电除尘器能达到30mg吗

对于铁没有足够的认识与评价， 对于铝认识不深， 对于钠评价太高，
有关矿物成分对电除尘影响没有涉及，
其他问题。
《指导书（送审稿）》中对“铁”的解说
Fe2O3本身比电阻在1010Ω-cm左右，不是太高。
Fe2O3可以使灰熔融温度降低，K2O通过它使飞灰体积
导电增加，为有利因素。
中国环境保护产业协会电除尘委员会
175套600MW以上机组配套电除尘器实测结果统计（≤30mg/m3）（续表）
序号 16 17 18 19 20 21 22 600MW以上机组配套电除尘器项目名称 内蒙古元宝山发电厂#4 上海外高桥第三发电机组#8炉电除尘器 广东台山发电厂一期2X600MW2#炉 国电北仑三期#7机组电除尘器 浙江国华宁海电厂2号炉电除尘器 浙江浙能乐清电厂1号炉机组电除尘器 陕西华电蒲城5# 装机容量 （MW） 600 1000 600 1000 600 600 660 投运时间 2007年7月 2007年4月 2003年12月 2008年8月 2005年5月 2007年8月 2009年12月 实际出口 排放浓度 3 （mg/m ） 25.5 26.6 27.4 28 28.18 29.83 30 测试单位 东北电科院 华东电力试验研究院 广东电力试验研究院 杭州意能电力技术 杭州意能电力技术 杭州意能电力技术 陕西电力科学研究院
4 既要足够大的SCA，也要足够的“气体停留时间”。23~30秒。
5 辅助设施要完善，注重设计细节，特别是气分、绝缘、振打、加热装置。

当前的新式武器： 回转极板电除尘器。
电除尘器如何达到30mg/Nm3？

（低排放电除尘器的设计建议，供商榷）
足够大的收尘面积，比集尘面积不小于：
容易扑集的粉尘 中等的粉尘 难扑集的粉尘 特难扑集的粉尘

降低比电阻是好的，降低击穿电压是不好的，所以铁有“双重性”，是“ 两面派”。比电阻降低获利不大，击穿电压下降危害显著，所以铁是“害 鸟”，
铁的实际影响




但是以上忽略了简单重要的现象； “铁多，飞灰多、易熔融”。铁多，T1~T4下 降就是明证。 铁多易熔，在锅炉内有大量的液相，把细尘黏在一起成粗尘。铁多时飞灰粒度甚 至于大于煤粉粒度！煤粉竟然越烧越粗了！ Fe多，电除尘器效率提高，已经为实际证实！ 氧化铝烧结法生产中，为在新砌耐火砖的回转窑内壁上挂“窑皮”，加铁矿，电 除尘器效率马上提高，烟囱变清。 大体上可以用5%作为Fe2O3的分界线，大于5%，电除尘器就会显著受益。 中国早在1970年代就发现铁有利，英国Coal Research迟到2006年才注意到此现 象。Alstom一直到1980年代末期还把Fe和Al、Si 当做“三害”！国内现在还有 人中毒！指导书：”Fe2O3含量的增加，不能显著增强除尘性能“， 错误。 Fe在烧结机头电除尘器里确实是有害无益，因为烧结温度很低，不足以将铁融化 ，不能把细尘粘起来变粗。相反，氧化铁比电阻高、大量磁铁矿降低了气体击穿 电压，导致电除尘器低效。
装机容量 （MW） 600 600 1000 1000 600 1000 600 600 600 1000 600 600 600 1000 1000
投运时间
2007年3月 2004年11月 2006年12月 2009年11月 2004年4月 2006年4月 2009年11月 2006年12月 2003年12月 2009年3月 2009年1月 2004年12月 2005年8月 2010年4月 2009年7月
燃煤电厂电除尘器如何达到 30mg/Nm3的排放标准?
王励前
教授、教授级高级工程师 中国电除尘委员会顾问专家 国际静电除尘学会荣誉理事
国家标准

《GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准》规定： 火力发电燃煤锅炉烟尘排放允许值为 30mg/Nm3，


2012年1月1日起实行。
指的是烟囱口排放允许值，如果电除尘器后有脱硫 设备，也有除尘作用，则电除尘器排放浓度可以再 宽一些。
Fe2O3的影响与煤中S的含量有直接关系，其影响是
Fe2O3和煤S共同作用的结果。
煤灰中的“铁”---鸟中“麻雀”

