湿式电除尘器对PM2.5的治理效果及应用前景
湿式电除尘器在国内火电厂的应用
2016年3月5日上午,李克强总理代表国务院作政府工作报告。
本次政府报告由2015年工作回顾、"十三五"时期主要目标任务和重大举措和2016年重点工作三部分构成。
大气污染治理,是唯一在三个部分中均有提及的环保命题。
谈到大气污染治理,不得不说的是火电环保,而火电厂除尘又是火电环保的重要组成部分之一,本文论述了湿式电除尘器在国内火电厂的应用。
摘要:随着国家新环保政策的出台,新的火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)自2014年7月1日起全面实行,新排放标准对烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放控制要求都有大幅的提高,现有火电厂如想满足该排放要求,都迫切需要采用与之配套的先进的环保设施。
湿式电除尘器作为一种先进的环保设施,能够有效地减少吸收塔后烟尘排放量,并对石膏雨、PM2.5、SO3等均有良好的脱除效果。
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。
湿电原理及应用
湿式电除尘器的原理及应用燃煤电厂一直是国家环境治理的重点,新出台的污染物排放标准更是对近年来陆续跟进的除尘、脱硫以及脱硝系统提出了更高的要求,如何控制PM2.5细颗粒排放、石膏雨和烟囱蓝烟等问题已成为当务之急。
新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中,粉尘排放限值由50mg/m3提高到30mg/m3,重点地区提高到20mg/m3,单纯的干式电除尘器已经很难满足要求,同时新标准也提高了NOx和SOx的排放限值,并增加了Hg 的控制指标。
湿式电除尘器(WESP)在实现超低排放、控制PM2.5和重金属等复合污染物方面应用效果良好,国家环保部在《环境空气细颗粒物污染防治技术政策(试行)》(征求意见稿)中明确指出:鼓励火电企业采用湿式电除尘等新技术,防止脱硫脱硝造成的“石膏雨”以及“蓝烟”污染。
2 国内外应用现状和技术特点2.1 国内湿式电除尘器应用概况我国在湿式电除尘技术研究方面起步较晚,最早主要是硫酸和冶金工业中应用了一些中小型的湿式电除尘器。
从2009年开始,逐步开展了针对燃煤电厂应用湿式电除尘器的研究和探索,并取得了多个项目的成功应用。
华电淄博热电有限公司湿式电除尘工程,该项目充分考虑了老厂炉后场地有限的特点,采用了双层复式卧式结构,结构紧凑。
鞍钢第二发电厂燃气-蒸汽联合循环机组,引进日本三菱湿式电除尘器装置(平板式),用于除尘净化进入煤气压缩机前高炉、焦炉煤气。
2.2 国外湿式电除尘器应用概况日本的湿式电除尘技术起步较早,已经有30多年的应用史,仅三菱重工就有33台套应用于电厂。
日本碧南电厂5台套湿式电除尘器投产20年来,烟尘排放浓度长期保持在2~5mg/m3的水平,并且湿式电除尘器本体和内部构件均未发生严重腐蚀。
美国在湿式电除尘方面研究也较早,与日本不同的是,美国应用较多的是垂直烟气流独立设计和与WFGD的整体式设计。
典型工程有AES深水电厂,采用的是吸收塔后单独布置的垂直烟气流设计。
湿式电除尘技术及其在电厂的应用前景
湿式电除尘技术及其在电厂的应用前景伴随着全球经济的发展,大气污染现象越来越严重,尤其是近些年,以细微颗粒物(PM2.5)为主的颗粒物严重威胁着人们的健康和环境的质量。
文章将围绕湿式电除尘技术及其在电厂的应用前景问题分别从湿式电除尘技术的发展现状、原理与分类、布置形式和考虑因素、应用前景等方面进行阐述。
标签:湿式电除尘器;湿式电除尘技术;电厂;应用前景1 湿式电除尘技术的发展现状湿式电除尘器是一种已经拥有一百多年历史的较新的除尘设备,湿式电除尘器的首个发明人是乔治·科特雷尔,时间是在1907年,该设备在冶金、制酸等工业生产中应用广泛,技术已日臻成熟,但真正应用于电力行业的时间却比较晚。
现在美国、日本等世界发达国家对湿式电除尘器的研究较为先进,随着湿式电除尘器在这些发达国家燃煤电厂中的应用,成功地为这些世界发达国家现代环保工业的发展、本国电厂污染问题的解决奠定良好的基础,同时也满足了本国污染治理发展的要求。
燃煤火电厂对湿式电除尘技术的最早应用是美国AES Deepwater 电厂于一九八六年对155MW的燃煤发电机组的使用;在2002年,美国N&B电力公司对1050MW的发电机组进行了优化改造,并成功地加装了湿式电除尘器,这也成为湿法脱硫后最大机组的应用。
我国对湿式电除尘技术的研究应用相对来说是比较晚的,这和我国改革开放时间短,工业发展落后脱不了关系,但是整体的研究发展情况还算完善,该技术已被相关行业采纳使用,目前,我国的益阳等十多个电厂的湿式电除尘器,都已成功投入运行,效果良好。
2 湿式电除尘器的工作原理和基本分类2.1 湿式电除尘器的工作原理电除尘器具体可以分为湿式电除尘器和干式电除尘器两种,但是两者的工作原理并没有什么实质上的不同,首先是向电场空间输送直流负高压,接着经过空间气体电离,烟气中粉尘颗粒和雾滴颗粒荷电之后,在电场力作用的影响下会逐步地移动到收尘极板上,也就是通常我们所说的集电极上,随后再被收集到收尘极的表面。
燃煤电厂湿式电除尘技术及应用
燃煤电厂湿式电除尘技术及应用摘要:目前,微细颗粒物(PM2.5)是大气环境的最主要的污染物之一。
湿式电除尘器可以高效捕集对环境和人体危害巨大的微细颗粒物,因而越来越多的电厂使用湿式电除尘器来控制总颗粒物的排放量,可以预见的是,伴随着对环境保护要求的持续提高,湿式电除尘器的应用也会越来越普遍。
关键词:燃煤电厂;湿式电除尘;技术应用引言燃煤电厂湿式电除尘器布置在湿法脱硫之后,湿式电除尘器对细微颗粒物有很强的脱除能力,对SO3、汞及多种重金属污染物也有一定的脱除能力,布置在湿法脱硫之后,可以有效控制“石膏雨”、PM2.5气溶胶、蓝烟酸雾的产生,起到综合治理的效果,在要求燃煤电厂达到燃气轮机超洁净排放的场合,显得更加重要。
1湿式电除尘器的选型设计1.1介质的特殊性燃煤电厂石灰石-石膏法湿法脱硫之后的湿式电除尘器,其面对的烟气介质有3个特性:饱和烟气含湿量大;呈酸性,腐蚀性强;所含颗粒物细微。
介质的3大特性对湿式电除尘器的选型、结构、清灰方式、材料选择、供电会产生重大影响。
1.2介质的电气特征无论是固体颗粒物还是气溶胶,由于雾滴和水汽的作用而失去其固有的电气特征,易于荷电和捕集,没有高比电阻和反电晕产生,但大量荷电的细微颗粒物和气溶胶,如PM2.5和SO3气溶胶,停留在空气中,形成空间电荷,其极性与放电电极相同,能够抑制电晕放电而发生电晕封闭,除尘性能因此受到影响,这是湿式电除尘器选型和设计时要特别关注的。
1.3特定工艺的影响潮湿的细微颗粒物捕集到收尘极板上,现有振打的方式已不能实现有效清灰,用水冲洗是目前普遍采用的有效方法,这也是湿式电除尘器得名的原因。
于是,极板上均匀水膜的取得,喷淋冲洗制度,材料的抗结垢、抗腐蚀、抗电蚀能力成为影响湿式电除尘器性能和寿命的重要因素,选型和设计中应加以考虑。
喷淋冲洗产生的灰水,又脏又酸,直接外排会产生二次污染,且耗水量大,灰水的循环使用是湿式电除尘器设计必须解决的重要问题。
湿式电除尘对PM2
