“湿式电除尘新技术”是燃煤热电厂实现超低排放〔5mg-m3〕的最佳选择

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超低烟气排放的除尘技术大汇总

超低烟气排放的除尘技术大汇总

超低烟气排放的除尘技术大汇总烟气超低排放实际上是指烟气中颗粒物的超低排放,排放烟气中不仅包括烟尘,而且包括湿法脱硫过程中产生的次生颗粒物,因此要实现烟气的超低排放必须进行必要的除尘处理。

除尘技术一般包括:烟气脱硝后烟气中烟尘的去除,称之为一次除尘技术,主流技术包括:电除尘技术、袋式除尘技术和电袋复合除尘技术;脱硫后对烟气中颗粒物的再次脱除或烟气脱硫过程中对颗粒物的协同脱除,称之为二次除尘或深度除尘技术,脱硫后对烟气中颗粒物的脱除主要采用湿式电除尘技术,脱硫过程中对颗粒物的协同脱除主要采用复合塔脱硫技术,并采用高效的除雾器或在湿法脱硫塔内增加湿法除尘装置。下面详细介绍一下这几种除尘技术。

一次除尘技术1电除尘技术电除尘技术利用强电场电晕放电,使气体电力产生大量自由电子和离子,并吸附在通过电场的粉尘颗粒上,使烟气中的粉尘颗粒荷电,荷电后的粉尘颗粒在电场库仑力的作用下吸附在极板上,通过振打落入灰斗,经排灰系统排出,从而达到收尘的目的。

优点:除尘效率较高,压力损失小,使用方便且无二次污染,对烟气的温度及成分敏感度不高,设备运行检修相对容易,安全可靠性较好。

局限:设备占地面积较大,除尘效率受煤种和飞灰成分的影响较大。

依据电极表面灰的清除是否用水,电除尘可分为干式电除尘和湿式电除尘。干式电除尘常被称作电除尘,如静电除尘技术、低低温电除尘技术;湿式电除尘常被称作湿电,湿电仅用于湿法脱硫后的二次除尘。(1)静电除尘技术静电除尘技术是在电晕极和收尘极之间通上高压直流电,所产生的强电场使气体电离、粉尘荷电,带有正、负离子的粉尘颗粒分别向电晕极和收尘极运动而沉积在极板上,使积灰通过振打装置落进灰斗。

静电除尘器与其他除尘设备相比,耗能少,除尘效率高,适用于除去烟气中0.01~50μm的粉尘,而且可用于烟气温度高、压力大的场合。

但由于静电除尘器基于荷电收尘机理,静电除尘器对飞灰性质(如成分、粒径、密度、比电阻、黏附性等)较为敏感,特别对高比电阻粉尘、细微烟尘捕集困难,运行工况变化对除尘效率也有较大影响。

湿式电除尘器应用

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。

探讨湿式电除尘在电厂除尘提标改造中的应用

探讨湿式电除尘在电厂除尘提标改造中的应用

探讨湿式电除尘在电厂除尘提标改造中的应用摘要:近年来,全国各地频现雾霾天气,给人民群众的生活带来了很大的影响,人民群众对优质空气环境的诉求越来越强烈,改善环境空气质量,已成为生态文明建设的首要任务。

关键词:湿式电除尘;电厂除尘;提标改造;应用一、湿式电除尘原理及优缺点1.1湿式电除尘工作原理湿式电除尘简称WESP,除尘原理与干式电除尘大致相同,除尘器构造也基本类似。

有所不同的是工作的烟气环境以及清灰方式。

湿式电除尘是将水雾喷向放电极和电晕区,水雾在电极形成的电晕场内荷电后分裂进一步雾化,粉尘粒子在电场力、荷电水雾的共同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内中排除。

1.2湿式电除尘器分类及形式1.2.1湿式电除尘器分类湿式电除尘器从结构角度可以分为管式和板式两类。

管式湿式电除尘器其收尘极采用多根金属管并列形式,放电极在不同极板间均匀分布,这一类电除尘器能够处理的烟气类型仅限于垂直流动的烟气。

板式湿式电除尘器其收尘极为平板状,电晕线均匀的布置到极板间,不仅可以处理垂直流动的烟气,同时也可以处理水平方向流动的烟气。

对这两种类型进行比较,板式湿式电除尘器更具优势,板式除尘器和管式除尘器在处理相同的烟气量和粉尘时,前者的烟气流速较后者控制在3m/s以内,粉尘荷电充分且处理时间较后者长,其布置形式多样化,适应性较为灵活,是目前国内外应用较为广泛和应用业绩最多的超净排放环保设备。