在燃煤锅炉电除尘器中基本是“益鸟！ ”
无论FeO、FeO2、Fe2O3、Fe3O4...都用Fe2O3来表示， 不利于电除尘之处，长达20多年被当做“害鸟”：
各种铁的氧化物比电阻都很高， Fe-Al-Si 系的化合物比电阻也都很高。

电除尘器能否达到30mg/Nm3？
（实例表明）

燃煤 IGCC和PFBC只能用电除尘器，燃气轮机要求电除尘器出口烟尘小于10mg/Nm3 ，试验装置都达到了。 磁流体发电MHD装置中回收烟尘和钾盐种子的装置就是电除尘器，要求将烟尘净化到 10mg/Nm3以下，试验装置也达到了。 欧洲常规燃煤电厂仍然用电除尘器，排放标准是10mg/Nm3， 新建的机组也达到了。 波兰设计的太原一热电除尘器，1980~1990年间，十年里烟囱清亮，被运行人员称之为 “世界水平最高的电除尘器”。
有利于电除尘之处，利大于弊（益鸟）： 铁的熔点低，锅炉内成液相，把细尘粘结成粗尘，
Fe多，t1~t4 必然低。煤灰会比煤粉粗。 铁往往以硫铁矿的形式存在煤中，铁多硫也多。 （铁的影响与煤中S的含量有直接关系，其影响是铁和煤 S共同作用的结果） 铁是触媒，能将SO2转化成SO3, 调质烟尘，有利于电除尘器， “飞灰化学成分与粒径之间不存在明显的相关性”， 错误！
≥1
0.4~1 0.4~1 ≥1 ≥1 0.1~0.4 0.4~0.8 0.3~0.7 0.1~0.2 0.2~0.4 ≤0.4 ≤0.1 ≤0.2
70~80
≤80 70~90 70~90 85~90 85~90 80~90 80~90 ≥75 ≥90 ≥80 ≥75 ≥90
≤40
≤40 ≤40 ≤40 ≤40 ≤40 ≤40 ≤40 电除尘器 或 新电除尘器 电除尘器
电除尘器能否达到30mg/Nm3？
（理论极限）

对于燃煤发电，30mg/Nm3排放大致相当于除尘效 率99.9%。

理论上电除尘器可以达到无可怀疑。 η=1-EXP[-ωSCA] 由效率公式可知，只要电除尘器（SCA）足够大， 任何100%以内的效率都能达到。
要达到100%的效率，电除尘器要无穷大？只是一种 极限状态！
满足L/H≥1~1.2，H/B ≤2的要求
电除尘器如何达到30mg/Nm3？
（改进施工安装验收方法）

空载试验方法： 由当前的考核击穿电压高低的方法 改为 考核各个同等电场的V-A曲线是否重合？
好处： 对安装的要求更严格， 有助于查找安装不合格的原因 不需要并联T/R

燃煤电厂电除尘器选型设计指导书

175套600MW以上机组配套电除尘器实测结果统计（≤30mg/m3）
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
600MW以上机组配套电除尘器项目名称
广西防城港电厂1号炉电除尘器 嘉兴电厂二期工程3号炉电除尘器 浙江国华宁海电厂6号炉电除尘器 浙江国华宁海电厂5号炉电除尘器 嘉兴电厂二期工程4号炉电除尘器 上海外高桥第三发电机组#7炉电除尘器 神华河北国华定洲电厂 浙江国华宁海电厂4号炉电除尘器 广东台山发电厂一期2X600MW1#炉 中电投漕泾电厂一期 广东河源电厂#1 嘉兴电厂二期工程5号机组电除尘器 云南滇东能源1号炉电除尘器 天津北疆电厂2号炉 国电北仑三期#6机组电除尘器
中国环境保护产业协会电除尘委员会
电除尘器如何达到30mg/Nm3？
（设计5原则）
1 同样型式、大小的机组，燃煤不同，电除尘器大小可以相差4~5倍。 例如SCA：东胜煤、大同煤---90，澳洲煤--130, 印度煤--280~350 。 因此选型要要区分机组和燃煤的差别。 2 设计选型该多大就多大，由于无法准确计算，要适当留有大小余地。 3 煤种多变，锅炉吃百家煤。按设计煤种选型，也要留有煤种余地。
实际出口 排放浓度 3 （mg/m ） 6.68 6.953 12.5 13 13.55 16.2 16.44 21 21.2 21.9 22.25 22.88 23.35 25 25
测试单位
广西桂能科技 浙江电力试验研究院 浙江电科院 杭州意能电力技术 浙江电力试验研究院 华东电力试验研究院 河北电力测试所 杭州意能电力技术 广东电力试验研究院 华东电力试验研究院 西安热工研究院 浙江电力试验研究院 云南电力试验研究院 华北电科院 杭州意能电力技术
电+袋 除尘器
《指导书（送审稿）》存在的问题