湿式电除尘对PM2.5 SO3酸雾脱除特性的试验研究摘要:采用实际燃煤烟气试验系统,测试分析了湿式电除尘器进口粉尘和SO3酸雾的粒度分布,考察了电压、烟温和入口浓度等对湿式电除尘器脱除PM2.5和SO3酸雾性能的影响.结果表明,湿式电除尘器进口粉尘和SO3酸雾均以亚微米颗粒为主;提高湿式电除尘器电压后不同粒径脱除效率的增幅各不相同。
湿式电除尘器对于PM2.5的脱除仍然以较大颗粒为主,相同条件下降低烟温有利于颗粒通过水汽相变和凝并作用而长大;湿式电除尘器对SO3酸雾的脱除效率总体上在30%60%之间;烟气中存在SO3酸雾可增强湿式电除尘对细颗粒的脱除效果.关键词:PM2.5;SO3酸雾;湿式电除尘器;脱除;燃煤电厂运行过程中会产生大量大气污染物,PM2.5与SO3酸雾是其中的重要组成部分.PM2.5比表面积大,易富集各种重金属及有害物质,对自然环境与人体都有直接或间接的危害;同时,烟气中也会含有少量SO3酸雾,不仅会造成设备、管路的低温腐蚀,当烟气中SO3浓度达到35mg/m3时可导致羽烟不透明度大于50%[1].为应对日益严重的大气污染现状,2015年12月,环保部、国家发展和改革委员会、国家能源局联合印发了《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》,规定了我国东、中、西部燃煤电厂完成超低排放改造的期限.燃煤电厂对于粉尘控制的主要设备是电除尘器.虽然静电除尘器对粉尘的脱除效率可达99%以上[2],但对PM2.5的脱除效率不高.WFGD(湿法烟气脱硫)系统通过脱硫浆液的喷淋洗涤作用可以协同脱除脱硫塔进口烟气中部分PM2.5,但由于脱硫浆液的雾化夹带也会生成部分PM2.5,使得PM2.5的物性发生显著变化[34]. 例如在石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统中,新生成的细颗粒物同时含有脱硫形成的CaSO4˙2H2O晶粒及未反应的CaCO3颗粒[56].在WFGD系统中,目前对PM2.5的控制措施主要有添加蒸汽、湿空气、润湿剂并结合除雾器改造、优化控制操作参数等方式,但效果均不明显.在WFGD系统下游安装湿式电除尘器是近年来满足超低排放要求而采用的有效改造措施,烟气流经湿式电除尘器后颗粒物浓度能控制在10mg/m3甚至5mg/m3内.国内外学者已经开展了相关研究,diNatale等[7]和Bologa等[8]研究了湿式电除尘器采用模拟烟气时对细颗粒和超细颗粒的去除效果,发现颗粒的去除效率最高能达到90%以上.D’Addio等[9]研究了荷电雾滴与颗粒受力的关系,发现镜像力对颗粒受力的影响很小.李林等[10]和孟凡腾[11]研究了荷电水雾对细颗粒物脱除的促进作用,发现水雾荷电后能促进颗粒之间的团聚,对于10μm以下颗粒物除尘效率的提高尤其明显.Dey等[12]研究了湿式电除尘对纳米粒子的脱除,发现湿式电除尘对80~400nm 粒子的脱除效率大于70%,但对20~80nm粒子的脱除效率很低.燃煤电厂运行产生的烟气中含有少量SO3,其中SCR脱硝装置能将烟气中部分SO2氧化为SO3[13].SO3可与烟气中水汽结合形成H2SO4蒸气,当烟气冷却(如进入WFGD系统)时,在均质成核及以烟气中细颗粒为凝结核的异质成核作用下形成亚微米至微米级的SO3酸雾滴.由于其粒径细小,现有WFGD系统的脱除效率一般在30%~50%之间,导致大量SO3酸雾排入大气环境.湿式电除尘器作为电厂末级污染物控制设备,具有对SO3酸雾的良好脱除效果.Reynolds等[14]分别采用金属极板和柔性极板湿式电除尘器测试其对SO3酸雾的脱除效果,发现二者对SO3酸雾的脱除效率都在85%以上.Chang等[1517]研究了湿式电除尘器中不同集尘极材料对酸雾气溶胶脱除性能的影响,结果显示柔性集尘极的酸雾脱除效率均在95%以上,工作性能优于导电玻璃钢.目前,对于湿式电除尘器脱除SO3酸雾的试验研究基本以通入模拟酸雾气体为主,而采用湿式电除尘器脱除实际燃煤烟气中SO3酸雾及SO3酸雾与PM2.5相互影响的研究还很少.本文利用实际燃煤烟气试验系统及SO3发生装置开展了湿式电除尘器对PM2.5及SO3酸雾脱除作用的研究,比较了不同粒径段细颗粒物的脱除效果及烟气温度、电压对PM2.5/SO3酸雾脱除性能的影响,以期为采用湿式电除尘器控制PM2.5/SO3酸雾排放提供试验基础.1试验1.1试验系统燃煤试验系统平台由全自动燃煤锅炉、缓冲罐、干式电除尘器、湿法脱硫系统、烟气余热回收装置、湿式电除尘器和测试控制系统等组成,如图1所示.图1燃煤试验系统示意图额定烟气量为350m3/h,缓冲罐内安装搅拌风扇和电加热管,用于保证烟尘浓度分布基本稳定及调节烟气温度.烟气由干式电除尘器脱除大部分粗颗粒物后进入脱硫塔.脱硫塔后设有烟气余热回收装置,可以通过改变冷却介质的流量来改变湿式电除尘器进口烟温.脱硫塔采用三级喷淋,塔顶设有除雾器.脱硫塔后设湿式电除尘器,管式结构,烟气下进上出.湿式电除尘器为单室单电场结构,阳极板为正六边形结构,极板间距为360mm,高度为3000mm,材质为导电玻璃钢,阴极线采用铅锑合金,下有重锤固定.顶部绝缘瓷套采用加热管并伴有热风吹扫.高压电源(泰思曼TRC2020型)可以提供1~150kV二次电压输出.本装置工作断面流速为1.1m/s,烟气停留时间2.5s,运行电压40~60kV,阳极板冲洗采用间歇冲洗,水压为0.3MPa,设计除尘效率不低于85%.SO3发生装置如图2所示,该装置利用SO2高温催化氧化产生SO3气体.图2SO3发生装置由SO2钢瓶气提供SO2,通过质量流量计和转子流量计分别精确控制SO2和空气的流量,从而精确控制SO3的生成量.反应炉前端配有电加热器,用于对大流量的反应物进行预热处理.反应炉为三段式加热结构,催化剂采用S101型钒触媒.反应炉前后均采用保温带进行保温.SO3发生装置的SO2氧化率可达90%以上.生成的SO3气体在脱硫塔前加入烟气,在脱硫塔的高湿环境下,气态SO3与水蒸气结合形成H2SO4蒸汽并同时被冷凝成SO3酸雾.1.2采样分析方法在湿式电除尘器的进出口布置采样点.采用PM2.5/10采样器采集脱硫净烟气颗粒物,然后进行SEM,XRD分析,采样时长为3h,并设置平行样,对采样器加热并将温度保持在120℃.采用电称低压冲击器(ELPI)实时在线测量细颗粒物浓度与粒径分布,测量粒径范围为0.023~9.314μm;启动真空泵,烟气依次进入采样枪、伴热管线、旋风分离器,并由旋风分离器脱除直径大于10μm的颗粒,然后与经净化的高温稀释气混合后进入ELPI;对每个工况设置平行样但采样时间不固定,伴热管线温度设置在150℃.SO3酸雾的采样依据《固定污染源废气硫酸雾的测定离子色谱法》(HJ544—2009),采用控制冷凝法采集,采样时长为1h,并设置平行样.抽气泵采用WJ60B全自动烟尘采样器并配合皮托管烟尘采样枪,采用等速采样方法.采用由美国Dionex公司生产的ICS2100型离子色谱仪分析样品中SO2-4含量,再换算为SO3浓度.2结果与讨论2.1湿式电除尘器进口颗粒物物化特性为了便于探究湿式电除尘器进口颗粒物物性特征,对脱硫净烟气中颗粒物进行了物相分析,结果如图3所示.图3脱硫净烟气颗粒物物相分析由图3(a)可见,脱硫净烟气中颗粒物从形貌上主要分为较大的固体晶粒和较小的飞灰颗粒2种.较大的固体晶粒形状不规则,呈现板状、柱状和其他不规则形状,平均粒径在1μm以上;较小的飞灰颗粒多为球形,平均粒径在1μm以下,在数量上远远大于前者.由图3(b)可见,脱硫净烟气中颗粒物主要成分有CaSO4˙0.5H2O,CaSO4˙2H2O,Al6Si2O13,SiO2等物相,即颗粒物主要成分为CaSO4和飞灰.