1.2.2湿式电除尘器布置形式湿式电除尘器的布置形式多样,但一些老旧的形式并不适用于现代工厂,通过实践经验总结,当前被较广泛采用的布置形式主要有三种,分别为:垂直烟气流独立布置、水平烟气流独立布置及垂直烟气流与WFGD系统整体式布置。

①垂直烟气流独立布置形式具有便于安装和维修的特点,被广泛采用,采用该形式的系统多数供货形式为模块形式,并在现场采用多种方式进行连接,但这一布置形式要求有专门提供的布置空间;②水平烟气流独立布置形式类似于干式电除尘器,与垂直方式相比,其布置形式多样且布置位置灵活,可布置于高位可可布置于低位,是被国内外广泛采用的布置形式,应用于湿法脱硫后对粉尘等多种污染物进行终端把控;③最后一种布置形式,具有成本低、占地小的特点,但采用的是在湿法脱硫上部顶置湿式电除尘器的方式,其需要内部连接,对气流均布要求高,处于高位布置,安装较为不便,体积不宜过大限制了其运用范围。

超低排放除尘工程技术规范

超低排放除尘工程技术规范

数不够合理,因此作了重点规定。
烟气冷却器(低低温电除尘系统的重要组成部分):NOx、SO2部分中 均无法体现, 因此作了规定。
立足国内最佳,争创世界一流。
6
主要内容
1 标准编制原则及思路 2 干式电除尘器及其系统 3 湿式电除尘器 4 袋式除尘器 5 电袋复合除尘器
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工艺设计
常规电除尘
1
6
移动电极电除尘
31
2
3
2 低低温电除尘

2


3 湿式电除尘

6


4
袋式除尘
3
25
4
2
5 电袋复合除尘
2
10

2
常规ESP、移动电极ESP、FF、EF:标准体系完善,以引用为主。
低低温ESP、湿式ESP(超低排放主流技术):虽有一些行业产品标准,
但标准体系相对不够完善,且近年技术发展较快,现有标准中的个别参
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2.2 干式ESP 主要工艺设备和材料
2.2.1 主要设备的选型原则
烟气冷却器 选型基础参数
煤质分析及 飞灰分析资料
锅炉、汽机 及主要辅机 的相关参数
当地的环境 条件及工程 所在地的工 程地质等
除常规分析外,还 应包括氟、氯、溴、 汞等元素参数。
对于技改工程,应重点考虑干式 ESP前烟道等设备的布置情况
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2.1 干式ESP 工艺设计
2.1.2 工艺设计要求
(2)电气部分
对以下内容进行了详细规定:
项目
规定
高压供电电 可按电场或分区供电。干式ESP第一、二电场→高频高压 源供电方式 电源。特殊情况下,末电场→脉冲高压电源

湿式电除尘器的原理及应用

湿式电除尘器的原理及应用

湿式电除尘器得原理及应用燃煤电厂一直就是国家环境治理得重点,新出台得污染物排放标准更就是对近年来陆续跟进得除尘、脱硫以及脱硝系统提出了更高得要求,如何控制PM2 5细颗粒排放、石膏雨与烟囱蓝烟等问题已成为当务之急。

新得《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,单纯得干式电除尘器已经很难满足要求,同时新标准也提高了NOx与SOx得排放限值,并增加了Hg得控制指标。

湿式电除尘器(WESP在实现超低排放、控制PM2 5与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,防止脱硫脱硝造成得“石膏雨”以及“蓝烟”污染。

2国内外应用现状与技术特点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,最早主要就是硫酸与冶金工业中应用了一些中小型得湿式电除尘器。

从2009年开始,逐步开展了针对燃煤电厂应用湿式电除尘器得研究与探索,并取得了多个项目得成功应用。

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得特点,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得湿式电除尘技术起步较早,已经有30多年得应用史,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得水平,并且湿式电除尘器本体与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,与日本不同得就是,美国应用较多得就是垂直烟气流独立设计与与WFG得整体式设计。

典型工程有AES深水电厂,采用得就是吸收塔后单独布置得垂直烟气流设计。

湿式电除尘器技术设计规范方案书

湿式电除尘器技术设计规范方案书

XX工程湿电除尘器技术规范书发包方:承包方:2017年8月目录1、总则........................................... 错误!未定义书签。

