燃煤电厂湿式电除尘器的应用

【摘要】湿式电除尘器作为燃煤电厂烟气的净化设备，可用于控制PM2.5，SO3气溶胶等细颗粒物的排放。本文介绍了湿式电除尘器的原理、布置方式、结构、特点等。结合我国当前情况，论述了湿式电除尘器在燃煤电厂烟气处理中的作用以及存在的必要性，探讨了湿式电除尘器在中国燃煤电厂的应用。

【关键词】湿式电除尘器；超低排放；燃煤电厂应用

1.前言

近年来，频繁出现的雾霾天气广泛的引起了人们对大气污染的普遍关注。燃煤电厂是我国大气污染的主要来源之一，2011年9月，《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），要求2014年7月1日起全国火电厂烟尘排放浓度需达到30mg/m?，重点区域达到烟尘排放限值20mg/m?。排放标准的进一步提高，对我国燃煤电厂的污染物控制提出了更高的要求。

目前，燃煤电厂大气污染控制系统工艺通常采用：SCR（脱硝）+电除尘器/袋除尘器/电袋复合除尘器+WFGD（湿法脱硫）。国内现有中大型燃煤电厂大部分均装有湿法脱硫装置，以及近年来SCR脱硝系统的不断应用。SCR技术在催化还原NOX的同时会催化氧化烟气中的S02，生成S03，SO3作为副产物经过脱硫装置后，仍有部分SO3以气溶胶的形式随烟气排出，传统工艺系统对其难以有效捕集。因此，脱硫后的烟气成分有细的烟尘、重金属和气溶胶粒子等，部分脱硫系统还伴随有石膏浆液的逃逸，造成电厂烟囱附近区域出现石膏雨、酸雨等现象。参考国外燃煤电厂湿式电除尘器成熟经验以及近两年来国内燃煤电厂湿式电除尘器的应用情况，在湿法脱硫后安装湿式电除尘器，用以去除烟气中的细小粉尘以及硫酸根、重金属等污染物，取得了良好的效果，烟囱排放普遍控制在20mg/m?以下，部分场合更可以达到10mg/m?（甚至5 mg/m?）以下的超低排放。

2.湿式电除尘器的原理

湿式电除尘器（简称：WESP）除尘原理与常规干式电除尘器除尘原理相同，工作的烟气环境不同。工作原理是依靠高压电放电原理使气体电离，烟气中粉尘颗粒和雾滴颗粒荷电后在电场力的作用下，收集在收尘极表面。干式电除尘器是利用振打清灰的方式将收集到的粉尘去除，而湿式电除尘器则是利用水喷至收尘极表面形成的水膜将粉尘冲洗去除。原理简化为如下过程：

电晕放电粉尘与雾滴荷电荷电粒子向极板运动荷电粉尘与荷电雾滴被收集极板冲洗

3.湿式电除尘器的分类及布置

根据结构形式，湿式电除尘器可分为板式和管式两大类。

板式湿式电除尘器大多数烟气气流在电场内部水平通过，管式湿式电除尘器烟气气流在电场内部垂直通过。

板式湿式电除尘器结构形式可分为立式和卧式，阳极板通常采用耐腐蚀不锈钢，其外形尺寸一般较大。板式湿式电除尘器工作中需要大量的工业水作为冲洗水，并设置有专门的水处理系统，主要包括：循环水箱、循环水泵、废水箱、碱液箱、碱液泵、污水处理装置等，其运行维护费用较高，技术可靠性也需进一步检验。

管式湿式电除尘器采用立式结构，其除尘效率高、结构简单、占用空间小，在燃煤电厂得到了更广泛的普及应用。其中，蜂窝式导电玻璃钢湿式电除尘器由于重量轻、耐腐蚀与导电性好、除尘效率高、设备寿命长，代表了燃煤电厂湿式电除尘器技术发展的方向。该结构湿式电除尘器技术成熟，运行维护费用低，仅需少量的工艺水作为冲洗水，无需设置单独的水处理系统，清灰方式为在线短时冲洗，保证长期超低排放。积水斗收集到的水直接排入脱硫系统的地沟或地坑中，由于排水量小，对脱硫系统运行影响很小。

