摘要：作為大氣復(fù)合污染物控制有效治理技術(shù)裝備，濕式電除塵器在治理PM2.5、酸霧、氣溶膠、亞微米顆粒物、汞、重金屬及二噁英等污染物具有廣泛的應(yīng)用前景，本文論述了濕式電除塵器的工作原理、主體結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)，探討了濕式電除塵器在我國(guó)的應(yīng)用前景。

1、前言

我國(guó)各地日漸增多的灰霾天氣給人們生活健康帶來(lái)不可估量的影響，由此PM2.5引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。PM2.5產(chǎn)生的主要來(lái)源，是日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車(chē)尾氣排放等過(guò)程中經(jīng)過(guò)燃燒而排放的殘留物?，F(xiàn)階段，我國(guó)90%的電能來(lái)自于火力發(fā)電，而火力發(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)需要燃燒大量煤炭，燃煤電廠要工業(yè)鍋爐產(chǎn)生的大氣污染物已成為大氣污染的主要來(lái)源。《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 ( GB 13223-2011) 規(guī)定燃煤電廠粉塵排放限值 30 mg/m3，而對(duì)于重點(diǎn)地區(qū)燃煤電廠粉塵排放限制降至20 mg/m3，單純的干式電除塵器已經(jīng)很難滿足該排放要求[1]。

隨著人們對(duì)火力燃煤電廠及工業(yè)鍋爐微細(xì)顆粒物( 包括PM2.5粉塵、SO3酸霧及氣溶膠等)、重金屬汞、揮發(fā)性有機(jī)化合物等復(fù)合污染物排放的日益重視，這些符合污染物的治理也成為國(guó)際社會(huì)廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)對(duì) PM2.5微細(xì)顆粒物汞的排放進(jìn)行了嚴(yán)格的限制。據(jù)國(guó)外PM2.5治理先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，濕式靜電除塵器對(duì)酸霧、有毒重金屬以及PM10，尤其是PM2.5的微細(xì)粉塵有良好的脫除效果，可以使用濕式靜電除塵器來(lái)控制電廠的SO3酸霧，具有聯(lián)合脫除PM2.5、酸霧和重金屬汞及其氧化物等符合污染物的前景。 此外，濕式靜電除塵技術(shù)作為一種終端精處理技術(shù)，不僅在燃煤電廠，還在燃煤鍋爐、化工、冶金等領(lǐng)域具備廣泛的應(yīng)用前景，將產(chǎn)生巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

2 濕式電除塵技術(shù)特點(diǎn)

2.1技術(shù)原理

濕式電除塵器和與干式電除塵器的收塵原理相同，都是靠高壓電暈放電使得粉塵荷電，產(chǎn)生大量電子和離子，在電場(chǎng)力的作用下向兩極移動(dòng)過(guò)程中，碰撞到煙氣中的粉塵顆粒使其荷電，荷電粉塵在電場(chǎng)力作用下與氣流分離向極板或極線運(yùn)動(dòng)，荷電粉塵到達(dá)極板或極線時(shí)由靜電力吸附在極板或極線上，從而使煙氣凈化。但在對(duì)集塵板上捕集到的粉塵清除方式上WESP與DESP有較大區(qū)別，干式電除塵器一般采用機(jī)械振打或聲波清灰等方式清除電極上的積灰，而濕式電除塵器則采用沖刷液沖洗電極，在極板上形成連續(xù)的液膜，使粉塵隨著沖刷液的流動(dòng)而清除。

2.2主體結(jié)構(gòu)

濕式靜電除塵器主要由進(jìn)出口煙道、除塵器殼體、導(dǎo)流板、整流格柵、陽(yáng)極收塵板、陰極線、絕緣箱、沖洗水系統(tǒng)、電源及控制系統(tǒng)等組成。

2.3技術(shù)特點(diǎn)

濕式電除塵器具有除塵效率高、壓力損失小、操做簡(jiǎn)單、能耗小、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、無(wú)二次揚(yáng)塵、維護(hù)費(fèi)用低、生產(chǎn)停工期短、可工作于煙氣露點(diǎn)溫度以下、由于結(jié)構(gòu)緊湊而可與其它煙氣治理設(shè)備相互結(jié)合、設(shè)計(jì)形式多樣化等優(yōu)點(diǎn)。其與干法電除塵相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、濕式靜電除塵器利用水處理被收集的粉塵，其不受高比電阻粉塵的影響，可達(dá)到很高的除塵效率(濕式靜電除塵器出口含塵量有可能≤1mg/Nm3)。

2、在不利條件下，濕式靜電除塵器對(duì)粉塵的收集比干式靜電除塵器更能適用對(duì)氣體凈化過(guò)程和性能方面程度要求很高的產(chǎn)業(yè)。