2、工程概况....................................... 错误!未定义书签。

2、工程概况....................................... 错误!未定义书签。

3、设备运行方式、设计数据......................... 错误!未定义书签。

4、技术要求....................................... 错误!未定义书签。

5、质量保证....................................... 错误!未定义书签。

6、设计及供货范围................................. 错误!未定义书签。

7、技术资料及交付进度............................. 错误!未定义书签。

8、交货进度....................................... 错误!未定义书签。

9、设备监造(检验)和性能验收试验................... 错误!未定义书签。

10、技术服务和设计联络............................ 错误!未定义书签。

1、总则本技术规范书适用于循环流化床锅炉烟气超净排放改造工程的湿式静电除尘器设备,本技术规范书提出了湿式静电除尘器及其辅助设备的功能、设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

本技术规范书中提出了最低限度的技术要求,并未规定所有的技术细节,也未充分引述有关标准和规范的条文,承包方应保证提供满足本技术规范书和现行工业标准要求的优质产品及相应服务。

对中国有关安全、环保等强制性标准,必须满足其要求。

凡在承包方设计范围之内的外购件或外购设备,承包方推荐2至3家业绩良好的生产厂家供发包方确认。

燃煤电厂协同除尘技术应用及电除尘器改造技术

燃煤电厂协同除尘技术应用及电除尘器改造技术为适应燃煤电厂对烟尘排放的严格要求,需要对新建或原有锅炉的烟尘处理系统开展重新设计优化,并运用环保研究新技术,通过多个系统的共同作用,将净烟气烟尘排放浓度降到IOmg/m3以下。

对目前燃煤电厂有成功运用的烟气协同处理技术、对低低温省煤器的安装运用、电除尘的改造提效、增加湿法脱硫的除尘能力以及湿式除尘器的应用等方面开展分析,阐述各系统互相配合对烟尘开展协同处理,到达超低排放的目的。

近几年,环境保护约束愈加严格,对火力发电厂污染物排放限值到达世界最高标准,重点地区烟尘排放浓度执行20mg∕nι3限值。

部分地方标准更是高于国家标准,燃煤电厂正在开展“超低”、"近零''排放改造,就烟尘来说,单靠传统的电除尘技术已无法到达这样的要求。

为到达排放标准,对新建或现有锅炉设备的设计与改造,本着安全、经济、可靠的原则,优化组合脱硝、低低温省煤器、电除尘器、脱硫岛、湿式除尘器等系统的配置及选定方法,充分利用每个系统的特点,分担除尘功能,以求到达大系统协同控制的能力,如图1所示。

结果证明,可有效将烟尘质量浓度控制在5mg∕m3以下,日常运行在1~3mg∕m3之间。

1低低温电除尘技术分析研究说明,通过烟气冷却器或烟气换热系统降低电除尘入口烟气温度至酸露点以下(一般在90。

C左右),使烟气中大部分的S03在烟气冷却器中冷凝成硫酸雾并粘附在烟尘表面,使烟尘性质发生了较大变化,可大幅提升除尘效率,并同时能去除大部分的S03,同时解决了S03引起的酸腐蚀问题。

在锅炉空预器后设置低低温省煤器,使进入除尘器入口的烟气温度降低,能明显提高电除尘效率。

1.1低低温电除尘优点烟气温度的降低使烟尘比电阻下降。

低低温电除尘器将烟气温度降低到酸露点以下,由于烟气温度的降低,特别是由于S03的冷凝,可大幅度降低烟尘的比电阻(如图2),消除反电晕现象,从而提高除尘效率。

除尘器性能测试说明:在增设换热装置后,烟尘排放从原约60mg∕m3下降到20mg∕πι3,除尘效率明显提高。

燃煤电厂烟气超低排放改造及运行优化

燃煤电厂烟气超低排放改造及运行优化摘要:燃煤电厂过去粗放式的管理和发展方式逐渐被摒弃,取而代之的是更加集约化,标准化的生产方式,因而燃煤电厂的脱硫系统改造成为企业越发关注的问题。

全国各地都在不断发展火力发电厂的超低,零排放转化。

由于超低转化的发展,火力发电厂的排放限值越来越低。

不同地区的煤种特征不同。

发电厂中使用的实际煤炭与优质煤炭之间存在很大差异。

它在节约能源消耗和环境绩效方面是否适应相关的超低现代化技术。

关键词:燃煤电厂;烟气超低排放;改造,运行优化前言:环境污染一直以来都是我国所面临的巨大环境问题之一,对生态对生活都生产不可逆的负面影响,是急需解决和控制的主要污染之一。

