，無需大量沖洗水。在電場(chǎng)內(nèi)部收集下來的煙氣中的PM2.5、液滴，在極板上形成水膜，并在重力作用下沿極板向下自流，從而實(shí)現(xiàn)收塵極的自我清潔，收集的液滴可用于脫硫補(bǔ)水，實(shí)現(xiàn)EPM電風(fēng)攔截裝置的“零水耗”。

3 EPM電風(fēng)攔截裝置的實(shí)驗(yàn)研究

3.1 除塵、除霧性能研究

為了研究不同風(fēng)速條件下EPM電風(fēng)攔截裝置對(duì)煙氣的粉塵及霧滴的收集效率，通過搭設(shè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模擬脫硫后煙氣工況，對(duì)EPM電風(fēng)攔截裝置的性能試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，如圖2所示，實(shí)驗(yàn)臺(tái)利用燃燒爐出口煙氣經(jīng)過噴淋加濕塔加濕調(diào)質(zhì)后，實(shí)現(xiàn)對(duì)脫硫出口煙氣工況的有效模擬，通過加濕調(diào)質(zhì)后的煙氣經(jīng)過煙道導(dǎo)入到EPM電風(fēng)攔截裝置，從而開展EPM電風(fēng)攔截裝置的除塵、除霧性能的研究。

圖2 EPM電風(fēng)攔截裝置除霧性能試驗(yàn)臺(tái)

通過試驗(yàn)結(jié)果表明，在同一風(fēng)速下，EPM電風(fēng)攔截裝置的除塵、除霧效率隨著電場(chǎng)陰陽極通道數(shù)的增加而增加；在同一風(fēng)速條件下，EPM電風(fēng)攔截裝置的除塵、除霧效率隨著陰陽極板排數(shù)的增加而增加。

3.2 W型屋脊式結(jié)構(gòu)研究

對(duì)于EPM電風(fēng)攔截裝置的研究，始于對(duì)脫硫后水平煙道的臥式布置型式的論證，由于吸收塔頂設(shè)置直排防腐煙囪的技術(shù)由于其占地小、投資低、施工周期短、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在中小型發(fā)電機(jī)組、化工鍋爐以及一些空間場(chǎng)地受到較大制約的燃煤鍋爐中得到了廣泛應(yīng)用。由于中小鍋爐普遍采用了脫硫塔頂部直排煙囪，因此對(duì)于這種形式的脫硫塔出口沒有水平煙道用于臥式EPM電風(fēng)攔截的布置，使得EPM電風(fēng)攔截裝置在中小鍋爐領(lǐng)域的應(yīng)用受到了一定限制。為了提高EPM電風(fēng)攔截技術(shù)對(duì)直排煙囪場(chǎng)地條件的適應(yīng)性，研究人員對(duì)EPM電風(fēng)攔截裝置內(nèi)部陰陽極的極配結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，以適應(yīng)塔頂屋脊的立式結(jié)構(gòu)，并以臺(tái)灣某化工廠配套500t/h燃煤鍋爐煙氣參數(shù)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，搭設(shè)了全尺寸1：1的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。通過反復(fù)的結(jié)構(gòu)論證，創(chuàng)新應(yīng)用了塔頂W型屋脊式三角構(gòu)架高壓電風(fēng)攔截技術(shù)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效的性能。針對(duì)圓形脫硫塔塔頂內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，打破傳統(tǒng)的除塵方式，創(chuàng)新陰、陽極電風(fēng)攔截式電場(chǎng)極配設(shè)計(jì)，采用迷你型剛性極板極線按三角構(gòu)架W形屋脊式進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)空間緊湊、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和高效除霧的優(yōu)越的特性。

4 工程應(yīng)用

在實(shí)驗(yàn)室研究的基礎(chǔ)上，臺(tái)灣某化工廠配套500t/h燃煤鍋爐改造項(xiàng)目中首次完成了塔頂W型屋脊式結(jié)構(gòu)型式的成功應(yīng)用，取得了寶貴的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從項(xiàng)目投運(yùn)至今已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超過3a，在線檢測(cè)系統(tǒng)連續(xù)顯示其出口粉塵排放濃度不大于2mg/Nm3，達(dá)到了超低排放要求。

項(xiàng)目投運(yùn)初期，為了進(jìn)一步驗(yàn)證EPM電風(fēng)攔截裝置的除塵、除霧效率，進(jìn)行了第三方測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。檢測(cè)結(jié)果顯示，塔頂屋脊式EPM電風(fēng)攔截裝置后的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)干煙氣顆粒物濃度（6%O2）僅為1.4mg/m3，煙氣顆粒物的去除效率達(dá)到83.5%，SO3液滴去除效率達(dá)到56.9%。結(jié)果表明，EPM電風(fēng)攔截裝置具有較強(qiáng)的煙氣污染物協(xié)同治理能力。

表1 臺(tái)灣某化工廠配套500t/h燃煤鍋爐改造項(xiàng)目EPM性能試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)語

EPM電風(fēng)攔截裝置對(duì)細(xì)微顆粒物有很強(qiáng)的脫除能力，對(duì)SO3氣溶膠和霧滴也有顯著的脫除能力。W型屋脊式EPM電風(fēng)攔截裝置的成功開發(fā)對(duì)解決當(dāng)今燃煤鍋爐排放問題有明顯現(xiàn)實(shí)意義和社會(huì)環(huán)保意義，對(duì)多場(chǎng)地有明顯的適應(yīng)性，特別是中小型燃煤機(jī)組煙塔合一的情況，可以根據(jù)不同場(chǎng)地條件，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃煤鍋爐尾氣排放進(jìn)行深度治理，可以預(yù)見，該技術(shù)設(shè)備必將成為“后超凈時(shí)代”中小型燃煤工業(yè)鍋爐實(shí)施“超低排放”升級(jí)改造的重要組成設(shè)備之一。