3、放電極采用獨(dú)特的形狀和安裝方法，不會(huì)由于振動(dòng)或腐蝕而損壞。

4、采用特定形式的電極及最佳的噴嘴排列，使其達(dá)到最有效的清洗效果。

5、電極上無(wú)堆塵。

6、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、基本沒(méi)有易損件。

7、無(wú)二次揚(yáng)塵。

除此之外，采用濕式電除塵器脫除煙氣中的汞對(duì)于燃燒高硫煤或低硫煤的的電廠來(lái)說(shuō)，是一項(xiàng)極富前景的控制汞排放的方式。煙氣中的汞如果以水溶性的氧化物形式存在就可以直接以顆粒物形式脫除，而如果以元素汞形式存在就可以被吸附劑吸附后再間接脫除。

表1 ESP干法電除塵與WESP濕法電除塵技術(shù)的比較

3 濕式電除塵應(yīng)用于火電污染物治理

濕式電除塵技術(shù)是去除PM2.5的最有效手段，是當(dāng)前國(guó)際領(lǐng)先水平的除塵環(huán)保技術(shù)，在歐美等世界發(fā)達(dá)國(guó)家有數(shù)百個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用濕式靜電除塵技術(shù)，有效地除去煙氣中的PM2.5粉塵。

基于濕式電除塵在脫除PM2.5方面具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)燃煤及發(fā)電行業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)，凱天環(huán)保科技股份有限公司開(kāi)展了濕式電除塵器的技術(shù)研發(fā)工作，并自主設(shè)計(jì)制造了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的濕式電除塵器試驗(yàn)平臺(tái)、除塵系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)、理化分析試驗(yàn)臺(tái)、CFD數(shù)值模擬仿真研究室等試驗(yàn)研究平臺(tái)，實(shí)施濕式靜電除塵器關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。

在濕法脫硫之后控制PM2.5、控制SO3酸霧、脫除汞等重金屬，一方面取消了振打，避免了粉塵的二次飛揚(yáng)，可將煙塵排放濃度控制在5mg/m3以下，也就是大大降低了PM2.5;另一方面還可以對(duì)SO3酸霧、汞等重金屬進(jìn)行有效控制。在電除塵器內(nèi)部通過(guò)噴霧增濕，荷電后的SO3酸霧在靜電凝聚作用下粒徑增大，被捕集于極板并與水膜形成稀酸，去除效率可達(dá)95%以上。同時(shí)，基于電除塵器內(nèi)部過(guò)飽和環(huán)境和靜電脫除效應(yīng)，對(duì)煙氣中顆粒汞、氧化汞的脫除效率高達(dá)60%以上。以下為濕式電除塵在火電行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用情況：

某電廠300MW燃煤發(fā)電機(jī)組尾部煙氣處理采用石灰石—石膏濕法全煙氣脫硫，一爐一塔系統(tǒng)配置，脫硫系統(tǒng)未設(shè)置GGH。濕式電除塵器系統(tǒng)投運(yùn)前電除塵器除塵效率為98.69%;出口煙塵濃度為392.8mg/ Nm3，超出環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)排放限值要求。濕式電除塵器系統(tǒng)投運(yùn)后機(jī)組滿負(fù)荷工況，除塵器進(jìn)口煙塵濃度30004mg/m3(標(biāo)態(tài)、干基)條件下，達(dá)到如下效果：

1、煙囪入口總固體顆粒排放質(zhì)量濃度平均值為18.5mg/m3(標(biāo)態(tài)、干基)，低于重點(diǎn)地區(qū)大氣污染物特別排放限值20mg/m3(標(biāo)態(tài)、干基)的要求;

2、機(jī)組煙囪入口液滴排放質(zhì)量濃度平均值為13.46mg/m3(標(biāo)態(tài)、干基)，符合設(shè)計(jì)指標(biāo)—液滴排放質(zhì)量濃度≦20mg/m3(標(biāo)態(tài)、干基)的要求;

3、煙囪出口煙氣帶水和“石膏雨”問(wèn)題得到質(zhì)的改善，裝置出口2.5μm粒徑以上細(xì)顆?；就耆摮?，出口細(xì)顆粒物數(shù)量上以0.07~0.8μm 細(xì)顆粒物居多;

4、 裝置脫酸效果顯著，煙囪冷凝酸性液體量降低大于70%，冷凝液中H+離子濃度降低約60%，煙囪腐蝕壓力大力減緩;

5、 設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，平均電耗130KWh，水耗率為零。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著大氣污染物尤其是排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格,PM2.5的治理已提到議事日程 ,研究開(kāi)發(fā)適合中國(guó)國(guó)情、經(jīng)濟(jì)可靠、治理效率高的技術(shù)和設(shè)備勢(shì)在必行。濕式電除塵作為一種高效治理復(fù)合污染物(尤其是PM2.5)具有強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，國(guó)外 WESP 在電廠已經(jīng)具有近 30 年的應(yīng)用歷史，且有近 50 套 WESP 應(yīng)用于美國(guó)歐洲及日本的電廠[2]。可以預(yù)見(jiàn)， 未來(lái)隨著我國(guó)的粉塵及復(fù)合污染物排放法規(guī)的出臺(tái)，濕式電除塵將會(huì)在燃煤電廠、工業(yè)鍋爐煙氣治理等領(lǐng)域得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

編輯：張偉