2 湿式电除尘器

湿式电除尘器(WESP)原理

湿式电除尘器是在克服喷水除尘器和静电除尘器弊端的基础上发展起来的，它的工作原理与普通的除尘器一样，主要涉及了悬浮粒子荷电、带电粒子在电场里迁移和捕集，以及将捕集物从集尘器表面清除这三个基本过程。该过程大致为：通过进气口和气流分布系统将含尘煤气输送到除尘器电场中，而水则在喷嘴的作用下呈雾状喷入，其中喷嘴同时配置在进气口和电场的上方。在除尘器的入口部分，含尘煤气中的粉尘会与水雾相碰撞，并以颗粒的形式落入到灰斗中。在电场区中，荷电水滴由于其电性在电场力的作用下会被集尘极捕获落在集尘极板上，而煤气中的粉尘在被荷电的水滴润湿后也会带上电性，故其也会落在集尘极板上，而在集尘极捕获到足够多的水滴后则会在集尘极板上形成水膜，故被捕获的粉尘先通过

水膜的流动流入灰斗中，然后再通过灰斗排入沉淀池中。如图1所示湿式电除尘过程，金属放电极在直流高电压的作用下，将其周围气体电离，粉尘在电场中荷电并在电场力的作用下向集尘极运动，当运动到集尘极表面时。随液体膜流下而被除去。因此，WESP运行的三个阶段与干式ESP相同——荷电、收集和清灰。然而，与振打清灰不同的是，WESP采用的是液体冲洗集尘极表面来进行清灰。

图1 湿式电除尘器示意图

3 湿式电除尘工艺简介 3.1 湿式电除尘器WESP从结构上可分为两种基本型式，即管式和板式(如图2)。其中管式WESP只有垂直方向烟气流(上升流或下降流)，而板式WESP 设计既可以采用水平烟气流也可采用垂直烟气流。总的来说，管式WESP比板式WESP效率更高且由于外形简单而占用更少的空间，成为湿式电除尘技术研究应用的趋势。

图2 湿式电除尘器两种基本结构型式

两种WESP的其它不同点在于：(1) 对于给定的除尘效率，电极长度相同的前提下，管式WESP所允许的烟气流速是板式WESP的两倍；(2) 对于给定的除尘效率，管式WESP的局部干燥区比板式WESP要小。管式WESP既可设计为垂直向上烟气流也可设计为垂直向下烟气流。在垂直向上烟气流、管式WESP中，烟气从底部进入电除尘器并向上流动，冲洗喷嘴即可置于装置底部并向上喷淋，也可在电场上方设置向下喷淋的喷嘴。在垂直向下烟气流设计中，烟气从顶部进入WESP中并向下流动，喷嘴置于顶部并向下喷淋，方向与烟气流同向。在某些场合，向下烟气流设计会使连接烟道的使用最少化，但它需要在烟气进入烟囱之前设置一台机械式除雾器来捕获随烟气携带出来的水雾。相反地，一台向上烟气流、管式WESP具有捕获亚微米液滴的能力，因而可作为一台性能优良的除雾器而不再需要增设任何机械式除雾器。 3.2 湿式电除尘器工艺应用湿式电除尘作为烟气亚微离子、酸雾、二次粒子等污染物处理的把关工艺，通常与其他处理工艺结合运用。例如，新型烟气治理岛工艺流程中湿式电除尘器(WESP)就有3种工艺布置形式：工艺流程（一）：由脱硝、电除尘器、湿法脱硫、湿式电除尘器组成，烟气从湿式电除尘器后进入烟囱，如图3所示。

图3 新型烟气治理岛(湿式电除尘器)工艺流程(一)

工艺流程（二）：由脱硝系统、低温省煤器余热利用装置+低低温电除尘器、湿法脱硫系统、湿式电除尘器组成，烟气经湿式电除尘器后进入烟囱排放，如图4所示。

图4 新型烟气治理岛(湿式电除尘器)工艺流程(二)

工艺流程（三）：由脱硝、MGGH+低低温电除尘器、湿法脱硫、湿式电除尘器、MGGH 组成，烟气由MGG升温后进入烟囱，如图5所示。

图5 新型烟气治理岛(湿式电除尘器)工艺流程(三)

技术原理

湿式电除尘器与干式电除尘器工作原理相同，都是向电场空间输送直流负高压，通过空间气体电离，烟气中粉尘颗粒和雾滴颗粒荷电后在电场力的作用下，移动到收尘极板（集电极），从而被收集在收尘极表面。干式电除尘器利用振打清灰方式将收集到的粉尘震落到灰斗中，而湿式电除尘器则是通过收集烟气中的雾滴颗粒，在收尘极表面形成溢流而将粉尘冲洗到灰斗（水灰斗）中。

湿式电除尘器与干式电除尘器最大的不同，在于烟气工质的差异，干式电除尘器烟气为干烟气，烟气温度较高，烟气中基本不含雾滴。而湿式电除尘器为湿饱和烟气，烟气温度较低，烟气中含有大量的雾滴。