其中,CaSO4主要来自于脱硫浆液中原始石膏和浆液中CaCO3与SO2反应产物.图4湿式电除尘器进口颗粒物分布特性图4(a)为湿式电除尘器进口颗粒物数浓度分布和数浓度累积分布.图中,N为数浓度,M为质量浓度,DP为颗粒粒径.由图可知,从数浓度角度看,在ELPI测量范围内,颗粒物以亚微米颗粒物为主,集中分布在0.03~0.40μm.图4(b)为湿式电除尘器进口细颗粒物质量浓度粒径分布和质量浓度累积分布,由图可知,从质量浓度角度看,在ELPI测量范围内,亚微米颗粒物所占比例很少.由数浓度和质量浓度累积分布图可知,n(PM2.5)/n(PM10)≈99%,m(PM2.5)/m(PM10)≈49%,即PM2.5在数量上占的比例远大于质量,因此研究PM2.5的数浓度更具有实际意义.2.2湿式电除尘器电压对细颗粒脱除效果的影响电压是电除尘器的重要运行参数,它主要通过影响空间电场强度和空间电荷密度来影响电除尘器的除尘性能.图5为不同电压下湿式电除尘器的分级脱除效率,进口质量浓度约为55mg/m3,数浓度约为6.5×106/cm3,停留时间3s,冲洗水间歇喷淋.图5湿式电除尘器颗粒分级脱除效率与电压的关系由图可知,湿式电除尘器分级脱除效率曲线基本呈V形分布,在0.1μm处脱除效率最低,粒径大于1μm的分级脱除效率基本稳定在90%以上.电压增加,各个粒径段颗粒的脱除效率都随之增加,但增幅不同.当电压由40kV增加到60kV时,0.1μm的颗粒脱除效率增加约40%,0.03μm的颗粒脱除效率增加约15%,而粒径大于1μm的颗粒脱除效率仅增加了不到10%.通常认为,当颗粒直径大于1μm时,颗粒荷电以场荷电为主;当颗粒直径小于0.1μm时,颗粒荷电以扩散荷电为主;当颗粒直径介于二者之间时,2种荷电机制和荷电效果均较弱,直接导致这一区段脱除效率不高,这一粒径段也被称为格林菲尔德区(Green fieldgap)[18].由于扩散荷电具有不规则性,当单位荷电量低于大颗粒场荷电的荷电量时,亚微米颗粒脱除效率总体上低于微米级颗粒物的脱除效率.增加电压后,微米级颗粒物受饱和荷电量的限制,荷电量增加很少,而亚微米级颗粒物由于扩散荷电不存在饱和荷电量的限制,荷电量有较大增加,表现为亚微米级颗粒脱除效率比微米级颗粒脱除效率增加得多.表1为湿式电除尘器在不同电压下对应的表1湿式电除尘器在不同电压下PM2.5,PM10脱除效率PM2.5,PM10的脱除效率.由表可知,对于数量脱除效率,PM2.5与PM10表现一致,可见经过湿式电除尘器后PM2.5中的细颗粒物在数量上仍然占绝对优势;PM2.5与PM10在相同电压条件下的数量脱除效率均低于质量脱除效率,可见湿式电除尘器对于PM2.5的脱除仍然以较大颗粒为主.2.3湿式电除尘器进口烟气温度对细颗粒脱除效果的影响湿式电除尘器进口烟气温度对细颗粒物的捕集也有重要影响.试验考察了在电压均为50kV时,湿式电除尘器进口烟温分别为45,50,55和60℃时的颗粒物分级脱除效率,烟温选取的范围符合工业实际情况.通过改变脱硫塔后烟气余热回收装置的冷却水流量来调节进口烟气温度.余热回收装置不通过冷却水冷却时进口烟温为55℃,通入冷却水并调节其流量可使得进口烟温下降到45℃,通过增加锅炉送煤量可以使湿式电除尘器进口烟温达到60℃工况.图6湿式电除尘器颗粒分级脱除效率与进口烟温的关系图6为湿式电除尘器颗粒分级脱除效率与进口烟温的关系图.由图可知,对于亚微米颗粒,降低烟温能有效提高对细颗粒的脱除效率,最高提升幅度接近20%,集中在0.1μm粒径处;对于微米级颗粒,烟温对脱除效率的影响不明显.相同电压下降低进口烟温有利于提高对细颗粒脱除效率,可能原因为:脱硫净烟气在60℃时已经接近饱和,通过换热装置降温后达到过饱和,烟气中水汽在细颗粒物表面发生相变并凝结长大,提高了单个颗粒物的直径[19];凝结水滴同时粘附在2个细颗粒表面,由于液桥力的作用,这2个细颗粒相互凝并结合而变大[20].由试验结果可知,过饱和引起的水汽相变、凝并作用对于亚微米颗粒的长大效果更明显.2.4湿式电除尘器进口烟气中SO3酸雾粒度分布特性采用自制SO3发生装置并结合湿法脱硫塔产生的SO3酸雾进行冷态试验.在脱硫塔前添加SO3,采用ELPI测试了湿式电除尘器进口烟气中SO3酸雾的数量浓度及粒径分布,如图7所示.图7湿式电除尘器进口酸雾数浓度粒径分布由图可见,SO3酸雾主要集中在亚微米粒径范围内,同时又以小于0.1μm的细雾滴居多.由于烟气温度在酸露点以下,SO3以硫酸液滴的形式存在,主要是气态H2SO4通过均质成核的作用形成,粒径主要集中在亚微米级..SO3发生装置产生的气态SO3温度约为540℃,通过脱硫塔后,由于脱硫塔内湿度较高和气温在酸露点以下,SO3先与塔内水汽结合形成硫酸蒸汽及硫酸水合物[21],硫酸蒸汽及硫酸水合物又会迅速凝结形成硫酸雾滴,此过程中有如下反应[22]:2.5湿式电除尘器对SO3酸雾的脱除特性利用实际燃煤试验平台,测试了湿式电除尘器对SO3酸雾的脱除特性.调节SO3发生装置中SO2和O2的进气量,获得湿式电除尘器进口不同的SO3浓度.图8为不同电压下湿式电除尘器对SO3酸雾脱除效率的测试结果.图8湿式电除尘器对SO3酸雾的脱除效率可见,湿式电除尘器对SO3酸雾的脱除效率总体上不高,维持在30%~60%之间,提高电压和入口SO3酸雾浓度均有利于提高酸雾脱除效率.由于SO3酸雾在湿式电除尘器中主要以亚微米甚至小于0.1μm的细小雾滴形式存在,只有少部分与粉尘颗粒物结合,故湿式电除尘器对SO3酸雾的脱除效率总体上不高.2.6SO3酸雾对湿式电除尘器脱除PM2.5的作用利用实际燃煤试验平台,测试了SO3酸雾促进湿式电除尘器脱除PM2.5的性能.维持电压为50kV,烟气中添加SO3后湿式电除尘器进口SO3酸雾浓度分别为18.8,36.3和52.7mg/m3.图9添加SO3前后湿式电除尘器颗粒分级脱除效率图9为添加SO3前、后湿式电除尘器颗粒分级脱除效率.可见,添加SO3酸雾促进PM2.5的脱除效果因粒径不同存在差异,对亚微米颗粒,添加SO3酸雾分级脱除效率的增幅最高可达10%;对微米级颗粒,添加SO3酸雾分级脱除效率的增幅最高约为3%.SO3浓度越高,颗粒的分级脱除效率越高.烟气中添加SO3后存在颗粒表面SO3酸雾的沉积现象,SO3酸雾因其本身粒径较小,沉积在颗粒物表面后对颗粒物粒径影响很小,但能有效降低颗粒表面比电阻,使得颗粒更容易荷电,提高了颗粒的分级脱除效率,尤其对亚微米颗粒其作用效果更明显.3结论1)湿式电除尘器对细颗粒的分级脱除效率基本呈V形分布,提高湿式电除尘器电压后不同粒径处脱除效率的增幅各不相同,亚微米级颗粒脱除率提高幅度优于微米级颗粒.2)相同电压下,降低烟气温度有利于提高脱除效率,脱硫净烟气在温度由60℃下降到45℃后达到过饱和,烟气中水汽在细颗粒物表面发生相变并凝结长大,同时2个颗粒间在液桥力的作用下凝并结合长大,亚微米颗粒的分级脱除效率的增幅最高接近20%,对微米级颗粒分级脱除效率影响不明显.3)湿式电除尘器进口烟气中SO3酸雾主要以亚微米雾滴为主,脱除效率总体在30%~60%之间,提高电压和入口SO3酸雾浓度均有利于提高SO3酸雾的脱除效率.4)烟气中添加SO3后存在颗粒表面SO3酸雾的沉积现象,能有效降低颗粒表面比电阻,但对体积比电阻影响不大,使颗粒更易荷电.亚微米颗粒分级脱除效率的增幅最高可达10%,微米级颗粒分级脱除效率的增幅最高约3%.11。
浅析湿式电除尘对热电厂PM2.5的减排作用