煤是我国的主体能源,使用量极大,也是造成空气污染的主要对象,对煤燃烧排放进行严格管控,能够有效的减轻空气污染程度,有效的促进绿色环保进程的推进。

1、我国燃煤电厂烟气超低排放技术现状现在世界发展的主题:节能与环保,是当人们意识到环境问题的重要性后,社会发展的必然选择和最终趋势。

在大力发展电能的同时兼顾污染物控制技术和超低排放技术,既是对周围住户的负责也是对社会对自然的负责。

随着我国生产结构的进一步转变,能源结构的进一步调整,节能减排政策的提出也是顺应了历史潮流和发展趋势,在政策的指导下,我国的燃煤电厂也纷纷开展烟气超低排放技术的研究和开发。

在燃煤电厂烟气超低排放技术的发展过程中,超低排放技术在火电厂中全面实施。

传统的技术劣势势必会导致污染物的排放受到影响。

一方面,燃煤电厂的生产效率低下,这就使得在满足同样用户需求的条件下需要更多的燃煤资源投入,从而引起了更多杂质的侵入,这就造成了污染物排放控制更加困难,也对污染物排放控制技术要求更高。

我国在进入了产业结构转变和能源结构调整的新政策后,需要所有的相关技术人员更加深入的研究燃煤电厂烟气超低排放技术,控制污染物的排放,实现废物循环利用,并提高能源利用率,提高工作效率,保护环境,承担起更多的社会责任。

湿式电除尘常见问题及处理办法

湿式电除尘常见问题及处理办法摘要:从2015年开始,利电集团利用两年的时间完成了集团八台机组的超低排放改造。

介绍了湿式电除尘器的工作原理以及技术特点,并根据集团八台机组检修时发现的情况,进行了汇总并分析其产生原因。

关键词:湿式电除尘器常见问题处理0 引言中国是一个燃煤大国,具有“多煤、少油、贫气”的资源特点,燃煤发电机组一直占有主导地位,因此,发展高效节能、“超低排放”的燃煤发电技术,对于经济和环境协调可持续发展具有重要的意义。

近年来,国家相应出台了多项政策法规,明文规定了燃煤电厂的最新排放标准,其中《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)进一步降低了燃煤电厂大气污染物的排放限值,对重点控制地区,要求烟尘排放限值20 mg/m3。

此外,由于环境容量有限等原因,江苏省、浙江省、山西省、广州市等地已出台相关政策,要求燃煤电厂参考燃气轮机组污染物排放标准限值,即在基准氧含量6%条件下,烟尘、SO2、NO x排放浓度分别不高于5 mg/m3、35 mg/m3、50 mg/m3,至此,中国的燃煤电厂已经进入“超低排放”时代。

众所周知,湿式静电除尘器是燃煤发电机组大气复合污染物控制系统的末端精处理技术装置,用于去除湿法脱硫无法收集的酸雾、SO3气溶胶等,控制PM2.5微细颗粒物及解决烟气排放浊度问题,烟尘排放浓度可达5mg/Nm3甚至更低水平。

从2015年开始,利电集团利用两年的时间完成了集团八台机组的超低排放改造,分别采用了福建龙净、浙江菲达、南京龙源三家的湿式电除尘产品,各有各的特点,根据近年来对这些设备检修时发现的问题,进行了汇总以及分析其产生的原因。

1WESP工作原理及技术特点(1)WESP对微细粉尘的去除原理WESP是一种用来处理含湿气体的高压静电除尘设备,在燃煤电厂中通常布置在脱硫设备后,其工作原理和干式电除尘器基本相同,都要经历电离、荷电、收集和清灰四个阶段,烟气通过进口封头后进入电场,在高压电的作用下气体电离粉尘被荷电,荷电后的粉尘在电场力的作用下向集尘极移动,随集尘极表面的水膜去除。

燃煤电厂超低排放技术路线对比分析汇总(新)

燃煤电厂超低排放技术路线对比分析2014年9月12日,国家发改委、国家环保部、国家能源局联合发文“关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》的通知”中要求,稳步推进东部地区现役30万千瓦及以上公用燃煤发电机组和有条件的30万千瓦以下公用燃煤发电机组实施大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值的环保改造。

燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米。

针对“行动计划”,国内火力发电集团提出了“超净排放(50、35、5(氮氧化物、二氧化硫、烟尘浓度))”、“近零排放”、“超低排放”、“绿色发电”等类似的口号。

二、目前主流的超低排放技术介绍(一)脱硝改造1、低低氮燃烧器改造常规低氮燃烧器约75%的NOX是在燃尽风区域产生的,低低氮燃烧器是通过改造燃烧器,调整二次风和燃尽风的配比,增加燃尽风的比例,大幅度减少燃尽风区域产生的NOX,从而有效降低NOX排放。

图1 低低氮燃烧器改造的优势分析2、脱硝催化剂增加备用层催化剂加层是简单有效的提高脱硝效率、降低NOX排放的方法,目前在各大电厂超低排放改造中广泛使用。

通过增加催化剂和喷氨量,可以进一步增加烟气中NOX和氨的反应量,减少NOX排放。

小结:两种改造方式投资都比较高,相比之下,燃烧器改造的一次性投入大,而催化剂加层的运行成本很大,远期投资要比低低氮燃烧器要大得多。

低氮燃烧器改造用于四角切圆直流燃烧器的比较多,改造也都比较成功,而用于对冲布置的旋流燃烧器的案例较少,而且经常会带来屏过结焦严重、超温等影响锅炉安全运行的问题,对于炉膛出口烟温和排烟温度较高、容易结焦的锅炉来说不是太合适。

相比之下脱硝催化剂加层的效果是比较确定的,脱硝加层会带来100-150Pa的阻力增加,影响不大,但是单纯依靠加层和增加喷氨量来提高脱硝效率,将会带来氨逃逸的增多,同时SO2转SO3的数量也会增大,逃逸的NH3与SO3反应生成NH4HSO4,该物质在150-190℃时为鼻涕状粘稠物质,增加的 NH4HSO4可能会造成空预器差压上升甚至造成堵塞,影响空预器的运行效率和运行安全。

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“湿式电除尘新技术”是燃煤热电厂实现超低排放〔5mg/m3〕的最佳选择 摘 要:严重的雾霾天气,危害社会,影响健康,威胁生命,“改造升级,节能减排、实现超低排放,减少大气污染”,是当前燃煤热电生存发展的先决条件,而在现有常规的脱硫、脱硝、除尘的烟气处理系统后,加装湿式电除尘器,完全可以达到燃气电厂清洁排放的水平,而且稳定可靠、一劳永逸。本文参考制造厂的介绍和热电厂实施的效果,详细介绍了湿式电除尘器的原理、结构、系统、经济性和社会效益,以供参考。

关键词:加装 湿式电除尘器 前 言 当前,我国环境状况总体恶化的趋势尚未得到根本遏制,环境矛盾日益凸显,PM2.5超标,雾霾现象突出,环保压力持续加大,许多地区主要污染物排放量超过环境容量。严重的雾霾天气,危害社会,影响健康,威胁生命,“节能减排、减少大气污染”已成为与人民群众息息相关最大的民生问题,还“蓝天碧水”是众所企望的生活环境。《国十条》重拳出击,下决心治理高能耗、重污染的落后产能,一些技术落后的燃煤耗能大户——热电企业,已处在风口浪尖上,众矢所向,坚决执行《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)刻不容缓;又国家发展改革委、环境保护部、国家能源局于2014年9月颁发了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》的发改能源[2014]2093

号文,到2020年要求煤电全部改造升级,全面达到燃气一样的清洁排放 作为一种先进的烟气治理技术 —— 湿式电除尘器,已在欧洲、美国、日本等国家广泛应用。效果很好。国内‘菲达’等企业自主开发的,并领先世界的湿式电除尘技术,已在300—1000MW的近百台燃煤电厂取得成功应用。达到了5mg/m3超低排放的先进水平,还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)和有机污染物(多环芳烃、二恶英)等,其稳定可靠、效率高,彻底解决了烟囱排放问题,实现超低排放,达到燃气电厂排放水平,有了“一劳永逸”的效果,为燃煤电厂的生存提供了可靠的保证。

1、日益严格的排放标准必须采用除尘新技术、 随着人们环保意识的不断增强,以及国家对环境保护事业的日益重视,大气污染物排放标准也日益提高。今年7月1日开始,又强制执行新的国家标准《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011),对燃煤电厂烟尘特别排放限值降低至20mg/Nm3;2014年9月颁发的发改能源[2014]2093号文《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》,提出了更严要求

