湿式电除尘器在国内火电厂的应用

1 引言

随着国民经济的快速发展，污染物排放的增加对大气环境造成了很大的影响。最近几年，国内雾霾天气增加，引起了广大民众对环境的关注。为落实国家的科学发展观和节能减排的要求，新颁布的火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)于2012年1月1日正式实施，要求自2012年1月1日起，新建火力发电锅炉及燃汽轮机组的烟尘、二氧化硫、氮氧化物需满足本标准规定限值;自2014年7月1日起，现有的火力发电锅炉及燃汽轮机组的烟尘、二氧化硫、氮氧化物需满足本标准规定限值。虽然火电厂已经在积极改进生产工艺以提升对大气污染物的排放控制措施，但原有的工艺及传统的排放控制措施，仍然无法满足现行的国家标准，急需采用更加高效环保的环保技术，而湿式电除尘器在工程中的广泛应用，为火电厂执行国家标准，提供了重要的技术支撑。

2 湿式电除尘器工作原理及设备类型介绍

2.1 湿式电除尘器工作原理

湿式电除尘器的主要工作原理与干式电除尘基本相同，即含尘气体在通过高压电场电离，尘粒荷电在电场力的作用下向收尘极运动并被吸附在收尘极上。与干式电除尘通过振打将极板上的灰振落至灰斗不同的是，湿式电除尘器是通过极板冲刷方式使极板上的收集的粉尘随水排出，因为没有振打极板产生的二次扬尘，湿式电除尘器可以达到很低的排放浓度。

2.2 湿式电除尘器的类型

湿式电除尘器安装在吸收塔之后，烟囱之前，对脱硫后烟气进行进一步的粉尘的脱除，并对石膏雨、PM2.5、SO3等均有良好的脱除效果。目前湿式电除尘器按阳极板材质分，有柔性极板、导电玻璃钢、金属极板三种类型。按布置位置分，可分为塔上式及塔外式两种类型，按布置方式分，可分为立式和卧式两种类型。

3 现有湿式电除尘器介绍

3.1 柔性极板湿式电除尘器

柔性电极湿式电除尘器采用新型耐酸碱腐蚀性能优良的柔性阳极材料，在近零水耗、零碱耗的条件下实现燃煤脱硫烟气清洁排放。该技术是国内唯一拥有完全自主知识产权的湿式电除尘技术。装置核心材料具有优良的耐温腐蚀性能，完全满足在饱和湿烟气环境中长期运行。

柔性极板湿式电除尘器的技术特点：

⑴除尘效率可达85%以上，并能够有效的脱出PM2.5、SO3酸雾、NH3气溶胶、水雾、重金属粒子等污染物，综合脱除效率达80%以上。

⑵柔性阳极材质为有机合成纤维，耐腐蚀性能优，完全满足在饱和湿烟气环境中长期运行。利用纤维结构的毛细现象，运行过程中，极板可形成“全表面”均匀水膜，避免出现“沟流”现象，极大的降低了阳极发生结构的风险。采用特殊结构设计保证柔性极板的张紧及安装精度，并可实现阳极的单片更换。

⑶无连续的中性冲洗水保护，运行过程间接冲洗，接近“零水耗”。无连续冲洗水加入，可保证出口液滴含量小于15mg/Nm3。无循环水、废水处理系统，无碱液设施，系统简单、可靠，运行维护工作量少、费用低。

⑷模块化设计，布置方式灵活。塔上式、塔外式、卧式或立式均可进行相应布置。

3.2导电玻璃钢湿式电除尘器

导电玻璃钢湿式电除尘(除雾)器技术原多用于我国冶金及化工行业。这种湿式电除尘器极板材料采用导电玻璃钢FRP，收尘板结构形式为管式，有圆形、方形、正多边形等，以多边形居多，极板为管式结构，多为立式布置。

导电玻璃钢湿式电除尘器的技术特点：

⑴除尘效率可达80%以上，并能够有效的脱出PM2.5、SO3酸雾、NH3气溶胶、水雾、重金属粒子等污染物，在化工行业应用的烟气流速较低，主要靠烟气流速的选取和调整极板长度来实现除尘效率的要求。

⑵极板采用导电玻璃钢FRP，导电玻璃钢管束模块多在工厂加工，现场可直接吊装安装。现场阳极安装工作量较小，但无法实现阳极板的单块更换。

⑶无连续的中性冲洗水保护，运行过程间接冲洗，为防止极板结垢，需定期冲洗，冲洗频率较柔性极板湿式电除尘器高。系统较为简单、可靠，运行维护工作量较少。

⑷极板为管式结构，故多为立式布置。

3.3刚性极板湿式电除尘器

该技术原多为日本和欧洲公司(如三菱、日立、B&W、SIEMENS)采用，后引入国内后由国内公司吸收发展，极板材质多为316L不锈钢，其结构型式与常规干式静电除尘器基本相同，阳极板采用平板结构，喷水淸灰，除尘器多为卧式布置，烟气平进平出，必须要保证有足够安装空间，除尘效率可保证70%(一个电场)～85%(两个电场)，各家略有不同。由于极板采用316L不锈钢材质，耐腐蚀能力低，特别是对含氯离子的烟气不适用，故为保护极板不受腐蚀，金属极板表面需采用加碱性添加剂调整冲洗水连续喷淋。除尘器外需设置加碱系统。

刚性极板湿式电除尘器的技术特点：

⑴除尘效率可达80%以上，并能够有效的脱出PM2.5、SO3酸雾、NH3气溶胶、水雾、重金属粒子等污染物。

⑵极板采用316L不锈钢极板，机械强度高，刚性好，但为保证极板不被腐蚀，需用添加碱性添加剂的冲洗水连续喷淋来保护。

⑶金属极板表面形成稳定水膜是除尘的关键，需要在冲洗水中加入氢氧化钠来调整PH值，用以中和烟气中酸雾凝结形成的酸液，避免对极板造成严重腐蚀。为保护极板，采用加碱性添加剂调整冲洗水连续冲洗，运行过程全程冲洗，水耗量大，碱耗量大，电耗大。需单独设置加碱系统。收集的酸液稀释加碱中和、过滤后，一小部分进入脱硫补水，大部分回到喷淋系统。因为采用连续冲洗，对出口雾滴含量影响较大，需在出口烟道内增加除雾器，系统阻力增大。系统较为复杂，运行维护工作量较多。

⑷卧式布置，烟气平进平出，必须要保证有足够安装空间，故安装位置较高。

4结论

随着社会的发展，人们对生活质量和自身健康越来越重视，对空气质量也越来越关注。然而在生产和生活过程中，成年累月的向大气排放各类污染物，使大气遭到严重污染。在大气污染物中粉尘颗粒物的污染占重要部分，所以防止粉尘污染、保护大气环境是刻不容缓的重要任务。为了满足新的火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)对烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放控制要求，现有火电厂都迫切需要采用与之配套的湿式电除尘器技术。湿式电除尘器对于环境的保护和火电厂的长远发展，具有很大的价值。湿式除尘器作为大气污染控制的最后一道关卡，是环保工程中重要的设备。湿式除尘器设计是否优良，应用维护是否得当直接影响投资费用、除尘效果、运行作业率。所以掌握湿式除尘器的工作机理，精心设计、制造和维护管理湿式除尘器，对搞好环保工作具有重要意义。目前国内技术和设备的应用已逐渐成熟、稳定，完全能够达到环保排放的要求。