濕式電除塵在火力發(fā)電廠的應(yīng)用前景

董芹

【摘要】電廠煙塵的排放是重要的污染源之一，因此對于煙塵的控制是目前亟待解決的問題，而濕式電除塵的應(yīng)用無疑很好的解決了這一問題，本文對濕式電除塵的基本原理以及應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析，并對應(yīng)用前景進行預(yù)測，供相關(guān)人員參考。

【關(guān)鍵詞】濕式電除塵；火力；電廠；前景

一、前言

目前濕式電除塵在火力發(fā)電廠中應(yīng)用比較成熟，已經(jīng)成為煙塵減排最終要的措施之一，本文針對濕式電除塵的運用有關(guān)問題進行了詳細的探索，并重點對濕式電除塵前景進行了預(yù)測。

二、電廠除塵和環(huán)境之間關(guān)系

PM，英文全稱為particulate matter（顆粒物）?？茖W(xué)家用PM2.5表示每立方米空氣中這種顆粒的含量，這個值越高，就代表空氣污染越嚴重。 PM2.5的標(biāo)準，是由美國在1997年提出的，主要是為了更有效地監(jiān)測隨著工業(yè)化日益發(fā)達而出現(xiàn)的、在舊標(biāo)準中被忽略的對人體有害的細小顆粒物。PM2.5指數(shù)已經(jīng)成為一個重要的測控空氣污染程度的指數(shù)。 PM2.5產(chǎn)生的主要來源，是日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物，大多含有重金屬等有毒物質(zhì)。一般而言，粒徑2.5微米至10微米的粗顆粒物主要來自道路揚塵等；2.5微米以下的細顆粒物（PM2.5）則主要來自化石燃料的燃燒（如燃煤、機動車尾氣）、揮發(fā)性有機物等。

我國一次能源以煤炭為主，近十年我國煤炭產(chǎn)量從2001年的14.7億噸增長到2011年的35.2億噸，年均復(fù)合增長率達9%，其中，工業(yè)生產(chǎn)中的煤炭消費一直在我國的總煤炭消費中占據(jù)重要地位，常年保持在94%以上。發(fā)電和煉焦是工業(yè)用煤的最主要用途，分別占工業(yè)用煤的50%和15%。燃煤電廠是排放二氧化硫、氮氧化物、煙塵的重要部門，隨著煤炭轉(zhuǎn)換為電力比重的不斷提高，大部分燃煤排放將更多轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏ε欧?。電力二氧化硫排放占全國二氧化硫排放總量的比例?2.4%，氮氧化物排放約占三分之一強，煙塵排量占36.7%?？刂迫济弘姀S煙氣排放，對減少PM2.5，緩解城市空氣質(zhì)量有很大促進作用。

現(xiàn)階段，我國90%的電能來自于火力發(fā)電，而火力發(fā)電需要燃燒大量煤炭。2012年，我國工業(yè)用煤炭總消耗量為37億噸左右，火力發(fā)電消耗電煤18.5億噸。在燃燒中，1噸煤燃燒產(chǎn)生30千克煙塵（0.03噸），那么，18.5億噸煤炭燃燒完，大概產(chǎn)生555萬噸煤灰，產(chǎn)生的煤灰中將有千分之五為PM2.5，也就是將產(chǎn)生2.775萬噸的PM2.5。

今年1、2月份，我國PM2.5最嚴重的地方已經(jīng)超過了1000微克每立方米，而美國平均小于15微克每立方米，沙化最嚴重的撒哈拉沙漠也只有50～70微克每立方米。全球PM2.5最高的地區(qū)在北非和中國的華北、華東、華中全部。因此控制電廠煙塵對于控制我國環(huán)境污染具有非常重要的意義。

三、濕式電除塵技術(shù)工作原理及其脫除性能

1、工作原理

濕式電除塵脫除粉塵分為荷電、集塵、清灰三個步驟。將水霧噴向放電極和電暈區(qū)，水霧在電極形成的電暈場內(nèi)荷電后分裂進一步霧化，電場力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，共同對粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場力的驅(qū)動下到達集塵極而被捕集，噴霧形成的連續(xù)水膜將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中排出。

2、濕式電除塵結(jié)構(gòu)

濕法電除塵是燃煤電站煙氣污染物終端精細處理設(shè)備，一般布置在脫硫系統(tǒng)和煙囪之間。這套系統(tǒng)主要由除塵器本體、循環(huán)水系統(tǒng)、配套高壓整流設(shè)備及IPC智能濕式電除塵器控制系統(tǒng)共同組成。

