濕式電除塵技術(shù)

 　　濕式電除塵器(WESP)原理

　　濕式電除塵器是在克服噴水除塵器和靜電除塵器弊端的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它的工作原理與普通的除塵器一樣，主要涉及了懸浮粒子荷電、帶電粒子在電場里遷移和捕集，以及將捕集物從集塵器表面清除這三個基本過程。該過程大致為：通過進(jìn)氣口和氣流分布系統(tǒng)將含塵煤氣輸送到除塵器電場中，而水則在噴嘴的作用下呈霧狀噴入，其中噴嘴同時配置在進(jìn)氣口和電場的上方。在除塵器的入口部分，含塵煤氣中的粉塵會與水霧相碰撞，并以顆粒的形式落入到灰斗中。在電場區(qū)中，荷電水滴由于其電性在電場力的作用下會被集塵極捕獲落在集塵極板上，而煤氣中的粉塵在被荷電的水滴潤濕后也會帶上電性，故其也會落在集塵極板上，而在集塵極捕獲到足夠多的水滴后則會在集塵極板上形成水膜，故被捕獲的粉塵先通過水膜的流動流入灰斗中，然后再通過灰斗排入沉淀池中。

　　如圖1所示濕式電除塵過程，金屬放電極在直流高電壓的作用下，將其周圍氣體電離，粉塵在電場中荷電并在電場力的作用下向集塵極運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到集塵極表面時。隨液體膜流下而被除去。因此，WESP運(yùn)行的三個階段與干式ESP相同——荷電、收集和清灰。然而，與振打清灰不同的是，WESP采用的是液體沖洗集塵極表面來進(jìn)行清灰。

圖1 濕式電除塵器示意圖

　　3 濕式電除塵工藝簡介

　　3.1 濕式電除塵器

　　WESP從結(jié)構(gòu)上可分為兩種基本型式，即管式和板式(如圖2)。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設(shè)計(jì)既可以采用水平煙氣流也可采用垂直煙氣流?？偟膩碚f，管式WESP比板式WESP效率更高且由于外形簡單而占用更少的空間，成為濕式電除塵技術(shù)研究應(yīng)用的趨勢。

圖2 濕式電除塵器兩種基本結(jié)構(gòu)型式

　　兩種WESP的其它不同點(diǎn)在于：(1) 對于給定的除塵效率，電極長度相同的前提下，管式WESP所允許的煙氣流速是板式WESP的兩倍；(2) 對于給定的除塵效率，管式WESP的局部干燥區(qū)比板式WESP要小。

　　管式WESP既可設(shè)計(jì)為垂直向上煙氣流也可設(shè)計(jì)為垂直向下煙氣流。在垂直向上煙氣流、管式WESP中，煙氣從底部進(jìn)入電除塵器并向上流動，沖洗噴嘴即可置于裝置底部并向上噴淋，也可在電場上方設(shè)置向下噴淋的噴嘴。在垂直向下煙氣流設(shè)計(jì)中，煙氣從頂部進(jìn)入WESP中并向下流動，噴嘴置于頂部并向下噴淋，方向與煙氣流同向。在某些場合，向下煙氣流設(shè)計(jì)會使連接煙道的使用 少化，但它需要在煙氣進(jìn)入煙囪之前設(shè)置一臺機(jī)械式除霧器來捕獲隨煙氣攜帶出來的水霧。相反地，一臺向上煙氣流、管式WESP具有捕獲亞微米液滴的能力，因而可作為一臺性能優(yōu)良的除霧器而不再需要增設(shè)任何機(jī)械式除霧器。

　　3.2 濕式電除塵器工藝應(yīng)用

　　濕式電除塵作為煙氣亞微離子、酸霧、二次粒子等污染物處理的把關(guān)工藝，通常與其他處理工藝結(jié)合運(yùn)用。例如，新型煙氣治理島工藝流程中濕式電除塵器(WESP) 有3種工藝布置形式：

　　工藝流程（一）：由脫硝、電除塵器、濕法脫硫、濕式電除塵器組成，煙氣從濕式電除塵器后進(jìn)入煙囪，如圖3所示。

圖3 新型煙氣治理島(濕式電除塵器)工藝流程(一)

　　工藝流程（二）：

　　由脫硝系統(tǒng)、低溫省煤器余熱利用裝置+低低溫電除塵器、濕法脫硫系統(tǒng)、濕式電除塵器組成，煙氣經(jīng)濕式電除塵器后進(jìn)入煙囪排放，如圖4所示。

圖4 新型煙氣治理島(濕式電除塵器)工藝流程(二)

　　工藝流程（三）：由脫硝、MGGH+低低溫電除塵器、濕法脫硫、濕式電除塵器、MGGH組成，煙氣由MGG升溫后進(jìn)入煙囪，如圖5所示。

圖5 新型煙氣治理島(濕式電除塵器)工藝流程(三)

