濕式靜電除塵技術(shù)的工藝設(shè)備選型分析

作者： 2015年11月10日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：
字號：T | T
本文介紹了目前國內(nèi)濕式除塵設(shè)備的主要類型，依據(jù)當(dāng)前國內(nèi)濕式除塵設(shè)備的投入運(yùn)行實(shí)際情況，分析了影響濕式除塵設(shè)備高效穩(wěn)定運(yùn)行的幾個關(guān)鍵參數(shù)，并對不同的工藝路線和設(shè)備選型方法提出了若干建議。
　　本文介紹了目前國內(nèi)濕式除塵設(shè)備的主要類型，依據(jù)當(dāng)前國內(nèi)濕式除塵設(shè)備的投入運(yùn)行實(shí)際情況，分析了影響濕式除塵設(shè)備高效穩(wěn)定運(yùn)行的幾個關(guān)鍵參數(shù)，并對不同的工藝路線和設(shè)備選型方法提出了若干建議。
 
　　一、導(dǎo)言
 
　　對于燃煤煙氣排放的細(xì)顆粒物，三部委要求中、東、西部地區(qū)新建和東部現(xiàn)役燃煤電廠煙塵排放濃度標(biāo)準(zhǔn)基本達(dá)到或接近燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，鼓勵加裝濕式靜電除塵裝置(WESP)等成熟適用的環(huán)保改造技術(shù)。在美國、日本、德國等世界發(fā)達(dá)國家，自1991~1992年開始，濕式靜電技術(shù)用于脫硫尾部煙氣處理方面開始有工業(yè)應(yīng)用案例。在我國，自2014年下半年開始，國內(nèi)陸續(xù)建成一批濕式靜電除塵改造工程，公布的煙塵排放濃度也越來越低，從10mg/Nm3，到5mg/Nm3，到3mg/Nm3，甚至于1mg/Nm3，結(jié)合高效脫硫、脫硝技術(shù)，“超凈排放”“近零排放”的概念逐漸成為環(huán)保熱詞。WESP作為高效除塵的尖端精處理設(shè)備在處理復(fù)雜濕煙氣PM2.5組分方面具有明顯的優(yōu)勢，得到行業(yè)人士的普遍認(rèn)可，本文僅就WESP目前在國內(nèi)的應(yīng)用情況進(jìn)行討論和分析。
 
　　二、WESP技術(shù)分類
 
　　WESP除在處理復(fù)雜濕煙氣PM2.5組分具備明顯優(yōu)勢之外，其對高比電阻粉塵、酸霧、汞、重金屬、二惡英等氣溶膠顆粒也具有優(yōu)異的協(xié)同脫除效果，嚴(yán)格來講，“深度凈化、聯(lián)合脫除”才是該技術(shù)應(yīng)用于燃煤煙氣污染物末端脫除的準(zhǔn)確表述，而不是常規(guī)理解的僅僅實(shí)現(xiàn)的除塵功能。隨著濕式靜電除塵設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用，業(yè)主單位在選擇濕式除塵設(shè)備時，通常按照陽極材質(zhì)不同來分類，即：
 
　　1、柔性陽極濕式除塵設(shè)備
 
　　該技術(shù)采用柔性有機(jī)纖維作為做陽極，利用纖維結(jié)構(gòu)的毛細(xì)現(xiàn)象，使其在運(yùn)行過程中自然形成“全表面”均勻水膜，不會出現(xiàn)剛性極板常見的“溝流”及“枝杈”現(xiàn)象，降低了陽極發(fā)生結(jié)垢的可能性。柔性有機(jī)纖維材料耐腐蝕性能優(yōu)越，運(yùn)行過程中不需要額外使用堿液進(jìn)行保護(hù)性沖洗，無二次廢水產(chǎn)生。柔性陽極能夠在極板自然形成并保持一層均勻水膜，起到“自沖刷”的水力沖灰效果，無需大量沖洗水。該技術(shù)由山東神華山大能源環(huán)境有限公司自主研發(fā)，專門針對燃煤濕煙氣的特點(diǎn)，具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)，是國內(nèi)電力行業(yè)最早大型化應(yīng)用(300MW機(jī)組以上)的濕式除塵設(shè)備技術(shù)，可根據(jù)需要采用立式或臥式布置方式，運(yùn)行費(fèi)用是國內(nèi)外同類技術(shù)的40%~50%。
 
　　2、剛性極板濕式除塵設(shè)備
 
　　(1)不銹鋼陽極濕式除塵設(shè)備：該技術(shù)采用316L不銹鋼作為陽極材料，其技術(shù)來源為日本三菱、日立公司，國內(nèi)也有部分環(huán)保企業(yè)通過消化吸收以上技術(shù)推出了自己的不銹鋼陽極WESP技術(shù)，該技術(shù)均采用臥式方式布置。由于316L不銹鋼在脫硫后高腐蝕環(huán)境煙氣中長期運(yùn)行存在顯著的腐蝕結(jié)垢風(fēng)險，采用金屬極板的濕式靜電除塵器都設(shè)計(jì)有堿液(NaOH溶液)保護(hù)系統(tǒng)，雖然一定程度上延長了陽極板的使用壽命，但是卻由此產(chǎn)生了大量堿性廢水，須另行處理，也對電廠的廢水處理系統(tǒng)帶來了一定的壓力。
 