,如表1所示。v 表1 大气污染物特别排放限值 单位:mg/Nm3(烟气黑度除外) 序号燃料和热能 转化设施类型污染物项目适用条件限值污染物排放 监控位置 1 燃煤锅炉 烟尘全部20烟囱或烟道 二氧化硫全部50 氮氧化物(以NO2计)全部100 汞及其化合物全部0.03 2 发改能源[2014]2093 号文 烟尘全部10烟囱或烟道 二氧化硫全部35 氮氧化物(以NO2计)全部50 汞及其化合物全部0.03 还有,新的《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)。增设了PM2.5浓度限值,规定一类区的PM2.5年平均浓度限值为15µg/m3,24小时平均浓度限值为35µg/m3,二类区的PM2.5年平均浓度限值为35µg/m3,24小时平均浓度限值为75µg/m3。2016年1月1日起,全国将实施该新标准。

但是当前已在运行的电厂,普遍达不到新标准的要求,需要加快改造升级。因此,迫切需要寻找适合于中国国情的除尘新技术、新工艺,一些热电机组和大型燃煤锅炉,采用湿式电除尘等新技术,已取得了超低排放成果,为“缺油、少气、多媒炭”的能源结构,提供了转型升级的新思路,产生重大而深远影响。

2 湿式电除尘器工作原理 2.1湿式电除尘器的工作原理: 金属放电线在直流高电压的作用下①,将其周围气体电离②,使粉尘或雾滴粒子表面荷电③,荷电粒子在电场力的作用下向收尘极运动④,并沉积在收尘极上⑤,水流从集尘板顶端流下,在集尘板上形成一层均匀稳定的水膜⑥,将板上的颗粒带走⑦。因此,湿式电除尘器与干式ESP的除尘原理基本相同,都要经历荷电、收集和清灰三个阶段,最大的区别在于清灰方式的不同,湿式电除尘器采用液体冲刷集尘极表面来进行清灰。其工作原理如图1。

图1 WESP工作原理示意图 2.2湿式除尘器技术特点 (1)能提供几倍于干式电除尘器的电晕功率,适用于去除亚微米大小的颗粒,能有效收集黏性大或高比电阻粉尘;

(2)独特的喷水清灰工艺能有效控制二次扬尘发生; (3)利用喷水对集尘极始终保持清洁,提高单位面积的集尘效率,达到更低的排放浓度; (4)无运动部件,可靠性较高,大大降低了运行维护工作; (5)设备本体结构小,设备布置紧凑,占地面积小; (6)湿式电除尘技术可同时解决PM2.5微细粉尘、石膏雨和 SO3气溶胶的排放问题,因此湿式电除尘技术是控制燃煤大气污染物的最先进的技术之一。还可与其它烟气治理设备相互结合多样化设计。

2.3 湿式电除尘器的结构型式 2.3.1 湿式静电除尘器 基本型式 湿式静电除尘器在结构上有管式和板式两种基本型式,如图2所示。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,放电极均布于极板之间,管状湿式静电除尘器只能用于处理垂直流烟气。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流或垂直流烟气。

在相同的集尘面积时,管式静电除尘器内的烟气流速可以是设计为板式除尘器的两倍,因此在达到相同除尘效率时,管式除尘器的占地面积要远小于板式除尘器。可装在湿式脱硫塔上部,适用于50MW以下小机组,组成一体化的脱硫、除尘装置。

图2 水平板式和垂直管式电除尘器原理图 图3垂直.烟气流与WFGD整体式WESP 图4 水平烟气流独立布置WESP图 2.3.2湿式电除尘器系统 湿式电除尘器是湿式静电除尘器和水处理系统的有机结合体,主要由湿式电除尘器本体、阴阳极系统、喷淋系统、水循环系统、电控系统等组成。其本体结构与干式电除尘器基本相同,包括:进出口封头、壳体、放电极及框架、绝缘子、喷嘴、管道以及灰斗等。

水的循环利用经过两个环节,一是中和除酸,二是分离固体悬浮物,使污水变成适合喷淋使用的工业用水。国产技术已很成熟,完全掌握了湿式电除尘器的喷淋系统及均匀水膜形成规律、极配、结构、高压供电等关键技术,并研发了悬浮物高效分离、水循环利用系统等。

