濕式電除塵器縱談(

1、 濕式電除塵器對(duì)酸霧、有毒重金屬以及PM10，尤其是PM2.5微細(xì)粉塵有良好的脫除效果，應(yīng)用在濕法脫硫后，可解決石膏雨、藍(lán)煙問題。可有效捕集微細(xì)顆粒物（PM2.5、SO3酸霧形成的氣溶膠）、重金屬（Hg、As、Se、Pb、Cr）、有機(jī)物（多環(huán)芳烴、二噁英）等，煙塵排放可達(dá)10mg/Nm3，甚至5mg/Nm3以下，實(shí)現(xiàn)超低排放，達(dá)到天然氣鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)組的煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)（最新火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223-2011）。濕式電除塵器在我國冶金、化工行業(yè)早已應(yīng)用，尤其在化工行業(yè)甚至作為生產(chǎn)設(shè)備，技術(shù)成熟，但在電力行業(yè)鍋爐煙氣治理中則處于起步階段。隨著環(huán)境空氣細(xì)顆粒物污染綜合防治技術(shù)政策的出臺(tái)，

2、濕式電除塵器似乎成為大氣污染治理的“寵兒”，業(yè)內(nèi)不約而同各自作了一些“大動(dòng)作”：若干企業(yè)捷足先登，迅速地引進(jìn)了國外如日本、美國及歐盟技術(shù)；有的企業(yè)則組織專業(yè)團(tuán)隊(duì)，在基礎(chǔ)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上及時(shí)進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)。到目前為止，引進(jìn)國外技術(shù)的企業(yè)有5-6家，系統(tǒng)進(jìn)行過濕式電除塵器（WESP）試驗(yàn)并取得完整技術(shù)資料有3-4家,但是參加投標(biāo)的單位有已有近30家，從這個(gè)數(shù)據(jù)看出，有半數(shù)以上的企業(yè)是倉促上陣，基本準(zhǔn)備還不是很充分。即使引進(jìn)了技術(shù)的企業(yè)是否已經(jīng)吸收消化好？自主開發(fā)的是否積累了關(guān)鍵的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，均有待驗(yàn)證。盡管濕式電除塵器（WESP）技術(shù)業(yè)內(nèi)并不很“陌生”，但是要做到得體到位，還需要時(shí)間總結(jié)，積累經(jīng)驗(yàn)。需

3、要特別提出的是，現(xiàn)在我們指的濕式電除塵器（WESP）是安裝在濕法脫硫塔后，處理夾帶有大量漿體液滴，還有氣相SO3蒸汽和水形成的氣溶膠的煙氣。由于對(duì)控制微粒和酸霧的要求不斷提高，WESP成為最好的選擇。現(xiàn)指的WESP凈化對(duì)象是飽和水汽，煙氣溫度50左右，粉塵濃度低，技術(shù)難度相對(duì)較低。如果掌握了它的基本規(guī)律，并充分發(fā)揮其潛能，在控制細(xì)顆粒物等方面能體現(xiàn)良好的性價(jià)比。濕式電除塵器按煙氣在電場中流動(dòng)方向有臥式和立式兩種。臥式的優(yōu)點(diǎn)是按照不同除塵效率的要求，可增加電場長度和電場數(shù)，能分區(qū)供電，缺點(diǎn)是需要占用較大的總圖面積。立式的優(yōu)點(diǎn)是可與吸收塔一體化布置，不需要占用總圖面積，省去了獨(dú)立布置相關(guān)的煙道，簡

4、化了酸液收集、存儲(chǔ)系統(tǒng)，優(yōu)化了清洗水的噴霧沖洗。沖洗水還能直接作為補(bǔ)充水被下面的WFGD利用。立式電除塵器也可以單獨(dú)布置在吸收塔附近，需要占用一定的總圖面積。濕式電除塵器從結(jié)構(gòu)上分為兩種形式，管式和板式，其中管式WESP只有垂直方向煙氣流（上升流或下降流），而板式WESP既可以采用水平流，也可以采用垂直流。這兩種形式的WESP根據(jù)多伊奇公式，通過變換成下列形式：對(duì)于板式EP =1-e(L/Bv*w)對(duì)于管式EP =1-e(2L/rv*w)式中：L-板式或管式EP的極板寬度或長度B -異極間距v -電場氣流速度r-管式EP的半徑比較以上兩式，當(dāng)B和r相等時(shí)，對(duì)一定而言，管式EP的氣流速度可以比板

