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摘要:本文介紹(shào)了目前(qián)國內濕(shī)式除塵設(shè)備的主要類型,依據當前國內濕式除塵設備的(de)投入運行(háng)實際情況,分析了影響濕(shī)式除塵設備高效穩定運(yùn)行的(de)幾個關鍵參數,並對不同的工藝路線和(hé)設備選型方法提出了若幹(gàn)建議。
關鍵詞:濕式靜電;工(gōng)藝;選型;超低排放
一、導言
對於燃煤煙氣(qì)排放的(de)細顆粒物,三部委要求中、東(dōng)、西(xī)部地(dì)區新建和東部現役燃煤電廠煙(yān)塵排放濃度標準基本達到或接近燃氣輪機組(zǔ)排放限值(zhí),鼓勵加裝濕式靜電(diàn)除塵裝置(WESP)等成熟適用的(de)環(huán)保改造技術。在美國、日本、德國等世界發達(dá)國家,自1991~1992年開始,濕式靜電技術用於脫硫尾(wěi)部煙氣處理方麵開始有工業應用案例。在我國,自2014年下半年開始,國內陸續建成一批濕式靜電除塵改造工程,公布(bù)的煙塵排放濃度也越來(lái)越低,從10mg/Nm3,到5mg/Nm3,到3mg/Nm3,甚至於1mg/Nm3,結(jié)合高效脫硫、脫硝技術,“超淨排(pái)放”“近零排放”的概(gài)念逐(zhú)漸成為環保熱詞。WESP作為高(gāo)效除塵(chén)的尖(jiān)端精(jīng)處(chù)理設備在處理複雜(zá)濕煙氣PM2.5組分方麵具有明(míng)顯的優勢,得到行業人士的普遍認(rèn)可,本文僅就WESP目前在國內的應用情況(kuàng)進行討論和分析。
二、WESP技術(shù)分類
WESP除在處理複雜濕煙氣PM2.5組分具備明顯優勢之(zhī)外,其對高比電阻粉塵、酸霧、汞、重金屬、二惡英等氣溶膠(jiāo)顆粒也具有(yǒu)優異的協同脫除效果,嚴格來(lái)講,“深度淨化(huà)、聯(lián)合脫除”才是該技術(shù)應(yīng)用於燃煤煙氣汙染(rǎn)物末端脫(tuō)除的準確表述,而不是常規理解的僅僅實現的除塵功能。隨著濕式靜電除塵設備的大(dà)規模應用,業(yè)主單位在選(xuǎn)擇濕式除塵(chén)設備時,通常按照陽極材質不同來分類,即:
1、柔性陽極濕式除塵設備
該技術采用柔性有機纖維作為做陽極,利用纖維結構的毛(máo)細現象,使(shǐ)其在運行過(guò)程中自然形成(chéng)“全表麵”均勻水膜,不會出現剛性極板常見的(de)“溝流”及(jí)“枝杈”現象,降低了(le)陽極發生(shēng)結垢的可能性(xìng)。柔性有機纖(xiān)維材(cái)料耐腐蝕性能優越,運行過程中不需要額外使用堿液進行保護性衝洗,無二(èr)次廢水產生。柔(róu)性陽極(jí)能夠在極(jí)板(bǎn)自然形(xíng)成並保持一層均勻水膜,起到“自(zì)衝刷”的水力衝灰效果,無需大量衝洗水。該技術由山東神華山大能源環境有(yǒu)限公司自主研發,專門針對燃煤濕煙氣的特點,具備完全自主知識產權,是國內電力(lì)行業(yè)好早大型化應用(300MW機組以上)的濕式除塵設備技術,可根據需要采用(yòng)立式或臥式布置方式,運行費用是國內外同類技術的40%~50%。
2、剛性極(jí)板濕式(shì)除塵設備
(1)不鏽鋼陽極濕式除(chú)塵設(shè)備(bèi):該技術采用316L不鏽鋼作為陽極(jí)材料,其技術來源為日本三菱、日(rì)立公司,國內也有部(bù)分環保企業通(tōng)過消化吸(xī)收(shōu)以上技術推(tuī)出(chū)了自己的(de)不鏽鋼陽極WESP技術,該(gāi)技術均采用臥式(shì)方式布置。由於316L不鏽鋼在脫硫(liú)後高腐蝕環境煙氣中長期運行(háng)存在顯著(zhe)的(de)腐蝕結垢風險,采用(yòng)金屬極板的濕式靜電除塵(chén)器都設計有(yǒu)堿液(NaOH溶液)保護係統,雖然一(yī)定程度(dù)上延長了陽極板的使用(yòng)壽(shòu)命,但(dàn)是卻由此產生了大量堿性廢水,須另行處理,也對電廠的廢水處理係統帶來了一定的壓(yā)力。
(2)玻璃鋼陽極WESP
該(gāi)技術采用導電玻(bō)璃鋼作為陽極,具備良好的耐腐蝕性能,運行(háng)中不需要堿液保(bǎo)護衝(chōng)洗。玻璃鋼陽(yáng)極濕式靜電曾在(zài)國內化工行業(除(chú)酸霧)廣泛應用,與燃煤煙氣不同,化工行業使用的(de)濕式(shì)靜電除塵器煙氣處(chù)理流速一般在1m/s左右(一(yī)般處理燃煤煙氣為2~3m/s),且尾氣成分相對從簡(jiǎn)單,基本為(wéi)SO3酸霧,H2S等(燃煤煙氣中含有塵、鹽類等多組分雜質(zhì)),因此該技術在燃煤煙氣處理中的應用還有待進一(yī)步驗證。
三、WESP技術工藝及設備選型分析
清灰方(fāng)式合理,陽(yáng)極表麵能夠持續保持清潔是濕式除塵設(shè)備長期穩定運行的關鍵。因此選擇不同的技術工藝,重點應對陽極清灰方式和效果以及由(yóu)清灰方式衍生的問題予(yǔ)以考慮。WESP設備(bèi)若按清灰水膜形成類型劃分,主要有:自(zì)清灰型(依(yī)靠靜電(diàn)收(shōu)集液體形成均勻水膜,完成電極(jí)衝洗,以濕(shī)煙氣環境為前提,代(dài)表性技術柔(róu)性陽極);噴霧衝刷型(霧化噴嘴(zuǐ)產生氣水混合物,在電極表麵形(xíng)成均勻水膜,代(dài)表(biǎo)性技術剛性陽(yáng)極)。陽極材料的異同,其形成水膜的機理差異加大。對於柔性陽極而言,其(qí)陽極材料選用耐酸(suān)堿腐蝕性優(yōu)良的有機纖維,材料編製結構特性引入毛細作用,利於(yú)在超低水耗量(甚(shèn)至緊靠捕集脫硫攜帶的液滴量)即可在表麵形成均勻水膜,正常(cháng)運行耗水(shuǐ)量基本為零;剛性陽極需要重點提升極板表麵加(jiā)工偏差和降低表麵張力,水膜形(xíng)成過程要利(lì)於液膜鋪展,否則會在極板表麵形成“溝流”、“枝杈”現象(xiàng),有造成極板結垢的嚴重風險,或者需要使用外加水源頻繁對陽極進行衝洗,這會使得運行水耗、電耗(hào)和運行成本偏大,嚴重者會影響(xiǎng)脫硫係(xì)統水平衡。因此需盡量降低衝洗(xǐ)水耗量,從而減(jiǎn)少設備出口液滴濃度超標風險增加,降低煙羽脫尾視覺(jiào)汙染。


