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摘要(yào):本文介紹了目前國內濕(shī)式除塵設備的主要類型,依據當前國內濕式除塵設備的投入運行實際情況,分析了影響濕式除塵設備高效穩定運行的幾個關鍵參數,並對不同的工藝路線和設備選型方(fāng)法提出了若幹建議。
關鍵(jiàn)詞:濕式靜電;工藝;選型;超低排放
一、導言
對於燃煤煙氣排放的細顆粒物,三部委要求中、東、西部(bù)地區新建和東部(bù)現(xiàn)役燃煤電廠煙塵排放濃(nóng)度(dù)標準基本達到或接近燃氣輪機組排放限值,鼓勵(lì)加裝濕式靜電除塵裝置(WESP)等成熟適用的環保改造技術。在(zài)美國、日本、德(dé)國等世界發達國家,自1991~1992年開始,濕式靜電技術用於脫硫尾部煙氣處理方麵(miàn)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,公布的(de)煙(yān)塵排放濃度也越來越低,從10mg/Nm3,到5mg/Nm3,到3mg/Nm3,甚至於1mg/Nm3,結合高效脫(tuō)硫、脫(tuō)硝技術,“超淨(jìng)排放”“近零(líng)排放”的概念逐漸成(chéng)為(wéi)環保(bǎo)熱詞。WESP作為高效(xiào)除塵的(de)尖端精處理設(shè)備在處理複雜(zá)濕煙氣PM2.5組分方麵具有明顯的優勢,得到行業人士的普遍認可,本文僅就WESP目前在國內的應用情況進行討論和分析。
二(èr)、WESP技(jì)術(shù)分類
WESP除在處理複(fù)雜濕煙氣PM2.5組分具備明顯(xiǎn)優勢之外(wài),其對高(gāo)比電阻粉塵、酸霧(wù)、汞、重金屬、二惡英等(děng)氣溶膠(jiāo)顆粒也具有優(yōu)異的協同脫除效果,嚴格來講,“深度淨化、聯合脫除”才是該技術應用於燃煤煙氣汙染(rǎn)物末端脫除的準確表述,而不是常規理解的(de)僅僅實(shí)現的除塵功能。隨著濕式靜(jìng)電(diàn)除塵設備(bèi)的大(dà)規模應用,業主單位(wèi)在選擇濕(shī)式除(chú)塵設備時,通常按照陽極(jí)材質不同來分類,即:
1、柔性陽極濕式除(chú)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,使其在(zài)運行過程中自然形(xíng)成“全表麵”均勻水膜,不會出現剛性極板常見的“溝流”及“枝杈”現象,降低了陽極發生結垢的可能性。柔性有機纖維材料耐腐蝕(shí)性(xìng)能優越,運行過程中不需要額外使用堿液進行保護性衝洗,無二次(cì)廢水產生。柔性陽極能夠在極(jí)板自然(rán)形成並保持一層(céng)均(jun1)勻水膜,起到“自衝刷”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限公司自主研發,專門針對燃煤(méi)濕煙氣的特點(diǎn),具備完(wán)全自主知識產權,是(shì)國內電力行業好早大型(xíng)化應用(300MW機(jī)組以上)的濕(shī)式除塵設備技術,可根據需要采(cǎi)用(yòng)立(lì)式或臥式布置方式,運行費用是國內外同類技術的40%~50%。
2、剛性極板濕式除塵設(shè)備
(1)不鏽鋼陽極濕(shī)式除塵設備:該技術采用316L不鏽鋼作(zuò)為陽極材料,其技術來(lái)源為(wéi)日本三菱、日立公司,國內也有部分環保企業通過消化吸收以上技(jì)術推出了自己的不鏽鋼陽極WESP技(jì)術(shù),該(gāi)技術均采用臥式方式布置。由於316L不鏽鋼在脫(tuō)硫後高腐蝕環境煙氣中長期運行存在顯著(zhe)的腐蝕結垢風險,采用金屬極板的(de)濕式靜電除塵(chén)器(qì)都設計有堿液(NaOH溶(róng)液)保護(hù)係統,雖然一定程度上延長了陽極板的使用壽(shòu)命,但是卻由此產生了大量堿(jiǎn)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力。
(2)玻璃鋼(gāng)陽極WESP
該技術采用導電(diàn)玻璃鋼作為陽極,具備良好的耐腐蝕性能,運行中不需要堿液保護衝洗。玻璃鋼陽極濕式靜電曾在國內化工行業(除酸霧)廣泛應用,與燃煤煙(yān)氣不同,化工行業使用的濕式靜電除塵器煙氣處理流速一般在1m/s左右(一般處理燃煤(méi)煙氣為2~3m/s),且尾(wěi)氣成分相對從簡單,基本為SO3酸霧,H2S等(燃煤(méi)煙氣中含有塵、鹽類(lèi)等多組分雜質(zhì)),因此該技術在(zài)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
清灰方式合理,陽極(jí)表麵能(néng)夠持續保持(chí)清潔是濕式除塵設備長期穩定(dìng)運行的關鍵。因此選擇不同的技術(shù)工藝,重點應對陽極清灰方式和效果(guǒ)以(yǐ)及由清(qīng)灰方式衍生的問題予以考慮。WESP設備若(ruò)按(àn)清灰水膜形成(chéng)類型劃分,主要有:自清灰型(依靠靜電(diàn)收集液體形成均勻水膜,完(wán)成電極衝洗,以濕(shī)煙氣環境為前提,代表性技術柔性(xìng)陽極);噴霧衝刷型(霧化(huà)噴嘴產生氣水混合物,在電極表麵形(xíng)成均勻水膜,代表性技術剛性陽極(jí))。陽極材料的異同,其形(xíng)成水膜的機理差異加大。對於柔性陽極而言,其陽極材(cái)料選用耐酸堿腐蝕(shí)性優良的有機纖維,材料編製結構特性引入毛細作用(yòng),利於在超低水耗量(甚至(zhì)緊靠捕集脫硫攜帶的液(yè)滴(dī)量)即可在表麵形成均勻水膜,正常運(yùn)行(háng)耗水量基本(běn)為零;剛性陽極需要重點提(tí)升極板表麵加工偏差和降低表麵張力,水膜形成(chéng)過程要利(lì)於液膜鋪展,否則會(huì)在極板表麵形成“溝流”、“枝杈”現象,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(duì)陽極(jí)進(jìn)行衝洗,這會使得運行水耗、電耗和運行成本偏大,嚴重者會影響(xiǎng)脫硫係統水(shuǐ)平衡。因此需盡量降低衝洗水耗量,從而減(jiǎn)少設備出口液滴濃度超標風險增加,降低煙羽(yǔ)脫尾視覺汙染。


