引言

大氣污染是我國城市主要環(huán)境問題,作為燃煤大國,大量的工廠廢氣排放嚴重影響著大氣環(huán)境質量以及人們的生產生活。隨著大氣污染排放標準日益嚴苛,人們對除塵設備有了更高的要求。當前在燃煤電廠中,除塵主要依賴脫硝后的除塵器進行,而目前市面上提高除塵器效率的技術多種多樣,如低溫除塵技術、高頻電源除塵技術等,大部分除塵技術的效率能使固體顆粒的排放濃度降低到20mg/m3左右。為了對細微粉塵進行捕捉,有些工廠采用濕法脫硫的裝置進行除塵,但因廠內的煙氣整體溫度降低、濕度增大等原因,產生了較多的煙羽,其液滴攜帶著粉塵、石膏等顆粒物進入煙囪,致使燃煤電廠周邊產生了石膏雨。要減少燃煤電廠固體顆粒的排放,消除石膏雨現(xiàn)象,就必須解決顆粒物的捕集問題,而濕電能夠在脫硫裝置上極為有效地捕集固體顆粒,其也因此得到了普及應用。

1濕電在國外燃煤電廠的應用

1.1濕電在日本的應用

20世紀90年代,日本提出了地方環(huán)保法規(guī)對污染廢氣進行排放控制。在1991一1993年,日本三菱公司分別建成了3個濕電。1997年,低溫除塵技術也在日本研發(fā)成功,并且投入到Haramachi電廠使用,這也就意味著采取低溫電除塵技術以及對于煙塵的處理系統(tǒng)與其他工藝進行組合也能夠在一定程度上將廢氣排放的濃度控制在5mg/m3。1997一2009年,日本便一直以這種方式對廢氣進行協(xié)同處理。當時,為了應對當?shù)卣岢龅膶U氣處理的更高要求,日本公司在此前的基礎上提出了低溫電除塵器、脫硫設備與濕電聯(lián)合運行的方式來進一步處理廢氣,并于2009年、2010年在碧南電廠開始實施。

1.2濕電在美國的應用

21世紀初,美國提出了廢除顆粒物（pM10）年均值的要求,并且還要求收緊pM2.5的控制值,同時還在本國的燃煤電廠安裝了8臺濕電,且每一個電廠的煙氣處理技術都不相同,如布袋除塵器+濕法脫硫系統(tǒng)+濕電,脫汞+電除塵器+布袋除塵器+濕法脫硫系統(tǒng)+濕電,電除塵器+濕法脫硫系統(tǒng)+濕電等。美國燃煤電廠濕電的應用特點在于,主要面向的是燃燒中硫煤以及高硫煤的火電機組,從而解決工廠藍煙的問題。

2濕電主要種類介紹

濕電不僅擁有除塵的效果,還能在一定程度上控制pM2.5、s03及重金屬等污染物的排放。近年來,濕電發(fā)展越發(fā)迅猛,現(xiàn)有的常用濕電大致能夠分為以下幾種:

2.1臥式金屬平板式濕電

這種濕電技術較為成熟,主要以日本三菱和日立公司為典型代表,我國所用的這種形式的濕電也大多是從日本引進的。這種濕電不僅擁有較好的穩(wěn)定性,其除塵效率也相當可觀。

金屬平板式濕電的主要運轉流程雖與干式電除塵器相似,但金屬平板式濕電主要是在極板之間形成水霧,水霧與煙塵相融合之后,能夠更好地被電除塵器捕集。不同于干式電除塵器的振動清灰,臥式濕電采用的是更加干凈的水霧清灰方式,在極板上形成水膜,不斷沖刷固體顆粒物,這一過程中不需要斷電,更重要的是不會因為清灰而產生二次揚塵。噴出的水膜完成沖刷之后,排至下部專門收集污水的裝置中,進行二次處理再利用,極為環(huán)保。

2.2柔性電極濕電

這種電除塵器運用的是靜電除塵的方式,但其構建采用的是較為新型的柔性纖維材料,能夠在一定程度上加強顆粒物的收集和吸附,不需要如同臥式濕電一般形成水膜,對陽極板進行沖洗。當然其并非完全用不到水,只是用水量較臥式濕電要少很多,且不論是干燥環(huán)境還是濕煙環(huán)境都可以使用。此外,柔性電極濕電的操作系統(tǒng)相較于臥式濕電簡單很多。