管式湿式电除尘器可独立布置，也可和脱硫吸收塔系统整体式布置。独立布置不会影响其他系统，且便于安装和检修，该形式广泛用于燃煤电厂系统工艺布置。整体式布置将湿式电除尘器布置于吸收塔的顶部，相对于独立布置，该结构减少了土建，钢架、冲洗水收集装置等，相应成本也较小，但在设计脱硫吸收塔系统时就应和湿式电除尘器整体统筹考虑。

4.湿式电除尘器的结构

湿式电除尘器一般由钢支架、壳体、电场区、流场分布装置、清洗系统、排污系统、热风系统、楼梯平台、电气以及控制系统等组成。

其中电场区分为阴、阳极系统，是湿式电除尘器的核心部件。

5.湿式电除尘器特点

湿式电除尘器的性能不受比电阻的影响，具有除尘效率高、系统压力损失小、操做简单、能耗小、无二次扬尘、维护费用低、生产停工期短、结构紧凑、效率高等，可实现超低排放，从而彻底解决烟囱排放问题，满足国家标准要求。

湿式电除尘器可有效收集细小颗粒物（PM2.5粉尘、SO3酸雾、气溶胶）、重金属（Hg、As、Se、Pb、Cr）、有机污染物（多环芳烃、二恶英）等。脱硫后使用湿式电除尘器，湿烟气中的烟尘排放可普遍控制在20mg/m3以下，部分场合更可以达到10mg/m?（甚至5mg/m?）以下的超低排放。并可以消除湿法脱硫后的石膏雨、酸雨等污染问题。

6.湿式电除尘器在燃煤电厂的应用

目前，国内燃煤电厂大气污染控制系统传统工艺为：SCR（脱硝）+电除尘器/袋除尘器/电袋复合除尘器+WFGD（湿法脱硫）。在系统传统工艺后增设湿式电除尘器，在国内已有应用。

我国第一台燃煤电厂湿式电除尘器（华能集团黄台电厂8号炉300MW机组湿法脱硫后增设湿式电除尘器）于2013年底投运，运行稳定，除尘效率高。经权威测试，烟囱粉尘排放浓度小于10mg/m3，完全达到预期要求。而对于PM2.5、SO3、重金属汞等去除，经测试，也达到了很好的效果。随后，其它燃煤电厂也陆续开始在湿法脱硫后增设湿式电除尘器，净化烟气，以满足国家标准排放。

实践证明，燃煤电厂湿法脱硫后增设湿式电除尘器设备，可以有效的控制烟囱粉尘排放浓度，同时还可以长期高效稳定地去除烟气中的PM2.5、SO3等污染物细小颗粒以及重金属，很好地解决了脱硫系统所携带的石膏雨以及工艺系统造成的酸雨等问题。

7.结束语

随着生活水平的不断提高，人们开始普遍关注人类居住的环境以及严峻的大气问题。燃煤电厂作为环境的重点防治区，国家肯定会出台更加严格的排放标准。湿式电除尘器以其超低排放，可以去除多种污染物细小颗粒以及重金属等优点肯定能在燃煤电厂一展身手。可以预计，湿式电除尘器必将会在燃煤电厂得到越来越多的推广与应用。相信，湿式电除尘器会为我国大气污染的治理带来新气象。

参考文献

[1]田贺忠.利用湿式静电除尘器脱除汞.国际电力，2005.

[2]薛建明，纵宁生.湿法电除尘器的特性及其发展方向.电力环境保护，1997.

[3]刘鹤忠，陶秋根.湿式电除尘器在工程中的应用.电力勘测设计，2012.