　　(2)玻璃鋼陽極WESP
 
　　該技術(shù)采用導(dǎo)電玻璃鋼作為陽極，具備良好的耐腐蝕性能，運(yùn)行中不需要堿液保護(hù)沖洗。玻璃鋼陽極濕式靜電曾在國內(nèi)化工行業(yè)(除酸霧)廣泛應(yīng)用，與燃煤煙氣不同，化工行業(yè)使用的濕式靜電除塵器煙氣處理流速一般在1m/s左右(一般處理燃煤煙氣為2~3m/s)，且尾氣成分相對從簡單，基本為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(shù)在燃煤煙氣處理中的應(yīng)用還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
 
　　三、WESP技術(shù)工藝及設(shè)備選型分析
 
　　清灰方式合理，陽極表面能夠持續(xù)保持清潔是濕式除塵設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。因此選擇不同的技術(shù)工藝，重點(diǎn)應(yīng)對陽極清灰方式和效果以及由清灰方式衍生的問題予以考慮。WESP設(shè)備若按清灰水膜形成類型劃分，主要有：自清灰型(依靠靜電收集液體形成均勻水膜，完成電極沖洗，以濕煙氣環(huán)境為前提，代表性技術(shù)柔性陽極);噴霧沖刷型(霧化噴嘴產(chǎn)生氣水混合物，在電極表面形成均勻水膜，代表性技術(shù)剛性陽極)。陽極材料的異同，其形成水膜的機(jī)理差異加大。對于柔性陽極而言，其陽極材料選用耐酸堿腐蝕性優(yōu)良的有機(jī)纖維，材料編制結(jié)構(gòu)特性引入毛細(xì)作用，利于在超低水耗量(甚至緊靠捕集脫硫攜帶的液滴量)即可在表面形成均勻水膜，正常運(yùn)行耗水量基本為零;剛性陽極需要重點(diǎn)提升極板表面加工偏差和降低表面張力，水膜形成過程要利于液膜鋪展，否則會在極板表面形成“溝流”、“枝杈”現(xiàn)象，有造成極板結(jié)垢的嚴(yán)重風(fēng)險，或者需要使用外加水源頻繁對陽極進(jìn)行沖洗，這會使得運(yùn)行水耗、電耗和運(yùn)行成本偏大，嚴(yán)重者會影響脫硫系統(tǒng)水平衡。因此需盡量降低沖洗水耗量，從而減少設(shè)備出口液滴濃度超標(biāo)風(fēng)險增加，降低煙羽脫尾視覺污染。
 
　　濕式除塵器作為國內(nèi)近幾年推廣應(yīng)用的大型煙塵精處理設(shè)備，其長期運(yùn)行安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性，對每個電廠單獨(dú)核算煙塵控制排放精度和噸除塵成本影響較大。WESP技術(shù)大型化應(yīng)用于燃煤電廠煙氣深度凈化開始于2012年，國電益陽發(fā)電廠300MW機(jī)組采用柔性陽極WESP技術(shù)，成功的在降低煙塵排放濃度(設(shè)計(jì)煙塵排放濃度小于20mg/Nm3)的同時，根本性的解決了該廠嚴(yán)重的“石膏雨”問題。隨后該技術(shù)，在九江、滎陽、民權(quán)等國內(nèi)多臺機(jī)組推廣應(yīng)用。上述項(xiàng)目陸續(xù)投運(yùn)獲得行業(yè)的持續(xù)關(guān)注后，國內(nèi)多家環(huán)保企業(yè)開始涉足WESP技術(shù)的引進(jìn)或研發(fā)，并作為企業(yè)的主要環(huán)保產(chǎn)品進(jìn)行市場推廣。2013到2015短短兩年的時間，國內(nèi)先后數(shù)幾十家電力、冶金企業(yè)建成并投運(yùn)了濕式靜電除塵裝置，無論選用哪種技術(shù)工藝，已運(yùn)行設(shè)備所暴露出的問題或長期運(yùn)行安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性在選型調(diào)研時均需給予重點(diǎn)關(guān)注。
 
