新环保标准要求下除尘新技术研究.

新环保标准要求下除尘新技术研究

作者：卢文锋

2011年7月29日，环境保护部和国家质量监督检验检疫总局发布了最新版的《火电厂大气污染物排放标准》，标准对火电厂大气污染物排放限值做了更为严格的规定，特别是烟尘排放限值由原来的50mg/m3下降至30mg/m3,重点地区为20mg/m3,该标准已经达到甚至超过发达国家标准，对国内的除尘技术提出了新的挑战。

目前能够满足新标准下的排放标准除尘技术，主要有采用新工艺的静电除尘器、布袋除尘器和电袋除尘器。

1.国外燃煤电厂除尘方式的选择

欧、美、日等国家和地区粉尘排放要求较高的燃煤电厂主要采用电除尘器，出口排放一般都在20-30mg/m3,运行情况良好。如：欧盟2001/80/EC指令中规定粉尘排放限值为30mg/m3,其电除尘器约占85%，目前西欧电除尘器的平均排放限值小于10mg/m3；美国2005年规定粉尘排放限值为20mg/m3,其电除尘器约站80%；日本大部分地方政府规定的粉尘排放标准均低于20mg/m3,其燃煤电场全部采用电除尘器。

可以看出，欧美日等发达国家执行了比中国更为严格的排放标准，而电除尘器仍被广泛使用。在德国和日本，电除尘器的占有率具有绝对的压倒优势，而特别具有讽刺意味的是日本和德国恰恰是世界上两个最大的袋式除尘器滤料纤维出口国。发达国家燃煤质量较好，煤源稳定、热值高、灰分低，应用电除尘器比较有利。但值得注意的是，印度、越南等发展中国家燃煤电厂也大都采用电除尘器。印度的煤种可以说是世界上最难收尘的煤种，具有高灰分、高比电阻、低热值、低硫、低Na2O等诸多不利因素，电除尘器对粉尘的捕集比较困难，但近年来新建600MW级机组还是选择了7-10电场，比集尘面积200-300m2/m3/s的超大型电除尘器，印度燃煤电厂90%以上采用电除尘器。可见，电除尘器许多独特的优点为各国所共识。欧洲暖通空调协会联盟组织认为，“干式电除尘器可保证排放在10mg/m3以下，如需要可以达到5mg/m3以下。湿式电除尘器可实现小于1mg/m3的粉尘排放”。

2.国内燃煤电厂大机组电除尘器应用情况

2010年，中国环境保护产业协会对国内煤种适应性情况进行了分析和总结，国内86%的煤种都在电除尘器除尘“容易”到“一般”的范围内，即使放在国际

视角上比较，电除尘器对我国煤种的适应性也是比较好的。

对福建龙净、浙江菲达、兰州电力、浙江天洁、上海冶矿5家除尘设备生产厂的电除尘器应用情况进行了调查。调查显示，2004-2010年间上述企业已经投运并经第三方测试的600MW机组以上配电除尘器175台，全部达到合同规定的技术要求。值得注意的是，其中在电除尘器电场数3-4个、比集尘面积80-110m2/m3/s的一低电场数、低比集尘面积前提下，电除尘器实测排放低于50mg/m3的有83台，占测试总数的47.4%，排放低于30mg/m3的也有22台。这充分说明对于我国的燃煤电厂来说，在适当增加电场数量和比集尘面积的情况下，达到30mg/m3甚至20mg/m3的低排放是完全可以实现的。

3.采用新工艺的静电除尘器

近年来，国内电除尘行业加大了对新技术的研究和开发力度。低低温电除尘技术、高频电源、机电多复式双区、湿式电除尘器、烟气调质、移动电极、零风速关断振打、烟道凝聚器等等一批先进实用的新技术，不但为电除尘器实现低排放创造了更好的条件，扩大了电除尘器的应用范围，还不同程度地提高了产品的技术经济性。目前，国内推广应用和积极研究的新技术和产品主要有如下几种。

3.1低低温电除尘技术

自1997年起，由于日本地方环保排放控制综合要求不断提高，对应的烟气处理工艺促使低低温高效烟气处理技术在日本火电机组得到全面发展。低低温烟气处理技术工艺的原理是在锅炉空预器后设置MGGH（热媒水热量回收系统），使进入除尘器入口的烟气温度由原来的130℃-150℃降低至90℃左右（日本称为低低温状态），从而提高常规电除尘的收尘性能。而湿法脱硫装置出口设置MGHH通过热媒水密封循环流动，将从降温换热器获得热量去加热脱硫后净烟气，使其温度从50℃左右升高到80℃以上。具体工艺流程见图1。

图1 低低温电除尘技术工艺流程图

低低温技术除尘提效的核心措施就是在传统干式电除尘器之前布置了一级MGHH，将电除尘器的运行温度降至低低温状态，对于电除尘器来说，带来了两个显著优势：

（1）任何烟尘基本都没有高比电阻状态，不会发生反电晕现象，图2是常规锅炉飞灰比电阻值与烟气温度的关系曲线。一般当烟气温度在130℃-150℃时，烟尘比电阻值处于较高点，电除尘器易出现低电压、大电流的“反电晕”现象，造成除尘效率下降。而在90℃-110℃区间时，烟尘比电阻值可以下降1-2个数量级，使飞灰比电阻值下降至1011以下，使得烟尘比电阻处于最适宜电除尘器收尘的比电阻范围内，从而确保电除尘器的高效收尘，可以完全杜绝“反电晕”现象的发生。

图2 锅炉飞灰比电阻值与烟气温度的关系曲线

（2）烟气温度降低使得烟气量减小，烟气通过电场的流速降低，停留时间增加，相当于电除尘器的比集尘面积增加。排烟温度每降低10℃，烟气量减少2.5%-3%。

（3）排烟温度降低还会使电场击穿电压升高，从而提高电除尘的除尘效率。根据经验公式估算，烟温每降低10℃，电场击穿电压上升约3%。

另外，对于整个系统来讲，由于电除尘器前烟温降低至90℃左右，烟气中的气态SO3会完全冷凝形成液态，从而被电除尘器前大量的粉尘颗粒所吸附，再通过电除尘器对粉尘的收集而被去除，相当于SO3调质的作用，可以大大提高电除尘器性能。同时SO

3

调质的作用，可以大大提高电除尘器性能。同时SO3的去

除避免了下游设备因SO

3引起的酸腐蚀问题。这样FGD系统基本不用专门考虑SO

3

的腐蚀，同时又充分发挥了脱硫后GGH的作用，把烟气加热到足够温度，满足环保扩散要求，节省了大笔防腐投资，维修工作量和有关费用。（目前国内一般都是设置一般设置湿烟囱，不设GGH）对于湿式石灰石-石膏法烟气脱硫工艺来说，由于进入吸收塔的烟气温度降至90℃左右，可以大大减少脱硫喷淋水的耗量，并提高脱硫的反应效果，进一步降低能耗。