王 丹 薛艷龍
承德市環境科學研究院
濕式電除塵的運行維護及排放技術特點
王 丹 薛艷龍
承德市環境科學研究院
依據河北省的超低排放標準(10mg/m3),國電灤河電廠要做好濕式電除塵器的運行維護工作,以達到和滿足超低排放的要求,這需要從幾個方面加以入手,第一,要確立濕式電除塵的技術規范;另外要進行好維護和保養,以達到在超低排放中的河北省標準。
濕式電除塵;運行維戶;排放標準
目前在我國濕式電除塵器主要用于滿足超低排放,以河北省為例目前超低排放的標準是(10mg/m3),對于濕式電除塵治理PM2.5,在我國的環保領域都有非常好的口碑,在由環保部門和燃煤電廠多方組織的效果評估中,一致得到業內專家認可,特別是在實踐中更是突出了它的效應,為此環境保護部特意頒布了《環境空氣細顆粒物污染防治技術政策》,具體來指導電廠的超低排放,在這份“技術政策”中明確指出:鼓勵火電企業,當然也包括燃煤企業,采用濕式電除塵等新技術,防止脫硫造成的石膏雨污染。
濕式電除塵具體是一種什么樣的技術呢?其實這種技術在美日得到了廣泛的使用,我們知道,特別是日本人多地少,所以特別重視環保,所以日本把一直把這種先進的煙氣治理技術用于超低排放,而濕式電除塵技術同樣在歐美得到較好的應用效果。而經過多年的努力,我們第一代國內企業自主開發,有著自主知識產權的濕式電除塵技術已在燃煤電廠成功應用,上海某電廠燃煤鍋爐濕法脫硫后改造工程配套濕式電除塵器,出口粉塵排放濃度僅為7mg/m3,當然我國也有環保企業,從國外引進國外的濕式電除塵技術,目前最大配套機組為1000MW,而國電灤河電廠是30MW。在全面科技創新的時代,濕式電除塵技術在我國的應用推廣以及滿足國電灤河電廠超低排放以及治理PM2.5的強大力量。
目前在我國應用的,一種是國外引進的;一種是國內企業開發的,不管是國外的還是國內的,濕式電除塵是在一級除塵器,再加上濕法脫硫后,給予增加的一種二級除塵設備,而這種設備可以說是終端設備,那么還有一方面從技術路線上,這種設備也可分類,一種來源于日本,這種也是國電灤河電廠設備一致,其主要的目的是用來治理電廠煙氣中煙塵,通過濕式電除塵技術來實現除塵,一種是來源于化工領域,這一種在化工領域已經很多見了,主要是用來治理廢氣,其原理跟第一種是一樣的,它主要表現為中酸霧滴,所以是一種濕式電除霧技術。兩種設備的區別是除塵的陽極板為金屬材質,選用316L或更高等級不銹鋼來做陽極板,主要是在運行同時會有噴水在陽極板上形成水膜,所以采用不銹鋼材料來做;除霧技術選用陽極板一般用玻璃鋼或其他柔性材料等非金屬材質,在運行時不需噴水,那么對陽極板的要求相對較低,如果說有少量的凝結的液體,也可以自行滑落掉。
粉塵去除率(含石膏)≥70%
SO3去除率:≥70%
PM2.5去除效率:≥70%
霧滴含量:不高于100mg/Nm3
系統阻力:200-300Pa
我們知道在日本,把濕式電除塵器當做終端設備,也就是二級除塵設備來運用,但在我們許多企業沒有像日本這樣復雜,是因為日本的超低排標要求5/10mg/Nm3,所以這樣的話入口粉塵濃度要求低于18mg/Nm3,方能保證濕電除塵器出口粉塵低于5mg/Nm3。所以說日本的要求高,而我國由于種種原因,在實際的應用實踐中一般達不到5/10mg/Nm3的濕電項目,原因往往是入口塵濃度過高,這就不可能達到超低的排放標準。
該設備投運后,設備阻力約200-300Pa,考慮到增加的煙道部分,系統阻力會更高些。設備運行能耗(含阻力能耗)約1000-1200kw。運行中陽極板需用130噸水噴淋形成水膜,其中外排廢水量隨出口煙塵濃度增加而增大,濕式除塵器入口的煙氣含塵為30mg/ Nm3時,外排廢水量約為38t/h。當濕式除塵器入口的煙氣含塵為100mg/Nm3時,外排廢水量約為80t/h,外排水可以考慮進入脫硫系統回用。為了中和沖洗水的酸性,還要耗用堿量約200kg/h(1000MW燃煤S份0.6%時,耗量隨S份增高而增高。
對于濕法脫硫來說,一方面,通過脫硫漿液,利用洗滌的作用,基本可以脫除掉煙氣中,部分顆粒物的效果;另一方面,由于存在脫硫過程中,漿液霧化夾帶、脫硫產物中存在結晶析出,也會形成PM2.5,所以脫硫塔往往存在對S的去除率很低,S以氣溶膠的形式隨煙氣排出。
濕式電除塵器運行在濕煙氣工況下,其外殼與內部金屬部件的腐蝕就成了其應用的一大難題(如果不了解其工況的惡劣,可以參考濕煙囪的選材與維護)。當前濕電外殼采取內部襯玻璃鱗片防腐。 陽極板材質通常采用316L,不具備很好的防腐性能。主要依靠極板上的一層均勻的水膜以避免極板受到煙氣的腐蝕,水膜一旦出現破損,陽極板將很快腐蝕。這就需要在設計、制造及安裝上有極高的要求,要求具有良好的現場管理能力。
鑒于當前316L極板腐蝕嚴重,有廠家開始采用雙相鋼作極板材質,應用效果如何有待時間檢驗。國內一些電廠通過采用低低溫靜電除塵器,來預除掉部分SO3來降低濕煙氣對于濕式電除塵器的腐蝕,實踐證明這一技術路線用在低硫煤項目是成功的,但是用在中高硫煤項目的效果如何,需時間檢驗 。
濕式電除塵技術應用時,需要配套近千個噴嘴噴水形成陽極板的水膜,噴嘴口徑1mm,如循環水處理不當,很易造成噴嘴堵塞,噴嘴堵塞較多時,會影響對應的陽極板水膜形成,帶來腐蝕問題。
由于濕式電除塵器排氣含有大量的水分和水霧,因此必須采用專用的濕煙氣煙塵儀才可監視濕式電除塵器的性能,對濕式電除塵器進行調優運行。常規的激光后散射法煙塵儀是不能安裝在濕式電除塵器進行測量,水分的存在會引起較大的測量誤差,無法對濕式電除塵器進行性能調優,引起設備運行成本的增加。
由于濕式電除塵器目前來說主要是采用水流沖洗,不存在振打裝置,理論上不會產生,由于電除塵的原因導致的二次揚塵。根據國外應用表明,濕式電除塵器是實現超低排放,滿足電廠消煙除塵的有效選擇。
從濕式電除塵器的應用情況和國外的研究中可以看出,對解決濕法脫硫帶來的,包括石膏雨、藍煙等問題具有積極的效果,能充分緩解下游煙道、煙囪的腐蝕,這對于國電灤河電廠節約防腐成本具有重要的意義。
[1]王東歌,《南京工程大學》,燃煤電廠濕式電除塵器研究與工程實踐;2016.
[2]陳灌明,《華東科技》,#3濕式電除塵噴嘴堵塞原因及防范措施;2016.6