湿式电除尘技术在火电厂的应用与发展

苏辉平

（上海上电电力运营有限公司上海200245）

湿式电除尘技术在火电厂的应用与发展

苏辉平

（上海上电电力运营有限公司上海200245）

火电厂是PM2.5细颗粒物的主要排放源，对人类健康及环境危害极大，湿式电除尘技术是近年来应用广泛的控制大气复合污染物的终端精处理技术。本文介绍了湿式电除尘技术的工作原理及特点，表明湿式电除尘技术是实现多种污染物联合减排的重要措施，具有良好的发展前景。

湿式电除尘；特点；应用

1 概述

当前，环境恶化趋势日益显著，PM2.5、粉尘、酸雾、重金属、有机污染物等复合大气污染物主要来源于工业锅炉和火电厂。发达国家相继制订了相关限制PM2.5、微细颗粒物、汞等污染物的排放标准。我国于2012年起颁布实施《火电厂大气污染排放标准》，规定一般地区火电厂粉尘排放限值为30mg/m3，工农业及生活污染源重点地区火电厂粉尘排放量限值为20mg/m3。

我国大部分火电厂仍然使用的是湿式烟气脱硫系统，锅炉尾部烟气处理工艺流程一般由脱硝、除尘器、湿法脱硫组成，烟气从湿法脱硫后直接进入烟囱[1]。然而现行工艺流程无法有效脱除PM2.5颗粒物、重金属、硫酸根、气溶胶等污染物，由于湿法脱硫后的烟气温度较低，烟气中携带了大量的石膏液滴，若不设置烟气热交换器，则会在烟囱附近产生“酸雨”、“石膏雨”等现象。湿法电除尘技术是近年来发展起来的有效控制复合污染物的终端精处理技术，是目前减少火电厂各种污染物的排放量的重要措施。

2 湿式电除尘技术的原理

典型的湿式静电除尘器由除尘器本体、阴阳极系统、灰水处理自循环系统、喷淋系统、电控系统等部分组成。除尘器本体由进出喇叭、放电极及框架、壳体、集电极绝缘子、管道、喷嘴和灰斗等组成。灰水处理自循环系统由循环水泵、循环水箱、加碱泵、碱液箱、补水泵、补水箱和滤网等组成[2]。

湿式电除尘技术的工作原理及过程可简要概括为气体的电离、粉尘的荷电、荷电粉尘的收集和荷电粉尘的清灰四个阶段：在湿式电除尘设备中设置两个曲率半径相差较大的金属阳极和阴极，并通过高压直流电，在电极周围形成一个可以使气体电离的静电场，称为电晕区。气体在电晕区电离产生大量的阳离子、阴离子和电子，这些带电粒子吸附在通过电场的粉尘上，使粉尘获得电荷。随后荷电粉尘在电场力的驱动下向集尘极运动，当荷电粉尘移动到集尘极表面时，采用液体冲洗集尘极表面的方式进行清灰处理，将水喷至集尘极上形成了连续的水膜，流动水将捕获的粉尘冲刷到灰斗中随水排出。

3 湿式电除尘技术的特点

3.1 湿式电除尘技术脱除烟气中的粉尘效果显著，统计分析表明，对HCl、Cl、NH等亚微米气溶胶颗粒物，湿式电除尘技术的脱除效率可达90%以上，同时，可将粉尘排放控制在10mg/m3以下。

3.2 由于水的电阻相对较小，水滴与粉尘颗粒物附着后，降低了粉尘表面比电阻，对黏性大或高比电阻粉尘也能有效收集，提高了湿式电除尘器运行的稳定性。特别适用于对温度高、湿气含量大的烟气进行处理。

3.3 湿式电除尘技术采用高强度水流对集尘板的粉尘进行冲洗，取消了如锤击设备的振打装置运动部件，可靠性高，节约了电能和成本，避免了二次扬尘，提高了除尘效率。

3.4 湿式电除尘技术设备压力损失小，操作简便，对烟气脱硫系统的改造简单，维护方便，可与其它除尘方式相结合应用，使用范围广，经过烟气脱硫系统后的饱和烟气中携带的部分水滴更易被荷电捕集，有利于降低石膏雨的形成概率。

4 湿式电除尘技术的应用和发展

1977年，湿式电除尘技术首次应用于去除硫酸酸雾就取得了良好的效果，经过近30年的发展，该技术已推广应用到化工、冶金和火电厂等领域。目前，全球投入运行的湿式静电除尘设备总数已超过1000台[3]，国外湿式电除尘设备制造商主要有美国的Babcock&Wilcox公司和日本的三菱重工公司，国外火电厂采用湿式静电除尘技术后可以将烟囱排放浓度普遍控制在10mg/m3左右。

湿式静电除尘技术在我国的火电厂中的应用才刚起步，实际应用中存在着所需水量较大、排出的灰水容易造成二次污染、内部零部件容易受到腐蚀等问题。近年来，我国环保和科技部门高度重视和大力投入湿式电除尘技术的研发和应用工作，组织国内企业和高等院校对湿式电除尘技术的理论和应用方面进行了大量的研究工作，并通过引进技术与自主研发相结合的方式，掌握了湿式电除尘的核心技术和关键设计参数，建立了全尺寸湿式电除尘器综合实验台。由我国上海长兴第二发电厂自主开发的燃煤锅炉湿法脱硫后改造工程配套湿式电除尘器成功应用，其粉尘排放浓度仅为6.1mg/m3。

5 结语

湿式电除尘技术对对PM2.5、酸雾及重金属均有很高的脱除效率，适用范围广，运行可靠性高，避免了二次扬尘，是目前湿法脱硫后对烟气治理的最佳终端设备。湿式电除尘技术在发达国外火电厂锅炉烟气治理方面的应用已有近30年的历史，随着我国复合污染物及粉尘排放控制法规的进一步健全，湿式电除尘技术在火电厂的应用前景广阔。

[1]叶江明.电厂锅炉原理及设备[M].北京:中国电力出版社,2003. [2]唐国山,工业电除尘应用技术.化学工业出版社,2006(02).

[3]薛建明,纵宁生.湿法电除尘器的特性及其发展方向[J].电力环境保护,1997,13(3):40-44.

苏辉平(1963—)，男，江苏，大学本科，工程师，主要从事技术管理工作。