5、式EP增加一倍。管式除塵器這個(gè)技術(shù)優(yōu)勢有待于發(fā)掘，目前尚未充分體現(xiàn)出來。臥式和立式兩種WESP都可以滿足各種工藝的需求，至于選擇哪種形式的WESP，根據(jù)實(shí)際情況確定。 目前，引進(jìn)國外WESP技術(shù)大體是臥式板式電除塵器，基本結(jié)構(gòu)形式相同。但各企業(yè)噴淋系統(tǒng)和板線結(jié)構(gòu)均有差別，體現(xiàn)公司的特色。例如各公司選擇噴嘴的流量、噴淋角度、噴嘴布置的位置和噴淋制度均不相同，確能很好適應(yīng)本公司的電極配置。再例如，收塵極的形式也各有千秋，典型的有以下三種： 1、平板型：設(shè)計(jì)平板型電極的理念是讓板面盡可能平直，傳統(tǒng)的思路只有平直的板面才能形成均勻的水膜，并產(chǎn)生良好的沖洗效果。這種形式的極板在我國已沿用多年。2、溝槽型

6、：它是在平板型極板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，平面部分軋制出許多凹凸溝槽，它提高了極板的剛度，在噴淋方式的配合下，同樣可以達(dá)到平板型的效果。 3、篩網(wǎng)型：這種板是由兩塊薄鋼板四周密封焊接，采用壓縮空氣充入兩板之間的腹腔，使之相隔一定距離，再用專用設(shè)備在電極上沖壓出許多凹點(diǎn)，這種極板的剛性好。水膜從上往下流動(dòng)的過程中，還能橫向漫流。使清洗水均勻覆蓋。引進(jìn)臥式電除塵器另一個(gè)共同點(diǎn)是電板均為不銹鋼，殼體則用普鋼，內(nèi)襯防腐材料保護(hù)它不受腐蝕。比較日本、歐美設(shè)計(jì)WESP最先進(jìn)的指標(biāo)，是設(shè)計(jì)效率為70%時(shí)，采用一個(gè)4200mm長的電場，比集塵面積7.6/（m3/s），驅(qū)進(jìn)速度15/s；若設(shè)計(jì)效率為90%則需要增加

7、一個(gè)電場。其條件是在這個(gè)高指標(biāo)的系統(tǒng)中，每個(gè)環(huán)節(jié)都要充分地挖掘各構(gòu)件的內(nèi)在潛力。另外，從國內(nèi)自主研發(fā)的另一條技術(shù)路線主要是立式濕式除塵器。它是移植化工系統(tǒng)沿用多年成熟的電除霧技術(shù)。其材料為耐腐蝕樹脂基導(dǎo)電復(fù)合材料，即導(dǎo)電玻璃鋼，它具有耐酸堿腐蝕、強(qiáng)度高、密度小、抗阻燃性好的特性。收塵極呈六角蜂窩形組合成管式立式電除塵器。它可以直接置于吸收塔的頂上，與吸收塔形成一個(gè)整體，也可以布置在吸收塔的側(cè)面，通過煙道連接，凈化后，再經(jīng)煙囪排出。近年來國內(nèi)還開發(fā)了一種柔性電極材料，采用化纖材料組成。在工業(yè)化應(yīng)用方面已邁出了第一步。 與干式電除塵器不同，濕式電除塵器應(yīng)著重關(guān)注以下幾個(gè)方面的問題：1、流場的均勻性

8、 電除塵器的氣流分布不均勻，意味著電場內(nèi)存在高、低速度區(qū)，低速區(qū)增加除塵效率，但遠(yuǎn)不足以彌補(bǔ)高速區(qū)除塵效率的降低，因而總除塵效率低。干式ESP一般串聯(lián)多個(gè)電場，即使未作模擬實(shí)驗(yàn)或僅作過未經(jīng)檢驗(yàn)的數(shù)模，對(duì)高性能的干式ESP有影響，但不會(huì)產(chǎn)生重大的傷害。WESP僅一個(gè)電場，煙氣流速高，一般粉塵在電場中停留時(shí)間1.2s3s。如果流場設(shè)置不當(dāng)，凈化性能只能停留在低水平線上。另外WESP受到電極長度的限制，盡管在脫硫的WESP電極可長達(dá)10m。但對(duì)處理大流量的廢氣，電場截面呈矮胖型，即電場寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電場的高度，高寬比很不協(xié)調(diào)，不能按一般的干式電除塵那樣處理。立式WESP的電場長度為4.5m至6m，由于