整体来讲 , 湿式 电除尘器 的运营成本 比较高。 也是重要 的源 。有些条件下 , P M 太多 了, 可能 “ 分食 ” 水分 , 使 天 要高出很 多 , 空 中的云滴都 长不 大 , 蓝天 白云就变得 比以前更少 ; 有些条件下 , 5结 语 P M: 会增加凝结 核的数量 , 使天 空中 的雨滴增 多 , 极 端时可 能发 经济 的快 速发展带 来 了环境 问题 , 面对环 境问题 , 我们应该
要处 理含水较 高乃 至饱 和的湿气体 。 湿式 电除尘器首先是将水喷
洒 在 放 电极 和 电晕 区然 后 通 过 高 压 电 晕 放 电使 得 粉 尘 荷 电 , 荷 电 后的粉尘在 电场力 的作用下 到达到集尘板 / 管。在对集尘板 / 管
上捕集到 的粉尘 清除方式上 WE S P与 D E S P有较 大区别 , 干式 电 除尘器一般采用机械振 打或声 波清灰等方式清除电极上的积灰 , 而湿式电除尘器则采用定期 冲洗 的方式 , 使粉尘 随着 冲刷液 的流 随着经济体制改革 的不 断深入 , 由经济的快速增长所带来 的 环境 问题 E t 趋严重 。近几 年 , 雾霾天气频频 出现 , 给人 们的 日常生 动而清除。
生暴雨 , 从 而 对气 候 造 成影 响… 。
2湿 式 电 除 尘 的 基 本 概 念
积极地应对 , 加 强 在 电 除 尘 方 面 的研 究 工 作 , 把 湿 式 电 除 尘 技 术 应用到热 电厂对有 害气体 的处理 中, 扩 大湿式 电除尘器 的应用 范
减少有害气体的排放量 , 把握好湿式 电除尘技术 的优势 , 努力 湿式 电除尘器通过除去含湿空气 中的粉尘 、 酸雾 、 水滴 、 气溶 围, 控 制 运 营 成 本 , 从 而 优 化 大 气 质 量 。 胶、 臭味 、 P M 等有害气体 , 达到过滤净化空气作用的设备口 。 湿式 电除尘器早在 四十多年前就 已经问世了 , 这项技 术随着 参 考 文 献 1 ] 莫华, 朱法华, 王圣, 易玉萍.湿式 电除尘器在燃煤电厂的应用 及 经济 的发展 被不断地改进和演变 ,同时也被应用到 了很多领域 。 【 M 的减排作用 [ J ] . 中国电力, 2 0 1 3 , ( 1 1 ) : 6 2 — 6 4 . 现在 , 这项技术 已经趋 于成熟 , 完全 可以应用到冶金和工业 中, 热 其对 P [ 2 ] 赵琴霞 , 陈招妹 , 周超 炯 , 伊得仕 .湿式 电除尘技术及其 在电厂 电厂 可 以应 用这项技 术去 除 9 0 %以上 的 P M 等多种有 害气体 , 是 目前世界上 除尘效果最好 的技术 。 的应用前景探讨 [ J ] .电力科技 与环保, 2 0 1 2 , ( 4 ) : 1 5 — 1 7 .
湿式电除尘器应用
湿式电除尘器应用早在1907年全世界第1台湿式电除尘器就已应用于去除硫酸酸雾[1],随着技术的不断发展,湿式电除尘器不断被推广到多个应用领域,特别是在冶金和化工工业上的大量应用,使湿式电除尘技术趋于成熟。
在燃煤电厂的应用中表明,湿式电除尘器能去除90%以上的PM2.5、SO3酸雾[2],并能达到几乎零浊度的超洁净排放,此外还能去除汞及其化合物、NH3、SO2、HCl、HF等多种污染物[3],是作为燃煤电厂大气污染治理的终端精处理设备的首选,作为一种全新的、高效去除细微粉尘、SO3酸雾、汞金属等多污染物的集成控制技术,其应用将越来越广泛。
但是,湿式电除尘器存在耗水量巨大、排出的灰水存在二次污染、内部件腐蚀严重等问题,严重影响了湿式电除尘器在国内燃煤电厂上的大型化应用。
在湿式电除尘器上科学合理地配置喷淋给水、循环利用,从系统工艺上确定湿式电除尘器的废水回用点,可有效解决上述问题[4],突破湿式电除尘器大型化应用发展的瓶颈。
1湿式电除尘器的收尘原理饱和或近饱和烟气从湿式电除尘器进口喇叭进入除尘器,气流经过气流分布板后均匀地进入除尘器的电场,配置在进口喇叭和电场上方的特制喷嘴将雾化后的水滴喷入电场中的气流中。
在电场中,一方面水滴与气体中的粉尘碰撞凝聚成较粗的颗粒,另一方面,粉尘与水滴在电场中荷电,在电场力的作用下,被集尘极捕集。
被捕集的水滴和粉尘在整个集尘板上形成连续向下流动的一层水膜,从集尘极上流到灰斗中,然后通过灰斗排入循环水箱,从而达到净化烟气的作用[5]。
其工作原理如图1所示。
2湿式电除尘器灰水水质分析湿式电除尘器收集下来的灰水水质主要来源于以下几个方面:1)原水水质:一般可用工业中水,其水质应满足GB/T19923—2005《城镇污水再生利用工业用水水质》,或经简单过滤后的水库、江河等地表水,或总硬度不超过400mg/L的地下水。
2)烟尘:燃煤的灰成分一般含有SiO2、α-Al2O3、α-Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2、SO3(以硫酸盐或亚硫酸盐的形式存在)、MnO2及少量P2O5等其他杂质[6],经收集水洗溶入大量水后部分会发生水化反应,其中悬浮物成分为SiO2、α-Al2O3、α-Fe2O3、CaSO4˙2H2O、TiO2、MnO2,离子态的成分为Ca2+、Mg2+、K+、Na+、SO2-4、少量的PO3-4。
浅析湿式电除尘器运行优化与节能
浅析湿式电除尘器运行优化与节能摘要:自本运维单位湿式电除尘器投入市场以来,其水系统运行效果良好。
现为了节能降耗,根据客户单位的运行经验并结合本供货单位湿式电除尘器的结构及实际运行情况,在保证湿式电除尘器的除尘效率和极板、极线不积灰的条件下,通过优化运行等方式实现节能降耗,并取得了良好成绩。
关键词:除尘效率优化运行节能降耗一、引言近年来,粉尘污染作为大气污染的重要因素之一,越来越受到社会各界的关注,在《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》中,规定我国东部、中部地区新建的燃煤发电机组在6% 基准含氧量下,应实现烟尘排放低于10mg/Nm3的目标。
本供货单位所生产的湿式电除尘器因其除尘效率高、粉尘适应能力强的特点而受到各燃煤电厂的广泛关注。
同时,本供货单位生产的湿式电除尘器还具有较为突出的捕集重金属、有机污染物和微细颗粒物等污染物的应用效果,在非电领域的应用也十分广泛。
与传统的干式电除尘器不同,湿式电除尘器由于在电除尘器中引入了“水”这一要素,就能够通过喷淋的方式取代效率较低的振打清灰形式,并且,在本供货单位的湿式电除尘器设计中,还增设了供水系统和污水循环系统,能够以更加合理、科学的设计适应各种应用情景,并确保湿式电除尘器能够始终保持节能、环保、高效、稳定的运行效果。
二、设备概况客户单位装机容量为2×500mw,2017年为响应国家超低排放要求(烟气排放颗粒物小于5mg/m3),进行超低排放改造,在脱硫吸收塔出口增加湿式电除尘器。
3、4号机组的湿式电除尘器型号为WTGD250.0,于2017年底完成改造并投入运行,改造后脱硫吸收塔出口烟气经湿式电除尘器除尘后进入烟囱。
湿式电除尘器的工作原理和干式的类似,都是高压电晕放电使粉尘或水雾荷电,荷电粒子在电场力的作用下到达集尘板。
只是在粉尘的清除方式上,干式电除尘器一般采用机械振打的方式清灰,而湿式电除尘器则是采用冲洗水冲刷电极,将收尘板上捕获的粉尘冲刷到灰斗中并随水流排出。
湿式电除尘技术及在电厂应用与发展探讨
湿式电除尘技术及在电厂应用与发展探讨【摘要】湿式电除尘技术是一种有效的大气污染控制技术,通过湿润化烟气中的颗粒物,结合静电作用,使其沉积在水膜中达到除尘的效果。