列题意义、工作初步成绩应予以肯定。但是作为《指导书》， 技术基础有 不少欠缺，甚至偏差。有待进一步完善。 对于电场数目和SCA的规定缺乏弹性，SCA差值不足以反映好坏煤的影响 程度， 选型忽略了Fe是重要的失误，Fe是”益鸟“还是”害鸟“？沿用的原 Alstom程序，似乎没有与时俱进，没有吸收当今成果。 有关化学成分对电除尘影响的分析没说到点子上, 表现在：

80~100 m2/m3/s 130~160 m2/m3/s 180~250 m2/m3/s 260 m2/m3/s 及以上
15~20 sec 18~23 sec 21~26 sec
足够长的停留时间，不短于：
排放50mg/Nm3 排放30mg/Nm3 排放10mg/Nm3


电除尘器内气体流速不大于： 0.6~0.85 m/s
加铁，可以观察到烟囱变清。
为什么铁在烧结机电除尘器中成为“害鸟”？
飞灰中的铁

国内电厂飞灰中Fe2O3含量在0.28~19.13% 之间 Fe2O3包括了Fe2O3、Fe3O4、Fe2O等， 主要是前二者，都折成Fe2O3来表示， 飞灰中Fe2O3与Fe3O4的比例约为1 : 2.4，


（送审稿，2012.6.18）
煤灰难易程度 容易 较容易 一般 一般 较难、难
ωk
≥55 45~55 40~45 35~40 -----
电除尘器电场数 ≥5 ≥6 ≥7 ---------
SCA m2/m3/s ≥130 ≥140 ≥170 ---------
推荐除尘器种类 电除尘器 电除尘器 电除尘器 电除尘器 或 新型电除尘器 电袋除尘器
燃煤电厂电除尘器选型设计指导书
（送审稿，对于30mg/Nm3 排放标准）
煤灰难易程度
容易 较容易 较容易
Sar %
≥1 ≥0.3 ≥1
Na2O %
≥0.3 ≥1 ≥0.3
（Al2O3+SiO2）%
≤70 ≤70 70~80
Al2O3 %
≤35 ≤35 ≤40
推荐使用
≥0.3
0.4~1 ≥1 0.4~1 一般 ≤0.45 ≥1 0.45~9 0.1~0.3 较困难 ≤1.1 0.5~0.1 ≤0.6 困难 ≤1.4 ≤0.5





外高桥1000MW机组电除尘器 17mg/Nm3 （好煤）
国内设计的电除尘器，无论是用于燃煤发电机组、铁矿烧结机或玻璃窑炉，有的也达到 了7~30mg/Nm3的水平。

3电场回转极板电除尘器达到了21mg/Nm3。
电除尘器能否达到30mg/Nm3？
（统计数据）

2004.1~2010.4 测定了110套电厂电除尘器， 排放≤30mg/Nm3的有24套，占21.8%。 2002.1~2010.4 统计了175套≥600MW机组的 电除尘器，排放≤30mg/Nm3的有22套，占 12.6%。
注： 1、表中的数据来自浙江菲达、福建龙净、天洁集团、兰州电力、上海冶矿5家企业； 2、5家单位经第三方测试的600MW以上机组（含600MW机组）电除尘器共175套，其中≤50mg/m3的83套，占测试项目总数 的47.4%； 3、表中≤50mg/m3的83台电除尘器中有37台按出口排放值50～100mg/m3的合同规定值设计； 4、表中实测≤30mg/m3的电除尘器22套，≤20mg/m3的电除尘器7套。
有关铁的研究论述

Fe2O3多，飞灰比电阻和击穿电压下降，但下降不多，Fe2O3改变了某种 电荷载体的迁移率， Fe3O4多，飞灰比电阻和击穿电压下降明显，“低电压击穿”， K2O多，击穿电压上升，因此，Fe3O4和K2O互相平衡， “Fe2O3通过K2O起作用”（实际主要是Fe3O4和K2O的互相抵消作用） ， “Fe2O3对除尘的影响是Fe2O3和S共同作用的结果” （实际是铁往往以 硫铁矿的物质存在的，Fe2O3多，硫也多，电除尘器当然受益）。