9、結(jié)構(gòu)的原因尚不宜作得太長，若置于吸收塔頂，兩者設(shè)計(jì)選定的流速顯然不一致。如用增加WESP的截面積的方法來解決，還是有一個(gè)使流場均勻擴(kuò)散的問題。 2、極配形式 時(shí)至今日，板線匹配的一般規(guī)律均已了解或掌握。針對(duì)WESP，它處理的是SO3霧氣與煙氣水分結(jié)合形成一種帶有極細(xì)微粒的酸霧。這種酸霧的密度很高，形成空間電荷效應(yīng)，嚴(yán)重地抑制電暈電流，電暈閉塞的后果將導(dǎo)致電功率和凈化效率的下降。為了克服電暈閉塞出現(xiàn)，極配形式，即收塵板和電暈板的幾何形狀必須組合得當(dāng)，甚至還要聯(lián)系到最佳的同極間距。要量化這個(gè)效果需要通過試驗(yàn)或具有相當(dāng)經(jīng)驗(yàn)?？臻g電荷的量與進(jìn)入WESP的濃度成正比，粒子的尺寸愈小，氣流流速愈高，空間電

10、荷效應(yīng)變大。其結(jié)果是電暈電流顯著下降，火花放電電壓下降，導(dǎo)致除塵性能降低，因此在把握煙氣條件中各種因素的同時(shí)，選擇的極配形式能有效地減少空間電荷帶來的消極影響。前文曾提到，從理論上計(jì)算，管式電除塵器與板式ESP相比對(duì)一定而言，前者比后者流速可增加一倍。換言之，在流速相同的條件下，前者比后者效率高得多，怎樣體現(xiàn)這種結(jié)果，極配形式也是因素之一。 3、噴淋系統(tǒng)和電極的匹配所有的WESP都有一套噴淋洗滌系統(tǒng)來維持電極的正常運(yùn)行，洗滌可分為連續(xù)噴霧和定期沖洗，不同功效的噴嘴具有不同的作用。設(shè)計(jì)上對(duì)噴嘴的噴射角度、噴水流量和霧滴大對(duì)噴嘴的噴射角度、噴水流量和霧滴大小都與電極布置有關(guān)也與噴淋制度聯(lián)系在一起，

11、只有經(jīng)歷過現(xiàn)場試驗(yàn)直接取得的數(shù)據(jù)才會(huì)使噴淋水量最小，又保證電極清潔干凈。保持WESP的電極清潔至為重要。電極清潔與噴淋系統(tǒng)、煙氣性質(zhì)及電極長度有關(guān)，WESP的電極長度一般受到諸多因素的限制。因?yàn)閲娏艿牟痪鶆?，極板表面的幾何形狀缺陷（凹凸不平）等因素，水膜在沿板面流動(dòng)的過程中，由于水的表面張力產(chǎn)生溝槽效應(yīng)。電極愈長，溝槽效應(yīng)愈明顯。目前采用的平板型或溝槽型極板長度為8-10m，篩網(wǎng)型長度為13m，但如果噴淋系統(tǒng)出現(xiàn)故障、電極變形，電極上就會(huì)出現(xiàn)干斑，失去水膜的保護(hù)且與煙氣接觸而加快腐蝕。同時(shí)，干斑還會(huì)長大，導(dǎo)致極板結(jié)垢，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。我國在建擬建WESP已達(dá)數(shù)十臺(tái)之多，已超過世界已投運(yùn)的總和

12、（指脫硫后的WESP）。而目前我國WESP已投運(yùn)的數(shù)量寥寥無幾，且運(yùn)行時(shí)間不長，尚無積累可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)在大批量快速興建，這批WESP投入運(yùn)行后，是否如愿以償?shù)剡_(dá)到我們的期望值？在運(yùn)行過程中，可能出現(xiàn)什么問題？怎么應(yīng)對(duì)？看來很多問題需要冷靜思考：1 WESP選型設(shè)計(jì)根據(jù)哪些原則，國外經(jīng)驗(yàn)?zāi)男┛梢越梃b，哪些不能搬來套用？2 WESP設(shè)計(jì)的整體壽命多長，部件壽命年限多少？3 WESP關(guān)鍵技術(shù)是哪些，如何掌握要點(diǎn)并整體協(xié)調(diào)得當(dāng)？4 WESP運(yùn)行中常見故障有哪些，如何及時(shí)應(yīng)對(duì)？5 在施工中，要重點(diǎn)關(guān)注哪些問題，以避免產(chǎn)生后遺癥？總之，WESP盡管有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，并非一勞永逸，WESP有時(shí)比干式EP更嬌氣，稍有不慎，就會(huì)出現(xiàn)以下故障：設(shè)備腐蝕，尤其是本體防腐不到位時(shí)，時(shí)日不長即出現(xiàn)滲水、漏水；設(shè)備性能不穩(wěn)定，效率衰減很大；供電故障頻發(fā)；電暈線擺動(dòng)搖晃、壽命短、斷線率高、電極結(jié)垢等惡性故障。在WESP大干快上之際，未雨