本文从湿式电除尘技术的定义和发展历程入手,介绍了其原理和在电厂中的应用情况。
同时分析了湿式电除尘技术在电厂中的优势和未来的发展趋势,突出其在环保领域中的重要作用。
结论部分展望了湿式电除尘技术未来的发展前景,强调了其在环保领域中的重要性以及需要关注的发展方向。
湿式电除尘技术在电力行业中具有广阔的应用前景,对于减少大气污染和保护环境具有积极的意义。
【关键词】关键词:湿式电除尘技术、电厂、应用、优势、发展趋势、环保、前景展望、重要性、发展方向。
1. 引言1.1 湿式电除尘技术的定义湿式电除尘技术是一种利用水膜或水膜与粉尘颗粒接触,利用水膜的冲刷和湿润作用以及粉尘颗粒在水膜中的离析和析集作用,达到颗粒捕集的目的的除尘技术。
湿式电除尘技术通过将气体和水进行充分接触,使颗粒在水中被捕集,然后通过沉降或滤除的方式进行清除,达到净化气体的目的。
湿式电除尘技术具有高效率、低能耗、易操作维护等优点,逐渐成为电厂除尘设备的主流之一。
该技术能有效减少颗粒物排放,保护环境,改善空气质量,广泛应用于燃煤电厂、水泥厂、钢铁厂等工业领域。
随着环境监管力度的增加和技术的不断进步,湿式电除尘技术将更好地适应未来环保需求,为实现清洁生产和绿色发展发挥重要作用。
1.2 湿式电除尘技术的发展历程在发展过程中,湿式电除尘技术经历了设备结构优化、工艺参数完善以及自动化控制提升等多方面的改进。
随着研究力度的增强和技术水平的提高,湿式电除尘技术已经逐渐成为电厂中一种被广泛应用的净化技术,并在减少气态颗粒物排放、提高环境空气质量等方面发挥着越来越重要的作用。
随着我国环境保护意识的不断提高和环保政策的不断加强,湿式电除尘技术在电厂应用中的地位将会不断提升,为保护环境和改善空气质量做出更大的贡献。
湿式静电除尘器对空气污染的作用浅析
湿式静电除尘器对空气污染的作用浅析前言近年来PM2.5颗粒物日益严重,雾霾省市也逐渐扩大,国内环境状况总体恶化的趋势尚未得到根本的遏制,环保压力持续加大,国家对大气污染治理越来越重视,对燃煤电厂等的烟气排放要求不断提高。
作为一种先进的烟气治理技术,湿式电除尘技术早就在欧洲、美国、日本等国家已得到广泛应用,且效果良好。
近几年国内环保企业也陆陆续续开始推广各自的湿式静电除尘器。
我公司现有的湿式静电除尘器是引进日本三菱水平烟气流湿式电除尘技术和自主研发的垂直烟气流湿式电除尘技术。
其中,引进技术已成功应用于神华国华舟山电厂,创下了全国首台套近零排放湿式静电除尘器的记录。
至今,我公司湿式静电除尘器合同装机总容量已达25000MW。
以下为对湿式静电除尘原理、除尘效率及实际应用的阐述。
1 湿式静电除尘器简介湿式静电除尘器在结构上有两种基本型式:管式和板式。
管式静电除尘器的集尘极为多根并列的圆形或多边形金属管,放电极均布于板极之间,管状湿式静电除尘器只能用于处理垂直流动的烟气。
板式静电除尘器的集尘极呈平板状,可获得良好的水膜形成的特性,极板间均布电晕线,板式湿式静电除尘器可用于处理水平或垂直流动的烟气。
湿式静电除尘器在布置方式上有三种方式:垂直烟气流独立布置(适用于化工、冶金行业);垂直烟气流与湿法脱硫整体布置(布置在吸收塔上方替代机械除雾器,适用于小型机组、处理烟气量少、除尘效率要求不高的场合);水平烟气独立布置(适用于中大型或超大机组、处理烟气量大、除尘效率要求高的场合)。
第三种水平烟气流独立布置方式为目前国内外燃煤电厂主流技术。
在国外湿式静电除尘器最早在1907年开始应用于硫酸和冶金工业生产中,1986年后应用于燃煤电厂。
据不完全统计,已有100余套不同类型的湿式静电除尘器应用于美国、欧洲及日本的电厂,主要作为大气复合污染物控制系统的最终精处理技术设备,用于去除湿法脱硫无法收集的酸雾、控制PM2.5微细颗粒物及解决烟气排放浊度问题。
控制PM_2_5_的除尘技术概述
控制PM 2.5的除尘技术概述张会君,卢徐胜(武汉龙净环保科技有限公司,武汉 430065)摘 要:国家目前已增设PM 2.5浓度限值日报项目,空气质量标准也将PM 2.5纳入新指标。
在现有标准和技术条件下,实用高效且经济可行的控制PM 2.5的技术措施主要有湿式电除尘器、凝并器和电袋混合式除尘器,本文通过实例概述了这几种控制PM 2.5的除尘技术的应用效果。
关键词:PM 2.5;湿式电除尘器;凝并器;电-袋混合式除尘器中图分类号:X701.2 文献标志码:A 文章编号:1006-5377(2012)03-0029-05前言随着我国经济持续高速发展,城市化和工业化进程日益加快,各种大气污染物急剧增加。
发达国家在上百年发展过程中不断出现的大气环境问题,现已在我国集中涌现。
目前,影响我国城市空气质量的主要污染物是大气中漂浮的微细颗粒物。
根据国家环保部网站数据中心的资料,对全国120个空气质量重点监测城市的空气质量日报数据的统计分析,发现在2007—2011年中,除柳州市等少数几个城市外,其他城市的绝大部分天数的首要空气污染物均为可吸入颗粒物(PM 10)。
而更细小的粒子颗粒物(PM 2.5)的危害更大,当空气中弥漫PM 2.5时,就会形成灰霾,但PM 2.5不能显示在PM 10的监测范围内。
这就会形成感观上天空是灰蒙蒙的,而空气质量等级却是优良的明显反差。
近年来我国许多城市及周边地区灰霾频发,部分地区甚至出现了每年200多天的灰霾天气,这已成为困扰居民生产以及生活的重要大气环境问题。
目前,常规的除尘技术难以有效控制粒径为0.1~2.0μm的一次细粒子和通过气粒转化而成的二次细粒子。
这些细粒子通过对可见光的散射与吸收,降低了物体与背景之间的对比度,从而降低了能见度。
更为严重的是,这些细粒子具有较强的吸附能力,是多种污染物的“载体”和催化剂,有时能成为多种污染物的集合体,也是导致多种疾病的罪魁祸首。
PM 2.5污染已成为突出的大气环境问题,目前已引起世界各国的高度重视,并相继研究和开发出了PM 2.5的检测设备、测试系统和控制技术。
湿式电除尘器应用研究
湿式电除尘器应用研究发布时间:2021-05-17T05:38:46.330Z 来源:《现代电信科技》2021年第2期作者:朱仕龙[导读] 燃煤电厂一直是国家环境治理的重点,新出台的污染物排放标准更是对近年来陆续建设的除尘、脱硫以及脱硝系统提出了更高的要求。
(四川大学化工学院四川成都 610065)摘要:燃煤电厂一直是国家环境治理的重点,新出台的污染物排放标准更是对近年来陆续建设的除尘、脱硫以及脱硝系统提出了更高的要求。
本文从近年来国内外湿式电除尘器发展,结合企业超低排放改造前后变化,简单分析了电除尘器、湿法脱硫与湿式电除尘器结合使用下的锅炉粉尘超低排放现状。
关键词:湿式电除尘器;超低排放;粉尘1 前言随着环保要求的不断提高,大气污染治理及防治已是国家经济持续发展的基本国策,是推进生态文明建设的重要举措,是解决民生环境问题的必然要求。
为贯彻落实国家和重庆市打好污染防治攻坚战、打赢蓝天保卫战工作部署,确保重点区域65吨/小时及以上燃煤锅炉超低排放改造的顺利完成,进一步促进全市空气质量持续改善,要求抓紧制订2台90吨/小时燃煤锅炉超低排放改造工作计划和工程方案,要求2020年底前完成改造任务,并达到“在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3”的要求。
此次改造因二氧化硫、氮氧化物排放浓度均满足国家超低排放要求,所以只需要对粉尘进行超低排放改造即可。
