盘点电除尘重点新技术
一百多年来,电除尘器广泛应用于燃煤电站、建材水泥、钢铁冶金、有色冶炼、化工、轻工、造纸、电子、机械及其他工业炉窑等各个工业部门。以占电除尘总量较大的火力发电站为例,排放要求较高的欧美发达国家和日本的燃煤电厂都主要采用电除尘器。出口排放浓度都控制在20~30mg/m3,且运行状况良好。特别是在德国和日本,电除尘器占有绝对优势。目前西欧国家采用电除尘的实际排放浓度小于10mg/m3。值得注意的是印度、印度尼西亚、越南、巴西等发展中国家新建的燃煤电厂也大都采用电除尘器。可见电除尘器的许多独特的优点已为世界各国所认同。百年来,电除尘器在西方发达国家长盛不衰,在发展中国家得到迅速发展,是由电除尘器优越的除尘机理决定的。
近几年,电除尘新技术不断涌现,进一步提高了电除尘器的除尘效率,扩大了电除尘器的适用范围。
低低温电除尘技术
低低温电除尘器是在燃煤锅炉汽机系统中,采用汽机冷凝水与热烟气通过特殊设计的换热装置进行气液热交换,使得气液冷凝水得到额外的热量,以减少汽机冷凝水低压加热器(以下简称“低加”)回路系统中所消耗的抽汽量,从而实现少耗煤多发电的节省煤耗目的。
烟气换热降温后进入低低温电除尘器电场内部,其运行温度由通常的低温状态(120℃~170℃)下降到低低温状态(85℃~110℃),烟气的体积流量得以降低,相应地,电厂烟气通道内的烟气流速也得以降低,同时由于烟温降低使得烟气的粉尘比电阻降低,使电除尘效率得到大幅提高,以满足排放标准要求。
低低温电除尘器技术的主要技术特征是:1)减少烟气量,降低电场风速,降低烟尘比电阻,提高电除尘效率;2)开发配套烟温调节与电除尘自适应控制系统,适应性好,运行稳定;3)综合应用高频、新型阴阳极极配、CFD气流分布优化、振打控制优化等电除尘技术,形成采用众多新技术的黄金组合,满足国家最新粉尘排放标准要求;4)热量循环利用,降低发电耗煤1.0~3.5g/kW•h(具体与降温幅度相关);5)提高SO3去除率,解决SO3腐蚀难题;6)采用复合翅片/销钉管排技术,可成排或模块化设计出厂,换热效果好;7)针对粉尘浓度较高等工况,特别采取“四防(防磨损、防低温腐蚀、防积灰、防泄漏)”措施,确保换热器长使用寿命的要求。
湿式电除尘技术
湿式电除尘技术的原理与干式电除尘类似,都需要经历荷电、收尘和清灰三个过程。但在湿式电除尘器里,水雾使粉尘凝并,荷电后一起被收集,收集到极板上的水滴形成水膜,可使极板保持洁净。其性能不受煤灰性质影响,没有二次扬尘,没有运动部件,因此运行稳定可靠,除尘效率高。此外,湿式电除尘器对SO3、PM2.5等细颗粒物有很好的脱除效果,能够解决湿法脱硫带来的“石膏雨”、蓝烟酸雾等污染问题,还可缓解对下游烟道、烟囱的腐蚀,减少防腐成本。
虽然国外湿式电除尘技术很成熟,但引进费用高,且由于国情的差异,部分技术难以直接使用。为了从根本上解决我国燃煤电站的污染物排放问题,国内投入了大量的人力、物力和财力进行国产湿式电除尘器的研发。这项技术的自主开发具有十分重要的意义,已被列入国家“863”计划。
该技术具有如下特点:1)科学喷淋,用水省。喷淋系统建立在实验研究的基础上,配置科学,参数合理,水膜分布均匀,可高效清灰,用水省;2)高效分离,废水循环利用。研究的废水处理循环利用系统,可以将废水中和除酸,并通过高效分离去除悬浮物,实现循环使用;3)机电配合,提效节能。针对湿式电除尘器带水工作的特殊性,研制了新型高压供电系统,能有效配合喷淋系统,运行平稳,输入功率高,除尘效率高;4)特殊设计,抗腐蚀性好。针对湿式电除尘器各部件的特点,合理的选择结构材料。壳体采用普通碳钢,内衬采用优质图层防腐;5)结构紧凑,占地少。湿式电除尘器结构紧凑,可以在有限的场地内,布置足够多的收尘面积,在确保湿式电除尘器高效率的同时,减少占地需求,能适应场地狭窄的电厂布置使用。
在湿法脱硫系统后加装湿式电除尘器,可轻松达到以下目标:1)满足当前国家排放标准要求,稳定实现超低排放,可达到10mg/m3以下;2)有效脱除PM2.5微细粉尘和气溶胶,满足更长远的国家空气质量控制要求;3)有效脱除SO3,缓解下游烟道、烟囱的腐蚀,减少防腐成本;4)解决湿法脱硫带来的“石膏雨”、蓝烟酸雾等环境污染问题。
目前国内已有数台燃煤机组成功应用湿式电除尘技术,其性能测试结果表明:排放远优于国家新标准要求,可达10mg/m3一下,应用前景广阔。
——摘自2013中国环境保护产业发展报告《电除尘行业2013年发展综述》
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