2.3導電玻璃鋼濕電

這種技術與柔性電極濕電有相同之處,都是采用靜電除塵的方式,不同的是,導電玻璃鋼濕電電壓的運用范圍更廣。這種導電玻璃鋼濕電主要是采用不均勻的電場將電暈控制在一定的區(qū)域內,氣體進入電暈范圍內,電場持續(xù)放電,對煙氣的固體顆粒物進行捕集。導電玻璃鋼濕電常用電壓一般是在50～70kV,陽極管采用的是較好的碳纖維復合材料,對于其整體性能有一個很好的提升作用。這種濕電與柔性電極濕電一樣,都不需要用到過多的水,排水量也相對較少,操作系統(tǒng)較之臥式金屬平板式濕電也更為簡單。

2.4立式徑流式濕電

立式徑流式濕電從構造原理上來說與前面三種都有很大的不同,煙氣進入立式徑流式濕電中,氣流沿與陽極板垂直的方向流動,廢氣中所含固體顆粒在風力和電力的相互作用下,在陽極板上完成捕集。陽極板采用的是多孔泡沫金屬材質,這種材料具有防腐蝕、耐高溫的特點,對固體顆粒物的捕集效率要高于一般的陽極板。

正常情況下,脫硫塔處理完的煙氣濕度較大,其進入立式徑流式濕電中,煙氣中的固體顆粒與除塵器中的液滴相互混合,在電力的作用下,很容易就會被捕獲。由于電極板的材質為多孔結構,很多固體顆粒物會卡在孔內,需要使用高壓水流來進行清理。

3案例介紹

濕電種類繁多,本文以臥式金屬平板式濕電為例,對濕電在燃煤電廠實際應用中的性能加以驗證。

3.1山東濱州某發(fā)電廠2x350MW機組配套濕電

3.1.1項目概況

本項目裝設2×350Mw超臨界燃煤機組,為滿足《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223一2011）,煙氣經低壓脈沖旋轉噴吹袋式除塵器攔截后（出口粉塵濃度<30mg/Nm3),進入脫硫系統(tǒng),脫硫采用石灰石-石膏濕法脫硫技術,脫硫吸收塔頂部設置除霧器。在脫硫吸收塔出口設置臥式金屬平板式濕電,煙氣經濕電進行處理后,從煙囪排入大氣。

3.1.2測試結果數(shù)據(jù)分析

從表1可以看出,本工程裝設的臥式金屬平板式濕電對脫硫出口煙氣中顆粒物攔截效果良好,在測試工況下除塵效率達83.5%,出口煙塵濃度為3.8mg/Nm3（干）（按α=1.4換算）,標準狀態(tài)干煙氣顆粒物濃度達到了<5mg/Nm3的要求。

3.2臺灣某發(fā)電廠600MW機組配套濕電

3.2.1項目概況

本項目是臺灣某發(fā)電廠600Mw機組為降低粉塵微粒排放所進行的改造工程,改造對象燃煤鍋爐（1950t/h）為日本三菱重工（MHI）所制造,靜電除塵器為ABB公司所制造,脫硫裝置為海水脫硫,由日本富士化水公司所設計,整套發(fā)電機組于1999年啟用,商業(yè)運轉至今。本次改造裝設的濕電同樣是臥式金屬平板式。

3.2.2測試結果數(shù)據(jù)分析

該濕電共設4個電場分區(qū),表2為濕電停一個電場時,實測濕電進出口煙氣流量、顆粒物和So3濃度等數(shù)據(jù)。

在濕電停一個電場的情況下,出口標準狀態(tài)干煙氣顆粒物濃度為1.5mg/Nm3,除塵效率達83.4%,So3脫除效率達80.37%。

4結語

綜上,濕電能夠較為有效地將固體顆粒物排放濃度降低到5mg/Nm3以下,且對煙氣中的So3也有很好的脫除效果,可以有效控制細顆粒物的排放和石膏雨的產生,對改善大氣環(huán)境具有重要作用。此外,從臥式金屬平板式濕電在國內的應用情況來看,濕電在燃煤電廠中性能優(yōu)異,應用前景廣闊。當然,對于不同工藝的濕電,需要各個電廠結合自身情況,因地制宜,選取適合自己的產品。