重庆钛业锅炉超低排放改造工作在2018年已纳入攀钢集团钒钛资源股份有限公司环境保护提升规划(2019—2023),项目符合国家“绿水青山就是金山银山”理念、“生态环境是关系党的使命宗旨的重大政治问题,也是关系民生的重大社会问题”的生态环境保护总体要求,同时符合公司“环保达标就是企业生命线、环保能力就是企业竞争力、环保投入就是发展投入”的经营发展理念。
公司在2018年开始着手项目改造准备,先后完成初设代可研,设备采购安装,于2020年底前顺利完成项目验收工作,达到市环保要求指标,效果良好。
湿式静电除尘技术为什么能高效除去PM2
湿式静电除尘技术为什么能高效除去PM2.5粉尘?根据国外公司提供的相关数据,采用湿式静电除尘技术处理电厂粉尘中的PM2.5,除去效果达99%。
可见,湿式静电除尘器拥有其他常规静电除尘器所不具有的高效率处理PM2.5的功能。
湿式静电除尘器的主要工作原理:将水雾喷向放电极和电晕区,水雾在芒刺电极形成的强大的电晕场内荷电后分裂进一步雾化,电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并,共同对粉尘粒子起捕集作用,最终粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集。
水在集尘极上形成连续的水膜,将捕获的粉尘冲刷到灰斗中随水排出。
湿式静电除尘技术是去除PM2.5的最有效手段,是当前国际领先水平的除尘环保技术,在欧美等世界发达国家有数百个项目应用湿式静电除尘技术,有效地除去烟气中的PM2.5粉尘。
因此,湿式静电除尘能够高效地去除亚微米粒子、雾滴、粒径小至0.01μm的微尘,除尘效率根据运行的电场数不同一般都可达到99.9%以上。
而据国外相关文献表明,主要产品湿式静电除尘器对酸雾、有毒重金属以及PM10,尤其是PM2.5的微细粉尘有良好的脱除效果,可以使用湿式静电除尘器来控制电厂的SO3酸雾,具有联合脱除的前景。
国外湿式静电除尘器的研究和应用证实,在湿法脱硫系统后布置湿式电除尘器可以有效地去除烟气中的PM2.5粉尘、SO3和汞及氧化物等污染物。
湿式电除尘器作为控制燃煤烟气PM2.5非常有效的设备,在发达国家的电力等工程领域得到了广泛应用。
美国BruceMansfield电厂、Mirant’Dickerson电厂等多家电厂测试报告表明,湿式电除尘器对PM2.5的去除效率均高于95%,粉尘排放浓度低于5mg/Nm3。
现今,国内大多数电厂都设在郊区,如果电厂的粉尘排放量降低就会减少大批的搬迁资金。
以全国来算,这笔资金将会以千亿元为单位。
而湿式静电除尘器能大幅地降低粉尘的排放量,减少PM2.5的排放,降低雾霾天气的几率,从而极大地缓解空气污染。
燃煤电厂湿式电除尘技术的工业应用
燃煤电厂湿式电除尘技术的工业应用发表时间:2017-12-06T09:25:24.133Z 来源:《电力设备》2017年第23期作者:王玮李继宏袁建丽[导读] 摘要:随着我国工业的发展,工厂的污染物排放日益增加,引起了各种环境问题,其中最为显著的大气环境问题就是雾霾。
(国家电投科学技术研究院有限公司北京 102206)摘要:随着我国工业的发展,工厂的污染物排放日益增加,引起了各种环境问题,其中最为显著的大气环境问题就是雾霾。
通过实际统计,有工业锅炉及燃煤电厂产生的微细颗粒物(PM2.5)是大气污染的主要污染源。
因此,如何对燃煤电厂进行合理改造,以减少排放量,已成为当今社会面临的重要挑战。
湿式电除尘技术的研发,为解决这种困局提供了技术条件。
本文简单介绍了湿式电除尘技术,探究了湿式电除尘技术的工业应用。
关键词:燃煤电厂;湿式电除尘技术;PM2.5;工业应用引言由于大量的煤炭及石油能源的使用,造成了许多污染问题。
其中大气污染作为与人类生活日益相关的问题,如今人们每天呼吸的空气中的微细颗粒严重超标,尤其是PM2.5微细颗粒已严重威胁到人类的健康问题。
而在许多燃煤电厂排放的烟气中PM2.5微细颗粒所占比例已超过国家规定值,严重污染了空气环境。
大气中的PM2.5不仅能够引发酸雨、雾霾等极端天气,还会影响人们正常呼吸,对人体造成伤害。
湿式电除尘器作为处理烟气污染物的重要装备,因此,在燃煤电厂中湿式电除尘技术的应用就显得十分重要。
1.湿式电除尘器概述1.1湿式电除尘原理湿式电除尘器具有捕集烟气中细颗粒物、汞、高比电阻粉尘和雾滴的功能,是大气污染物控制系统的关键装置。
湿式电除尘器主要是通过将水雾喷向电晕区及放电极,是其在电晕场的作用下进一步雾化,通过电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并等一系列环节,最终使粉尘粒子在电场力作用下到达集尘极而被捕集。
喷雾形成的连续水膜将捕获的粉尘冲刷到灰斗中排出。
对于干式电除尘器来讲,其收集粉尘的主要方式是通过振打清灰,将其震落至灰斗内部,这与湿式电除尘明显不同。
湿式电除尘技术及在电厂应用与发展探讨
湿式电除尘技术及在电厂应用与发展探讨1. 引言1.1 湿式电除尘技术概述湿式电除尘技术是一种通过水的湿润和冲击作用,将含尘气体中的粉尘颗粒捕集到水中并沉降,从而达到净化气体的目的的环保技术。
它主要应用于燃煤电厂、焚烧厂、石化厂等工业领域的烟气净化过程中。
湿式电除尘技术通过喷嘴喷水形成水雾,让含尘气体与水雾接触,并在水雾的湿润和冲击下,粉尘颗粒被湿润、增大重量并沉降到水中。
这样就可以将气体中的粉尘颗粒有效去除,达到净化的目的。
在电厂应用方面,湿式电除尘技术被广泛用于燃煤锅炉、焚烧炉等的烟气处理系统中,可以有效去除燃烧过程中产生的烟尘、硫化物等有害物质,保障环境空气的清洁。
随着环保意识的提升和技术的不断创新,湿式电除尘技术在未来的发展中将会越来越重要。
未来,湿式电除尘技术将更加智能化、高效化,为净化大气环境提供更好的解决方案。
2. 正文2.1 湿式电除尘技术原理湿式电除尘技术是一种通过将含尘气体与水接触,使颗粒物被溶解、沉降或冲刷的除尘方法。
其原理主要包括溶解、冲洗和沉降三个过程。
溶解过程是指在湿式电除尘器中,含尘气体进入水中,颗粒物与水发生化学反应或物理吸附,进而被溶解,降低了颗粒物的含量。
随后,经过冲洗过程,利用喷淋装置或水旋流等方式,加速气体与水的接触反应,将颗粒物彻底冲洗出来。
通过沉降过程,将已冲洗的颗粒物沉淀在水中,从而实现对颗粒物的有效除尘。
湿式电除尘技术利用水的化学性质和冲洗力量,通过溶解、冲洗和沉降等过程,有效去除含尘气体中的颗粒物。
湿式电除尘器具有除尘效率高、无二次污染、操作维护成本低等优点,因此在电厂等工业领域得到广泛应用。
2.2 湿式电除尘技术在电厂应用湿式电除尘技术在电厂应用主要是针对电厂燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉等燃煤烟气、燃油废气和燃气废气中的粉尘、颗粒物和硫酸盐等有害物质进行去除和处理。
在电厂生产中,燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉烟气中都含有大量的颗粒物和有害气体,为了减少对环境的污染和保护人类健康,电厂必须对烟气进行净化处理。
湿式静电除尘器的应用及处理(精)
湿式静电除尘器的应用及处理目前, 国内燃煤电厂锅炉尾部现有的烟气治理流程一般是有脱销、除尘、脱硫组成,烟气经湿法脱硫后直接进入烟囱。
其中脱硝脱除 NOX ,湿式静电除尘器脱除烟尘,湿法脱硫脱除 SOX 。