　　4 濕式電除塵器發(fā)展趨勢

　　我國濕式電除塵技術(shù)發(fā)展迅速，從2009年著手研發(fā)至今，在短短幾年時間內(nèi)已有數(shù)臺工程業(yè)績，并且已有燃煤電廠1000MW機(jī)組的合同，蓄勢待發(fā)，大有雨后春筍的綿延之勢。已投運(yùn)濕式電除塵器的成功經(jīng)驗(yàn)表明，燃煤電廠在濕法脫硫后建設(shè)濕式電除塵器，完全可以作為煙囪前的末尾一道技術(shù)把關(guān)措施，在實(shí)現(xiàn)超低排放，全面解決煙塵、PM2.5、石膏雨、SO3、汞、多種重金屬、二噁英及多環(huán)芳烴（PAHs）等多種污染物問題，為治理霧霾做出貢獻(xiàn)。

　　在國內(nèi)外對復(fù)合污染物日益重視的大背景下，國外許多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開始重視WESP這一技術(shù)，并對其作了大量的深入研究，出現(xiàn)了諸如濕式膜電除塵、等離子體增強(qiáng)式電除塵、干濕復(fù)合電除塵等濕式電除塵新技術(shù)及裝備。

　　（一）濕式膜電除塵技術(shù)

　　膜電除塵理論 早由美國俄亥俄大學(xué)Pasict于1979年提出，該校學(xué)者經(jīng)過多年的研究，成功研發(fā)出了膜電除塵器，并申請了專利憫。這一除塵器采用可導(dǎo)電的炭纖維或硅纖維編織膜作為集塵極，水流通過毛細(xì)作用，均勻地分布在膜的表面，在收集粉塵時不會出現(xiàn)局部干燥區(qū)。避免了反電暈的形成，加強(qiáng)了極間電流的穩(wěn)定性。迸一步提高了除塵效率的同時，還能有效去除二氧化硫、氮氧化物、重金屬等有害物質(zhì)，使得在ESP中同時實(shí)現(xiàn)除塵、脫硫、脫硝一體化將成為可能。

　　（二）等離子體增強(qiáng)式電除塵技術(shù)

　　等離子體增強(qiáng)式電除塵技術(shù)是極具開發(fā)意義的廣義電除塵技術(shù)，能同時除塵、脫硫、脫硝和凈化其他有害氣體．低溫的等離子體可以有效地產(chǎn)生高能電子、離子、自由基等多種分子激發(fā)態(tài)．煙氣中的粉塵在放電等離子體中荷電、捕集；煙氣中的有害成分如硫氧化物、氮氧化物、重金屬(如汞)、二惡英等在等離子體中被氧化．通過中和劑或吸收劑加以吸收。從而達(dá)到凈化。等離子體增強(qiáng)型電除塵器(PEESP)是電除塵技術(shù)和低能等離子技術(shù)的組合體。為一種新型的燃煤鍋爐煙氣除汞系統(tǒng)。與吸收式除汞技術(shù)相比。該技術(shù)有著能源使用率高和產(chǎn)生二次廢料少的優(yōu)點(diǎn)。

　?。ㄈ└蓾駨?fù)合電除塵技術(shù)

　　綜合干式及濕式ESP兩者的優(yōu)點(diǎn)。美國電力研究所(EPRI)于20世紀(jì)90年代開始研究干濕復(fù)合電除塵器(前級電場采用干式電除塵，末級電場采用濕式電除塵)，并從1994年開始做了一系列中試試驗(yàn)，結(jié)果表明其對PM2.5的去除率達(dá)到95％，對氧化汞去除率50％，2000-2001年，EPRI在Mirant的Dickerson電廠建立了用于減少濁度的全尺寸復(fù)合ESP示范工程。性能測試發(fā)現(xiàn)其對PM2.5和SO3，具有很高的去除效率，且濁度低達(dá)10％。2004年EPRI和CRCAT建造了干濕復(fù)合電除塵中試裝置。干濕復(fù)合電除塵技術(shù)可以在不需要額外增加活性碳/布袋技術(shù)裝備的前提下達(dá)到去除PM2.5，酸霧和汞的目的。

　　5 濕式電除塵技術(shù)適用領(lǐng)域

　　參考相關(guān)濕式電除塵器應(yīng)用報道與技術(shù)文獻(xiàn)，總結(jié)技術(shù)適用領(lǐng)域主要包括：

　　（一）有色金屬冶煉除塵

　?。ǘ┝蛩峁I(yè)酸霧處理

　?。ㄈ┺D(zhuǎn)爐煤氣煙塵除塵

　?。ㄋ模╀撹F行業(yè)高濕煙塵

　　（五）燃煤電廠煙氣除塵