濕式靜電除塵器作為目前燃煤電廠污染物控制的精處理設(shè)備,在國內(nèi)已受到了廣泛重視,并逐步得到推廣和利用。本文介紹了目前利用中的靜電除塵器(金屬_板濕式電除塵器、導(dǎo)電玻璃鋼_板濕式電除塵器、柔性_板濕式電除塵器、徑流濕式電除塵器)的技術(shù)特點(diǎn)和主要參數(shù),為燃煤機(jī)組_低排放改造加裝濕式靜電除塵器供給參考。
1、引言
進(jìn)入新世紀(jì),隨著我國的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,火電裝機(jī)容量仍在不斷增長。按中電聯(lián)《電力行業(yè)_信息》推算,2015年,我國新增火電裝機(jī)容量約在0.51億kW。根據(jù)電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院預(yù)測,到2020年,_火電裝機(jī)容量將達(dá)到12.2億kW,新增裝機(jī)容量約為3億kW。
火電廠的快速發(fā)展導(dǎo)致了大氣環(huán)境的污染并引發(fā)了公共環(huán)境及健康危機(jī),雖然_采取了一系列政策,大力推動(dòng)煤炭清潔_利用和發(fā)展清潔能源,但因?yàn)槲覈济喊l(fā)電的基數(shù)比較大,火電廠仍然是大氣污染物的主要排放源之一,而降低排放強(qiáng)度的主要措施_是制定和實(shí)施更加嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。
同時(shí)濕式電除塵器作為燃煤電廠污染物控制的精處理技術(shù)設(shè)備,其處理對象為含大量游離水的飽和濕煙氣,主要去除粉塵(含石膏)、SO3、霧滴和有害氣體,并可有效控制PM2.5的排放,本文介紹4種濕式電除塵器技術(shù),并從性能、可靠性及除塵效果等方面進(jìn)行比較。
2、濕式電除塵器簡介
濕式電除塵器(簡稱WESP),與干式電除塵器的除塵原理基本一樣,先依靠高壓電暈放電使得粉塵荷電,荷電后的粉塵在電場力的作用下到達(dá)集塵板(或集塵管),再采用沖洗方法,使粉塵隨著沖刷液的流動(dòng)而_。在目前的濕除技術(shù)中,主要差別在于陽_板材質(zhì)的選取及清灰技術(shù)。
根據(jù)陽_材質(zhì)的不同,主要分為不銹鋼濕式電除塵器、導(dǎo)電玻璃鋼電_濕式電除塵器、柔性電_濕式電除塵器;根據(jù)清灰技術(shù)(即水膜的形成原理)不同,分為水膜自清灰技術(shù)和水膜沖洗清灰技術(shù),前者為間斷噴淋,靠煙氣中的水汽在陽_表面自凝結(jié)實(shí)現(xiàn)在線清灰,后者為經(jīng)過噴淋水在陽_表面形成水膜清灰。
3、濕式電除塵器性能對比
3.1、金屬電_濕式電除塵器
在20世紀(jì)90年代,為應(yīng)對地方環(huán)保法規(guī)提出的對煙塵排放控制的要求,日本三菱公司研發(fā)并建成濕式電除塵器,用于燃煤電廠的煙塵治理。2006年,美國專門針對PM2.5提出控制要求,在燃煤電廠裝置濕式電除塵器。目前我國經(jīng)過引進(jìn)技術(shù)并優(yōu)化設(shè)計(jì),已掌握其核心技術(shù)。
(1)金屬電_濕式電除塵器的技術(shù)特點(diǎn)以下:
1)大多采用臥式布置,氣流沿水平方向進(jìn)出,煙氣流速較低(流速在2.5m/s左右),能有效的控制氣流帶出來的粉塵,提高PM2.5細(xì)微顆粒及氣溶膠脫除效率。
2)陰陽_均平行于氣流方向布置,金屬_板采用懸掛方法,_板經(jīng)過懸掛梁固定于殼體中,電暈電_采用框架式結(jié)構(gòu),經(jīng)過吊桿吊掛在殼體中。這種裝置方法因?yàn)殛庩朹不易變形,_間距有_,故電場穩(wěn)定性好,運(yùn)轉(zhuǎn)電壓高。
3)_,脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),能夠在較高的煙氣溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2)金屬電_濕式電除塵器存在的問題以下:
1)陽_板一般高度在8~10m左右,要形成均勻的水膜對陽_板的設(shè)計(jì)、制造、裝置及維護(hù)有嚴(yán)格的要求,更換時(shí)難度較大。
2)_板材質(zhì)多采用316L,需要經(jīng)過水膜保護(hù)以_,一旦水膜保護(hù)出現(xiàn)失效,造成_板腐蝕嚴(yán)重,甚至喪失除塵效率。
3)清灰方法采用在線單線連續(xù)噴淋工藝,需要設(shè)置專門的水處理系統(tǒng),噴淋水經(jīng)NaOH水溶液中和后循環(huán)利用,這種清灰方法對于水耗、電耗、堿的消耗較大,對噴嘴性能要求_。
根據(jù)各企業(yè)發(fā)布的環(huán)境監(jiān)測報(bào)告顯示,金屬電_濕式電除塵器粉塵去除率(粉塵+石膏):≥70%;SO3去除率:≥70%;霧滴含量:低于20mg/m3。目前,浙江嘉興三期2×1000MW機(jī)組、大唐黃島電廠670MW機(jī)組、神華國華舟山電廠350MW機(jī)組等都采用了金屬_板濕式電除塵器。
3.2、導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵器
導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵技術(shù)來源于化工行業(yè)的濕式電除霧器,在化工、煤氣凈化等領(lǐng)域已經(jīng)有幾十年的利用歷史,技術(shù)成熟。