然而脱销设备工作时,在催化剂的作用下,伴有 SO2转化为 SO3的副反应,使烟气中 SO3的含量大大增加。
作为脱销还原剂注入烟气中的NH3,在实际运行中会产生部分逃逸。
而湿法脱硫,通过脱硫浆液的洗涤作用可脱除烟气中的部分颗粒物; 由于存在脱硫浆液雾化夹带、脱硫产物结晶析出,也会形成PM2.5。
脱硫塔对 SO3的去除率很低, 进入烟囱的湿烟气处于酸露点以下, 其冷凝液对烟囱造成腐蚀。
因为现有湿法脱硫系统去除 PM2.5细颗粒物的能力很弱, 对汞和SO3气溶胶等的脱除也有限,从而导致烟囱风向的下游经常出现“酸雨”、“石膏雨”等现象,或是有烟尾的“蓝烟”现象。
国务院在《重点区域大气污染防治“十二五”规划》的批复意见中明确指出:到 2015年,重点区域工业烟粉尘排放量下降 10%;可吸入颗粒物(PM10、细颗粒物(PM2.5年均浓度分别下降 10%、 5%。
其中,京津冀、长三角、珠三角等 13个重点区域将 PM2.5细颗粒物纳入考核指标,细颗粒物年均浓度下降 6%;上述区域复合型大气污染要得到有效控制,酸雨、雾霾和光化学烟雾污染明显减少。
湿式静电除尘器在目前的烟气治理岛工艺流程中, 湿法脱硫之后没有对脱硫工艺生产的细颗粒物进行控制,还有烟尘、 PM2.5、 SO3、汞及重金属等多种污染物直接从烟囱排出,处于一种自由开放状态。
因此,在湿法脱硫装置之后, 需要再有一道把关设备,湿式电除尘器成为终极处理的最佳选择。
湿式电除尘器能够解决湿法脱硫带来的石膏雨、蓝烟问题,缓解下游烟道、烟囱的腐蚀,节约防腐成本。
其性能稳定可靠效率高,可有效收集微细颗粒物 (PM2.5粉尘、 SO3酸雾、气溶胶、重金属(Hg 、 As 、 Se 、 Pb 、 Cr 、有机污染物(多环芳烃、二恶英等,烟尘排放可达 10mg/m?甚至 5mg/m?以下,实现超低排放,彻底解决烟囱排放问题,达到“一劳永逸”的效果。
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6聚 焦 PM 2.5Focus on PM 2.5周益辉1,曾毅夫1,刘 彰1,胡永锋1,胡雍巍1, 薛茗月2(1.凯天环保科技股份有限公司,长沙 410100;2.桂林师范高等专科学校,广西 桂林 541001)摘 要:作为大气复合污染物控制有效治理技术装备,湿式电除尘器在治理PM 2.5(细颗粒物)、酸雾、气溶胶、亚微米颗粒物、汞、重金属及二英等污染物方面具有广泛的应用前景。
文章论述了湿式电除尘器的工作原理、主体结构及主要技术特点,探讨了湿式电除尘器的应用前景。
关键词:湿式电除尘器(WESP);细颗粒物;复合污染物;治理中图分类号:X701 文献标志码:A 文章编号:1006-5377(2014)03-0006-04湿式电除尘器对PM 2.5的治理效果及应用前景1 前言我国各地日渐增多的灰霾天气给人们生活健康带来了不可估量的影响,PM 2.5污染治理已引起了社会的广泛关注。
产生PM 2.5的主要来源是火力发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的污染物。
现阶段我国90%的电能来自火力发电,而火力发电和工业生产需要燃烧大量煤炭,燃煤厂锅炉产生的大气污染物已成为大气污染的主要来源。
《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)规定燃煤电厂粉尘排放限值为30mg/m 3,而对于重点地区燃煤电厂粉尘排放限制降至20mg/m 3,单纯的干式电除尘器已经很难满足该排放要求[1]。
随着人们对火力燃煤电厂及工业锅炉微细颗粒物(包括PM 2.5粉尘、SO 3酸雾及气溶胶等)、重金属汞、挥发性有机化合物等复合污染物排放的日益重视,这些复合污染物的治理也成为国际社会关注的焦点,发达国家已经对PM 2.5细颗粒物中汞的排放进行了严格的限制。
据国外PM 2.5治理先进技术和经验,湿式静电除尘器对酸雾、有毒重金属以及PM 10,尤其是PM 2.5的微细粉尘有良好的脱除效果,具有联合脱除PM 2.5、酸雾和重金属汞及其氧化物等复合污染物的前景。
此外,湿式静电除尘技术作为一种终端精处理技术,在燃煤电厂以及化工、冶金、玻璃制造等领域具有广泛的应用前景,将产生巨大的经济、社会效益。
2 湿式电除尘技术特点2.1 技术原理湿式电除尘器和与干式电除尘器的收尘原理相同,都是靠高压电晕放电使得粉尘荷电,产生大量电子和离子,在电场力的作用下向两极移动的过程中,碰撞到烟气中的粉尘颗粒使其荷电,荷电粉尘在电场力作用下与气流分离向极板或极线运动,荷电粉尘到达极板或极线时由静电力吸附在极板或极线上,从而使烟气净化。
但对集尘板上捕集到的粉尘的清除方式WESP与DESP有较大区别,干式电除尘器一般采用机械振打或声波清灰等7Focus on PM 2.5聚 焦 PM 2.52.2 主体结构湿式静电除尘器主要由进出口烟道、除尘器壳体、导流板、整流格栅、阳极收尘板、阴极线、绝缘箱、冲洗水系统、电源及控制系统等组成。
其主体结构见图2,内部结构见图3。
2.3 技术特点湿式电除尘器具有除尘效率高、压力损失小、操做简单、能耗小、无运动部件、无二次扬尘、维护费用低、生产停工期短、可在烟气露点温度以下工作、由于结构紧凑而可与其它烟气治理设备相互结合、设计形式多样化等特点。
其与干法电除尘相比,具有以下优点:(1)湿式静电除尘器收集的粉尘不受高比电阻粉尘的影响,可达到很高的除尘效率(出口含尘量≤10mg/Nm 3);(2)在不利条件下,湿式静电除尘器对粉尘的收集比干式静电除尘器更能适用对气体净化过程和性能方面要求很高的行业;(3)放电极采用独特的形状和安装方法,不会由于振动或腐蚀而损坏;(4)采用特定形式的电极及最佳的喷嘴排列,使其达到最有效的清洗效果;(5)电极上无堆尘;(6)无运动部件、基本没有易损件;(7)无二次扬尘。
除此之外,采用湿式电除尘器脱除烟气中的汞对于燃烧高硫煤或低硫煤的的电厂来说,是一项极富前景的控制汞排放的方式。
烟气中的汞如果以水溶性的化合物形式存在就可以直接以颗粒物形式脱除,而如果以元素方式清除电极上的积灰,而湿式电除尘器则采用冲刷液冲洗电极,在极板上形成连续的液膜,使粉尘随着冲刷液的流动而清除。
湿式电除尘技术原理见图1。
图1 湿式电除尘技术原理示意图2 湿式电除尘主体结构示意图3 湿式电除尘器内部结构示意8聚 焦 PM2.5Focus on PM2.53 湿式电除尘应用于火电烟气治理湿式电除尘技术是去除PM2.5的最有效手段,是当前国际领先水平的除尘环保技术,在欧美等世界发达国家有数百个项目应用湿式静电除尘技术有效地除去烟气中的PM2.5粉尘。
基于湿式电除尘在脱除PM2.5方面具有的独特优势,在引进技术的基础上,结合我国燃煤及发电行业的技术特点,国内企业开展了湿式电除尘器的技术研发工作,并自主设计制造了国内领先的湿式电除尘器试验平台、除尘系统试验平台、理化分析试验台、CFD数值模拟仿真研究室等试验研究平台,实施湿式静电除尘器关键技术的研发。
在湿法脱硫之后控制PM2.5、控制SO3酸雾、脱除汞等重金属,一方面取消了振打,避免了粉尘的二次飞扬,可将烟尘排放浓度控制在5mg/m3以下,也就是大大降低了PM2.5的排放浓度;另一方面还可以对SO3酸雾、汞等重金属进行有效控制。
在电除尘器内部通过喷雾增湿,荷电后的SO3酸雾在静电凝聚作用下粒径增大,被捕集于极板并与水膜形成稀酸,去除效率可达95%以上。