3 湿式电除尘器的技术经济性分析 3.1 技术特点比较 表2 四类 除尘技术特点比较 项 目常规干式电除尘器旋转电极式 电除尘器袋式或电袋复合 除尘器湿式电除尘器 除尘性能受燃料、灰分的影响,对设计煤种可以保证排放达标,但无法控制复合污染物。煤种变化,粉尘排放都可达标,能清除部分PM2.5、汞。煤种变化,排放都可达标,能清除部分PM2.5、汞,但布袋发生破损的时候,性能会急剧下降。不受燃料、灰分的影响,能保证出口低浓度,同时有效控制PM2.5、SO3酸雾、气溶胶、汞、二噁英等复合污染物

最小排放浓度100 mg/m380 ~30mg/m350~20mg/m3<10mg/m3 清灰方式振打清灰刷脉冲喷吹水冲洗 平均阻力损失200~300Pa200~300Pa800~1500Pa200~300Pa 维护及检修消耗品少、维护容易。需停炉检修运动部件多,维护费较高,需停炉检修滤袋需更换、维护费用高。但能在线分室检修没有运动部件,容易保养。但需耗水

安全性对烟气温度影响及烟气成分不敏感对烟气温度影响及烟气成分不敏感高温烟气虽可外排,但滤袋受到影响需在饱和温度下运行

锅炉点火的 燃料限制油类和煤燃料,在 启动时都可以使用。油类和煤燃料,在 启动时都可以使用。不能使用油类燃料。启动需用旁路烟道油类和煤燃料,在 启动时都可以使用。 3.2:经济性分析:降低综合投资和运行费用,具有较好经济性, 湿式电除尘技术工艺,设一电场即可,由于其终端把关的技术特点,布置在湿法脱硫前的除尘装置,只要满足湿法脱硫工艺要求即可,出口排放无需做到很低。这样,既可降低前端除尘装置的投资和运行成本,又能够解决脱硫设备前的场地紧张问题。同时,由于湿式电除尘器运行中的喷淋作用,对烟气中的SO2具有一定的洗涤脱除作用,可以减少湿法脱硫的投资和运行成本。

另外,湿式电除尘器大量减少了烟气中的SO3,有效缓解下游烟道、烟囱的腐蚀,降低烟囱防腐成本。湿式电除尘器在实现粉尘超低排放,解决石膏雨、细微颗粒物(PM2.5粉尘、SO3酸雾、气溶胶)问题的同时,具有较好经济性。

3.2.1 成本分析 湿式电除尘器虽然原理和结构并不复杂,但因阳极和阴极线、喷嘴等接触烟气的部件采用耐腐蚀不锈钢材料,成本较高。同时运行过程中除了除尘器本体消耗的电量外,还增加了循环水等的电量消耗。此外,循环水箱中添加NaOH溶液,喷嘴更换和泵的维护也增加了额外费用,因此湿式电除尘器的总运行成本也将高于干式除尘器。

由于湿式电除尘技术工艺具有终端把关的技术特点,可降低前端除尘装置的投资和运行成本,以及节省一定的布置场地。

另外,湿式电除尘器大量减少了烟气中的SO3,可有效缓解下游烟道、烟囱的腐蚀,降低烟道、烟囱防腐成本。基本上与干式电除尘器投资额相当。

3.2.2 超低排放,社会效益显著 湿式电除尘器能实现粉尘超低排放、有效控制细微颗粒物(PM2.5粉尘、SO3酸雾、气溶胶)的排放、解决“石膏雨”等难题,从长远的经济效益、社会效益来看,国内燃煤电厂湿法脱硫后增设湿式除尘器是一种很好的选择。是完全能做到5mg/Nm3的超低排放!

安装湿式电除尘器后烟气中污染物含量情况变化如图5所示。 图5设置WESP湿式除尘器后烟气中污染物含量情况(mg/m3) 4 我国自主研发,核心技术关键难题有突破 以菲达一批企业为首,丛2009年以来,通过引进先进国家技术,经反复的理论研究和应用研究,迅速掌握湿式电除尘器的核心技术,创造出具有自主知识产权、适合中国国情的性能优越、价格低廉的新型湿式电除尘器,并完成300MW(含)以上等级机组的新型湿式电除尘器示范工程,形成新型湿式电除尘的各项专利、行业标准等,从而填补国内大型湿式电除尘技术和产品的空白,将使中国的湿式电除尘器技术达到更高水平。

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