導(dǎo)電玻璃鋼(FiberReinforcedPlastics,FRP)是一種以樹脂為基體,碳纖維、玻璃纖維等為增強(qiáng)材料,經(jīng)過成型工藝制成的高導(dǎo)復(fù)合材料。利用導(dǎo)電玻璃鋼作為收塵_能夠采用管式或蜂窩狀形式(立式布置),也可采用板式形式(臥式布置),目前,以蜂窩狀結(jié)構(gòu)居多。
(1)導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵器的技術(shù)特點(diǎn)以下:
1)導(dǎo)電玻璃鋼具備重量輕、比強(qiáng)度高、_等特性。
2)收塵_組件采用工廠成型,實(shí)現(xiàn)整體模塊化,有利于_裝置精度。
3)除塵器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),收集下來的液滴在沉淀_表面形成液膜,因?yàn)椴Aт摼邆浜軓?qiáng)的疏水性,能有效阻隔粉塵和石膏對沉淀_壁的粘接,靠重力自流至下部集液槽。
4)為防止少量煙塵的沉積,在沉淀_管上部設(shè)置一層間斷噴淋裝置,將濕式電除塵器分為多個(gè)電場,當(dāng)需要進(jìn)行間斷沖洗時(shí),控制系統(tǒng)自動(dòng)停掉其中一個(gè)電場或?qū)㈦妶鼋祲哼\(yùn)轉(zhuǎn),沖洗結(jié)束后開啟該電場。因?yàn)楹乃枯^小,集液槽中的收集液可返回脫硫塔內(nèi)循環(huán)利用。
(2)導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵器存在的問題以下:
1)煙氣流速在2.5m/s左右時(shí),PM2.5細(xì)微顆粒及氣溶膠脫除率高,提高煙氣流速后,影響除塵性能。
2)一般FRP不能在高溫下長期利用,煙氣溫度較高時(shí)對陽_板壽命有影響,嚴(yán)重時(shí)能夠燒灼。FRP的利用壽命在10~15年左右,與產(chǎn)物的質(zhì)量及制作產(chǎn)物所用的樹脂等原材料性能有關(guān)。
3)如果出現(xiàn)部分導(dǎo)電玻璃鋼損壞,需要整個(gè)模塊更換,將大大增加維護(hù)費(fèi)用和難度。
根據(jù)各企業(yè)發(fā)布的環(huán)境監(jiān)測報(bào)告顯示,導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵器粉塵去除率(粉塵+石膏):≥70%;SO3去除率:≥70%;霧滴含量:低于25mg/m3。目前,黃臺(tái)8號(hào)、9號(hào)2×300MW機(jī)組、上海石洞口300MW機(jī)組、蒙西300MW機(jī)組、白楊河兩臺(tái)300MW機(jī)組等都采用了導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵器。
3.3、柔性電_濕式電除塵器
20世紀(jì)90年代末,美國俄亥俄州立大學(xué)提出了柔性電_濕式電除塵技術(shù)的概念,2003年美國Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司和俄亥俄州立大學(xué)共同研究制作出_臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置。
濕式除塵器存在的問題,集中體現(xiàn)在集塵_材料和表面水膜分布不均勻引發(fā)的系列問題上,基于上述原因,我國_早由山東大學(xué)和國電環(huán)保院共同研發(fā),開始了柔性絕緣疏水纖維織物用于濕式除塵器的研究工作,并于2012年在益陽300MW燃煤機(jī)組中完成_工業(yè)化利用。
經(jīng)過相關(guān)資料顯示,_性優(yōu)良的柔性絕緣疏水纖維織物經(jīng)過潤濕使其導(dǎo)電,能夠形成水膜,并靠重力自流向下與煙氣分離,柔性織物材料作為收塵_布置成方形孔道(立式布置),煙氣沿孔道流過。
(1)柔性濕式電除塵器的技術(shù)特點(diǎn)以下:
1)柔性陽_具備重量輕、防腐性能好的特點(diǎn)。
2)柔性絕緣疏水纖維本身的結(jié)構(gòu)特性,有利于表面形成均勻水膜,利用從煙氣中收集的酸液帶出灰,實(shí)現(xiàn)自清灰,沖洗水量小。
3)陽_部件可組裝拆卸,有利于后期的維護(hù)和更換。
(2)柔性濕式電除塵器存在的問題以下:
1)柔性陽_不_,煙氣溫度較高時(shí),對陽_壽命有影響,嚴(yán)重時(shí)能夠燒蝕,利用壽命6年左右。
2)柔性纖維織物的伸縮率較大,陽_布的張緊程度和浸水后發(fā)生的伸縮都會(huì)影響實(shí)際的_間距,進(jìn)而影響到電場的穩(wěn)定性、電壓的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
3)煙氣流速較高,產(chǎn)生氣流帶出,PM2.5細(xì)微顆粒及氣溶膠脫除率低。
性能結(jié)果表明:粉塵去除率(含石膏):≥70%;SO3去除率:≥70%;霧滴含量:低于20mg/m3。目前,國電益陽發(fā)電有限公司300MW機(jī)組,國電滎陽煤電一體化有限公司一期600MW機(jī)組采用了柔性電_濕式靜電除塵技術(shù)。
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