同时,基于电除尘器内部过饱和环境和静电脱除效应,对烟气中颗粒汞、氧化汞的脱除效率高达60%以上。
湿式电除尘在火电行业的应用实例:某电厂300MW燃煤发电机组尾部烟气处理采用石灰石-石膏湿法全烟气脱硫,一炉一塔系统配置,脱硫系统未设置GGH。
湿式电除尘器系统投运前电除尘器除尘效率为98.69%;出口烟尘浓度为392.8mg/Nm3,超出环保标准排放限值要求。
湿式电除尘器系统投运后机组满负荷工况,除尘器进口烟尘浓度30,004mg/m3(标态、干基)条件下,达到如下效果:1)烟囱入口总固体颗粒排放质量浓度平均值为18.5mg/m3(标态、干基),低于重点地区大气污染物特别排放限值20mg/m3(标态、干基)的要求;2)机组烟囱入口液滴排放质量浓度平均值为13.46mg/m3(标态、干基),符合设计指标—液滴排放质量浓度≤20mg/m3(标态、干基)的要求;3)烟囱出口烟气带水和“石膏雨”问题得到很大改善,装置出口2.5μm粒径以上细颗粒基本完全脱除,出口细颗粒物数量上以0.07~0.8μm细颗粒物居多;4)装置脱酸效果显著,烟囱冷凝酸性液体量降低70%以上,冷凝液中H+离子浓度降低约60%,烟囱腐蚀压力大大减缓;5)设备正常运行时,平均电耗130kW,水耗率为零。
4 结语随着大气污染物尤其是排放标准日趋严格,PM2.5的治理已提上日程,研究开发适合中国国情、经济可靠、治理效率高的技术和设备势在必行。
湿式电除尘作为一种高效治理复合污染物(尤其是PM2.5)具有强大的ESP干法电除尘与WESP湿法电除尘技术比较表参数干法电除尘(ESP)湿法电除尘(WESP)排放物收集-对亚微米颗粒的收集率较低+对亚微米颗粒的收集率较高灰尘飞扬-约85%的排放物会出现飞扬现象+不会出现飞扬现象;在重力作用下,水膜会流向收集表面,使灰尘脱落从底部排出启动-设备在发挥过程功能之前,需要进行预热+直接启动即可使用热绝缘-特别需要注意热绝缘问题+不需要灰尘电阻率-适用于电阻率在108~1010ohm-cm的颗粒,因为电阻率低于108时会引起灰尘的二次飞扬,电阻率高于1010ohm-cm时会形成电晕(生物质颗粒的电阻率更高,高达1012ohm-cm)+堆积的灰尘不会形成绝缘层,收集电极上的水膜可作为接地装置防火-来自熔炉的非燃烧/部分燃烧的颗粒给设备内部造成严重威胁,存在火灾隐患+湿式除尘环境不存在火灾隐患气体污染物-无法捕集气体污染物+可以捕集气体污染物(HCl、Hg2+、SO2)气溶胶-无法捕集气溶胶+可以捕集气溶胶(H2SO4气雾和碳氢化合物)气体参数的变化-对于颗粒尺寸、烟气流量、温度以及入口灰尘负荷量的变化十分敏感+因具有预洗涤步骤,可以应对大幅度的参数变化气流量-实际气流量随温度的升高而增大+露点下的气流量较低黏性灰尘-无法处理黏性灰尘+可以处理黏性灰尘活动部件-用于去除收集到的灰尘的振打器需要较多的维护+去除灰尘的过程通过反冲洗来是吸纳,因此设备不存在活动部件占地-气流量较大,每m3进气量的收集表面较大,因此占地较大+气流量较小,每m3进气量的收集表面较小,占地较小,适合安装在洗涤器上方压力降+低压力降(20~40mmwc)-高压力降(60~80mmwc)汞形式存在就可以被吸附剂吸附后再间接脱除。
ESP干法电除尘与WESP湿法电除尘技术的比较见下表。
9Focus on PM 2.5聚 焦 PM 2.52014年中国环境保护产业协会专业委员会工作会议在京召开简 讯Brief News中图分类号:X 32 文献标志码:D 文章编号:1006-5377(2014)03-0009-012014年3月19日,中国环境保护产业协会在京召开了专业委员会工作会议。
中国环境保护产业协会副秘书长滕建礼、13个专业委员会的秘书长等以及协会有关部门的同志共30余人参加了会议。
会议由协会会员部王玉红副主任主持,各专业委员会秘书长等就2013年的工作情况以及2014年的工作计划做了详细汇报,并就工作中的遇到的困难、各行业发展中存在的机遇及挑战、如何更好发挥行业协会作用进行了讨论。
各专业委员会均表示,2014年将一如继往地支持协会开展的各项工作。
会上,滕建礼副秘书长代表协会对2013年各专业委员会的工作表示肯定,并对各委员会对协会工作给予的积极配合表示感谢,特别指出《2012年中国环保产业发展报告》编写的很好,得到了各方的高度评价。
希望2014年各专业委员会继续发挥自身专业优势,紧密配合协会各项工作,同时协会也会全力支持各专业委员会工作,共同为我国环保产业的蓬勃发展作出新的贡献。
经济技术优势,国外WESP在电厂已经具有近30年的应用历史,且有近50套WESP应用于美国、欧洲及日本的电厂[2]。
可以预见,未来随着我国的粉尘及复合污染物排放法规的出台,湿式电除尘将会在燃煤电厂、工业锅炉烟气治理等领域得到越来越多的应用。
Wet Electrostatic Precipitator on Treatment Effect and ApplicationProspect of PM 2.5ZHOU Yi-hui 1, ZENG Yi-fu 1, LIU Zhang 1, HU Yong-feng 1, HU Yong-wei 1, XUE Ming-yue 2(1. Kaitian Environmental Technology Co., Ltd, Changsha 410100;2. Guilin Normal Higher Specialized School, Guilin Guangxi 541001, China)Abstract: The paper sees that the wet electrostatic precipitator (WESP), as an effective treatment technology of air compound pollutants, shows a wide application prospect in treatment of PM 2.5 (fine particulate), acid mist, aerosol, sub-micron particulate matter, mercury, heavy metal and dioxin pollutants. The paper explicates the working principle, principal part structure and main technical characteristic of WESP , and discusses the application prospect of WESP .Keywords: WESP; fine particulate; compound pollutant; treatment参考文献:[1] 赵琴霞,陈招妹,周超炯,尹得仕.湿式电除尘技术及其在电厂的应用前景探讨[J].电力科技与环保,2012,28(4):24-26.[2] Staehle R C,Triscori R J,Kumar K S,et al. Wet Electrostatic Precipitatoes for High Efficiency Control of Fine Particulates and Sulfuric Acid Mist [C].Institute of Clean Air Companies Forum. Nashville Tennessee:2003.(本刊编辑部)。