其中電除塵器本體是設(shè)備的核心設(shè)備，主要由陽極系統(tǒng)、陰極系統(tǒng)等組成。陽極系統(tǒng)主要由極板懸吊梁、陽極板排、集水槽、防擺組件構(gòu)成。陽極板排上部通過極板懸吊梁懸掛在殼體頂梁上，極板排下部設(shè)置集水槽，收集板排上清洗下來的灰水。陰極系統(tǒng)由陰極框架、陰極吊梁、陰極懸掛系統(tǒng)及防擺裝置構(gòu)成。陰極框架采用雙桅桿結(jié)構(gòu)剛性小框架，配置新型陰極線。陰極框架主桅桿上端與陰極吊梁連接。陰極懸掛系統(tǒng)一般由：支撐管、支撐底座、支承螺母、支承蓋和承壓絕緣子等構(gòu)成。為了使系統(tǒng)在高壓供電時穩(wěn)定運行，絕緣子底部設(shè)有電加器及加長的防塵罩，可有效防止煙塵上竄到絕緣子內(nèi)壁。IPC智能濕式電除塵器控制系統(tǒng)是集計算機應(yīng)用、通訊、檢測等新技術(shù)研制開發(fā)的高科技新產(chǎn)品。它適用于濕式電除塵器配套電氣的計算機在線監(jiān)控和管理，監(jiān)控和管理對象包括濕式電除塵器的高壓硅整流設(shè)備、循環(huán)水系統(tǒng)、熱風(fēng)吹掃及電加熱器等控制設(shè)備。

3、濕式電除塵對微細粉塵和SO3霧滴的脫除

濕式電除塵中，放電極電子較易溢出，水霧被進一步細化，使電場中存在大量帶電霧滴，大大增加亞微米粒子碰撞帶電的機率，而帶電粒子在電場中運動的速度是布朗運動的數(shù)十倍，這大幅度提高了亞微米粒子向集塵極運行的速度，可以在較高的煙氣流速下，捕獲更多的微粒。煙氣中的SO3在205℃以下時，主要以H2SO4的微液滴形式存在，其平均直徑在0.4μm以下，因此干式靜電除塵器和FGD對SO3去除較低。濕式電除塵器對亞微米顆粒的高捕獲率，可對SO3的微液滴起相同作用。濕式電除塵器獨特的工作環(huán)境決定了它能夠高效地脫除亞微米級別的粉塵、霧滴，除塵效率最高可達到99.9%以上。

四、火力發(fā)電廠運用濕式電除塵優(yōu)勢和未來發(fā)展

濕式電除塵器的性能不受粉塵比電阻和煤灰性質(zhì)的影響，內(nèi)部沒有運動部件，沒有振打清灰引起的二次揚塵，因此，性能穩(wěn)定，高效，運行可靠，對PM2.5和SO3有很高的脫除效率，是濕法脫硫后最終環(huán)保把關(guān)的最佳設(shè)備。

WESP采用獨特的噴淋系統(tǒng)，配置科學(xué)，參數(shù)合理，水膜分布均勻，可實現(xiàn)連續(xù)、高效清灰，用水省。可做到科學(xué)噴淋，節(jié)約用水。WESP采用福建龍凈環(huán)保公司自主研發(fā)的廢水處理循環(huán)利用系統(tǒng)，可以將廢水中和除酸，并通過高效分離去除懸浮物，使其滿足噴淋水質(zhì)要求，實現(xiàn)循環(huán)使用。系統(tǒng)只需排出少量廢水，這部分水作為濕法脫硫工藝補水進行再利用，系統(tǒng)再補充等量新水即可維持平衡，相當(dāng)于零水耗。

濕式電除塵器作為控制燃煤煙氣PM2.5非常有效的設(shè)備，在發(fā)達國家的電力等工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。美國BruceMansfield電廠、MirantDickerson電廠等多家電廠測試報告表明，濕式電除塵器對PM2.5的去除效率均高于95%，粉塵排放濃度低于5mg/Nm3。 現(xiàn)今，國內(nèi)大多數(shù)電廠都設(shè)在郊區(qū)，如果電廠的粉塵排放量降低就會減少大批的搬遷資金。以全國來算，這筆資金將會以千億元為單位。而濕式靜電除塵器能大幅地降低粉塵的排放量，減少PM2.5的排放，降低霧霾天氣的幾率，從而極大地緩解空氣污染。 此外，濕式靜電除塵技術(shù)不僅在燃煤電廠，還可以應(yīng)用在燃煤鍋爐、化工、冶金等領(lǐng)域，這些在歐美國家的應(yīng)用效果非常理想。如在我國大規(guī)模使用，也將產(chǎn)生巨大的社會和經(jīng)濟效益。

五、結(jié)束語

綜上所述，本文重點對電廠煙塵危害以及濕式電除塵器的原理和對煙塵控制的影響進行了詳細的分析，隨著我國對環(huán)境重視程度加大，未來我國電廠會加大對濕式電除塵器的使用，從而環(huán)節(jié)霧霾帶來的巨大危害。

參考文獻

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