　　超低排放指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，需要設(shè)備具備實(shí)現(xiàn)細(xì)顆粒高效捕獲的技術(shù)參數(shù)。其中：1、明確關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)尤為重要。對靜電除塵技術(shù)而言，比集塵面積、運(yùn)行電壓、二次電流、煙氣流速、極板長度等關(guān)鍵數(shù)值是對靜電除塵器性能進(jìn)行客觀評價的科學(xué)參數(shù)，根據(jù)研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)和大量工程應(yīng)用證明，WESP要達(dá)到80%以上的運(yùn)行效率，其比集塵面積、電流密度須分別在22 m2/m3/s(按照設(shè)備主結(jié)構(gòu)估算，同等設(shè)備體積下不銹鋼陽極比集塵面積是玻璃鋼陽極和柔性陽極的60%左右)、0.35mA/m以上，關(guān)鍵是煙氣流速需在2.5m/s以下，否則因細(xì)顆粒物慣性力和捕獲液滴被煙氣自身攜帶因素，其實(shí)際運(yùn)行效果肯定會大打折扣，這需要應(yīng)用單位應(yīng)在招標(biāo)采購階段對此類關(guān)鍵參數(shù)給與嚴(yán)格界定。隨著WESP市場的持續(xù)升溫，加之沒有明確的國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，沒有統(tǒng)一的準(zhǔn)入門檻，各環(huán)保廠家在環(huán)保工程競標(biāo)方面基本處于無序競爭狀態(tài)，出現(xiàn)超低技術(shù)參數(shù)配置下但宣傳達(dá)到3mg/Nm3、1mg/Nm3類似違背技術(shù)原理的結(jié)果?；蛘邽榱诉_(dá)到招標(biāo)文件限制指標(biāo)，環(huán)保廠家出現(xiàn)違背保障技術(shù)安全可靠運(yùn)行的盲目削減技術(shù)參數(shù)情況。2、控制氣流均布(流場模擬)是基礎(chǔ)條件。WESP技術(shù)要求實(shí)現(xiàn)5mg/Nm3以下的煙塵排放指標(biāo)，其捕獲目標(biāo)為1微米以下的超細(xì)顆粒物，即便局部的氣流分布不均或擾動都有可能造成被捕獲顆粒的逃逸，引起排放增長，因此WESP設(shè)計(jì)前都應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行流場數(shù)值模擬，控制煙氣均布系數(shù)在0.13以下。3、選擇合理選擇設(shè)備防腐工藝。WESP裝置運(yùn)行環(huán)境十分惡劣，對于設(shè)備自身的耐腐蝕性能提出了很高的要求，應(yīng)當(dāng)綜合考慮造價和可靠性兩方面的需求。目前較為普遍的設(shè)計(jì)原則是：殼體及結(jié)構(gòu)支撐部件采用碳鋼+鱗片防腐，并嚴(yán)格控制施工質(zhì)量(鱗片防腐質(zhì)量問題目前多有發(fā)生);陰、陽極構(gòu)件、導(dǎo)流裝置采用有機(jī)纖維、玻璃鋼、PP、雙相鋼、鈦等耐腐蝕材料。4、確保設(shè)備制作及安裝精度。WESP內(nèi)部件均是采用模塊化設(shè)計(jì)，陰、陽極數(shù)量巨大，極間距的均勻、準(zhǔn)確直接影響其集塵性能。在陰、陽極構(gòu)件加工階段就要明確各項(xiàng)誤差標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格檢驗(yàn)，并在運(yùn)輸、吊裝、安裝過程中妥善保護(hù)直至精準(zhǔn)定位。加工、安裝質(zhì)量偏差是造成的WESP裝置不能正常投運(yùn)的常見原因之一。
 
　　四、結(jié)束語
 
　　目前我國采用的煙塵濃度測試規(guī)范1991標(biāo)準(zhǔn)，按照該規(guī)范中采用的測試分析方法和現(xiàn)有的測試儀器并不能完全滿足煙塵超凈排放的技術(shù)要求，極小的操作偏差或現(xiàn)場干擾就有可能造成測試結(jié)果出現(xiàn)顛覆性的差異。近期國家環(huán)保部已經(jīng)組織相關(guān)部門、專家制定針對超凈排放指標(biāo)的新測試規(guī)范，相信不久之后會有指導(dǎo)性的文件發(fā)布，屆時將對判定煙塵超凈排放提供更為精準(zhǔn)的第三方測試結(jié)果，并監(jiān)督、促進(jìn)市場良性發(fā)展。
 
　　雖然WESP技術(shù)在造價、運(yùn)行費(fèi)用、運(yùn)行可靠性方面還有待于經(jīng)歷市場長期的考驗(yàn)，但這并不能否認(rèn)該技術(shù)在這一領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，相信隨著越來越多WESP裝置的投入運(yùn)行，技術(shù)的不斷完善優(yōu)化，上述問題將會得到有效的解決，該技術(shù)也必將為環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展、大氣環(huán)境質(zhì)量改善貢獻(xiàn)更大、更重要的力量。
全球化工設(shè)備網(wǎng)（http://seenwhilewandering.com ）友情提醒，轉(zhuǎn)載請務(wù)必注明來源:全球化工設(shè)備網(wǎng)！違者必究.

標(biāo)簽：濕式除塵設(shè)備

分享到：
免責(zé)聲明：1、本文系本網(wǎng)編輯轉(zhuǎn)載或者作者自行發(fā)布，本網(wǎng)發(fā)布文章的目的在于傳遞更多信息給訪問者，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)，同時本網(wǎng)亦不對文章內(nèi)容的真實(shí)性負(fù)責(zé)。
2、如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題，請?jiān)?0日內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時間作出適當(dāng)處理！有關(guān)作品版權(quán)事宜請聯(lián)系：+86-571-88970062