湿式电除尘器通常设置在湿法脱硫装置后，脱硫后饱和烟气中携带大量水滴，在通过高压电场时被捕获，能够减小石膏雨形成的几率。同时对于收集微细颗粒物PM2.5、酸雾等有较好的效果，烟尘排放浓度可以达到≤10毫克/立方米。

湿式电除尘器介绍

一、背景

目前的电除尘器通过增加电场、电袋复合、旋转电极等改造方式，基本都能使除尘器出口烟尘含量降低到30mg/Nm3，有的地方标准甚至为20mg/Nm3，满足烟尘排放标准。但是除尘器现在已经不是烟气处理的最后一级装置，烟气经除尘后需要脱硫，然后进入烟囱。世界上85%以上的烟气脱硫采用湿法脱硫，湿法脱硫后烟气由于含有微细粉尘、SO3酸雾、石膏颗粒、氨气溶胶、重金属汞、雾滴等，烟囱出口

的含尘量一般都高于50mg/Nm3，有的甚至更高到100mg/Nm3。同时烟气中含有大量的水雾，加剧了对烟囱的腐蚀，并造成一定程度的视觉污染，水耗上升。

二、技术原理

湿式电除尘器和与传统干式电除尘器的收尘原理基本相同，都是靠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

到收尘板或收尘管。在燃煤锅炉或其它燃煤场合，干式电收尘器为了避免低温腐蚀，一般布置在烟气温度大于90-100℃的区域，主要处理含水很低的干气体。湿式电除尘器为了脱除脱硫后烟气中粉尘、夹带石膏及细微水雾滴，主要处理含水较高乃至饱和的湿气体。

当带有细微颗粒、水雾滴的湿烟气进入湿式静电除雾器电场后，由于在湿式静电除雾器的电晕极线上施加了足够高的直流电压，从电晕极发射出大量向收尘极高速运动的电子。在电场力、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收尘极而被捕集。水在收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。

在对收尘板或收尘管上捕集到的粉尘清除方式上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动而清除。

三、湿式电除尘器主要组成

湿式静电除雾器（WESP）能有效解决脱硫后烟尘及水雾问题。WESP主要由壳体、阳极装置、阴极装置、绝缘装置、冲洗系统及高压发生装置等组成。

1、壳体：壳体主要包括外壳及支撑结构。外壳的主要作用是密封烟气，同时保持整个设备的外观美观整洁，根据脱硫烟气的特性及传统的脱硫吸收塔及烟道防腐形式，壳体采用碳钢衬玻璃鳞片耐腐蚀材料。除尘器本体是个独立的设备，由于其体积较大，内部支撑结构

主要是维持其整体刚度及强度，同时支撑着阳极板及其它辅助设施。

2、集尘阳极板：由于烟气具有强烈的腐蚀性，阳极板选用耐腐蚀的材料导电复合玻璃钢，其可适用于不同的腐蚀气体、除尘效果较好、耐温高、使用寿命长。避免了其它材料如不锈钢耐腐蚀性能差、重量重；柔性布晃动导致其使用寿命短、晃动超出范围导致电压电流不稳定从而影响除尘效果等问题。阳极采用蜂窝式。

3、放电阴极（电晕阴极线）：阴极线采用耐腐蚀、放电效果好的阴极线，强度能承受冲洗时高速水流的冲刷、冲击的PbSb2合金材质，形式为芒刺线。

4、绝缘装置：防止绝缘箱内绝缘石英管结露爬电。该技术对每一绝缘件均采用电加热方式，内外隔层中间保温、恒温控制，有效防止因积灰而产生的爬电击穿现象，并在每个绝缘子底部设置防尘罩，隔绝了粉尘进入。同时，低负荷运行时采用适当的运行电流与电压，保证电除尘器在低负荷或调峰时能正常投运。

5、冲洗系统：

在脱硫过程中，烟气中的SO2脱除率高达95%以上，但SO3只去除

了30%左右。剩余的SO3以气溶胶的形式随烟气排出。脱硫后的机械

式除雾器主要针对大于40um的大液滴和颗粒，出口水雾一般可控制在75mg/m3左右，不能除去SO3和微尘等微细颗粒。因此进入湿式电

除尘器的湿烟气含有大量SO3，且处于酸露点以下，其冷凝液会对湿

式电除尘器造成腐蚀。另一方面，湿法脱硫对于粉尘的去除效率只有30-70%，同时自身还会夹带部分石膏浆液，这些未去除细微粉尘和石

膏浆液粘性较强，容易结垢。设置间断冲洗或连续冲洗。

针对湿法脱硫后烟气易腐蚀和易结垢的特性，我公司的湿式电除尘器设置连续喷淋系统，减少SO3和石膏浆液在湿式电除尘器极板表

面的停留时间，减轻SO3对极板的腐蚀，缓解石膏浆液引起的结垢。

6、高压发生装置：高压控制柜通过调节高压发生器的输入电压，从而自动控制高压发生器的输出电压值和电流值，使湿式湿式静电除尘器能够适用于不同烟气工况。

四、湿式电除雾器的布置方式