火力發電廠濕式除塵器應用中若干問題的思考

李東

摘 要：我國是能源大國，每年消耗的電力能源中，大多數都是通過火力發電廠產生的，由于火力發電廠需要燃燒煤炭等礦石能源，因此會產生一些有害物質，而目前我國對于環保要求越來越嚴格，火力發電廠的排放指標也日益嚴格，濕式除塵器已經在火電行業中比較普遍了。本文主要從我國現行的排放標準出發，通過分析不同種類的濕式除塵器在火力發電廠的適用性，并且對使用過程中出現的問題進行探討，為火力發電中的煙氣除塵系統的設計提供依據。

關鍵詞：火力發電廠；濕式除塵器；應用

中圖分類號：TM611 文獻標志碼：A

我國能源消耗巨大，其中電力能源是最主要的能源之一，目前我國絕大部分的電力能源都是由火力發電獲得，而我國火力發電主要用煤炭作為燃料，我國的煤炭資源較為豐富，但是煤炭燃燒容易形成大量的污染物質，包括粉塵、硫化物等。2014年9月，我國對于火力發電行業做出一系列規范，日前對于大氣中的污染物的排放，我國出臺相應的規章制度，其中《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014年-2020年）》中指出：高效的除塵設施應該在新建的電力發電廠應用，以達到除塵的標準。目前我國的火力發電廠對于除塵的效率還存在一定的困難，傳統的除塵設備對于顆粒直徑小于2.5 μm的粉塵脫除率很低，而想要達到“超清潔排放”的要求粉塵濃度不高于5 mg/Nm?（6%含氧量）。傳統的除塵設備對于煙氣中的粉塵去除情況還是比較差的，例如石灰石-濕法脫硫的機組中被煙氣攜帶出來的霧滴大于5 mg/Nm?。目前為了除塵，比較常見的做法就是增設一臺濕式除塵器在煙囪入口以保障能夠超潔凈排放。濕式除塵器的效果比，傳統的方法還是比較明顯的，已經減少大量粉塵的排放，但是其還有一些缺陷，包括占地面積大、廢水排放等問題。本文主要結合不同的濕式除塵的技術路線，對其在應用過程中發現的問題進行探討，為后續濕式除塵的研究改進提供參考。

1 濕式除塵原理

濕式除塵的工作原理主要是帶電水霧吸附粉塵，首先在放置電極和電暈區域噴射水霧，這樣水霧就能帶電，然后粉塵、氣溶膠等顆粒就會被水霧攔截，由于水霧帶著電荷，因此在電場的作用下能夠收集到集塵極。濕除噴淋系統將集塵極上的粉塵粒，通過沖洗水沖刷到灰斗中，如圖1所示。

2 濕式除塵器的極板類型探討

目前在我國比較常見的濕式除塵器的類型主要有以下幾類，如間斷沖洗管式（簡稱管式）如圖2中的管式極板，有連續沖洗板式（簡稱板式）如圖2所示中的板式極板，還有采用柔性電極。

金屬、導電玻璃鋼和織物纖維這3種是比較常見的應用到濕式電除塵器中陽極板的材質，由于其各有特點，因此在不同的環境或不同的極板中運用不同的陽極材料。其中平行懸掛不銹鋼板是金屬極板一般采用的形式，因為陽極板是金屬，因此其抗腐蝕性比較差，通常會搭配噴淋系統，利用噴射的水在極板上形成一層水膜以及時清除表面的粉塵和防腐，因此除塵設備的用水量比較大，此外由于排出的水主要是酸性，通過水引入堿系統來中和，這樣水系統就比較復雜，不過其壽命通常在15年左右。陰極線一般懸掛在兩個極板之間，芒刺線的材質是采用合金鋼的，因為其具有耐腐蝕性，電流密度高等優點。

導電玻璃鋼極板一般用于布置蜂窩狀結構，由圖2可以看到，蜂窩就像蜜蜂的巢一樣，形狀為正六邊形，煙氣可以從內部垂直通過，而在蜂窩的正中間有一根線，那就是以合金鋼作為材料的陰極線。以玻璃鋼加碳纖維作為陽極材料具有很好的導電性，耐腐蝕性，但是由于除塵過程中依舊會有酸物質，因此還是需要在運轉一段時間后，用噴淋來除去。相比來說其性能居中，使用壽命一般在12年左右。

柔性極板也是蜂窩狀的，主要差別在材質上，其運用的是剛性較弱的纖維織物，不過需要架設張緊裝置以增加其剛性，防止極板在使用過程中產生晃動影響其穩定性。相對于金屬極板需要復雜的水系統，織物纖維由于本身親水性較好，因此能夠長時間保留水分，能夠大大減少水分的消耗，但是這既是優點，也存在問題，由于沖洗的間隔時間比較長，所以在沒有沖洗的后期，粉塵的積累就比較多了，會對設備的除塵效果產生較大的影響，使其除塵效率大大降低。由于纖維織物耐用性較差，因此更換的比較頻繁，一般壽命在6年以內。

剛式極板是我國的火力發電廠用得比較多的濕式除塵器，通過表1對比結果可以看出，每種結構均有其優勢和缺陷。

3 濕式除塵的排水系統

由于火力發電廠一般用煤炭作為燃料，因此脫硫是一項比較重要的工序，其中包括廢氣、廢水、廢物中脫硫，一般火力發電廠的脫硫方式都是集中脫硫，而濕式除塵器采用噴淋沖洗的方式，其廢水中也會含有硫及化合物，排放到原有的脫硫系統中，就會增加其工作量，使原有的脫硫系統失衡。在線路上換熱器一般設置在上游，將煙氣冷卻，使得煙氣進入脫硫塔后能夠被脫硫塔噴淋下來的水吸收，減少水的蒸發量，從而減少脫硫中水的使用，因此如果除塵的用水量過于巨大，就會使得脫硫系統無法消納其產生的廢水，主要對于用水較多的剛式極板具有較大影響，而柔式和導電玻璃鋼極板相對較小，因此對于剛式極板的污水處理要考慮周全，不然使得脫硫系統水平衡破壞。

對于污水的情況，主要通過對于噴淋方式的改進來優化，目前常見的有以下幾類：首先是直排式，這種方式比較粗狂，就是將工業用水直接用于濕除的噴淋，然后污水進入廢水箱，再進入脫硫系統處理。這種方式沖洗水質好，效果佳；但是用水量就比較大。為此可以采用間隙噴淋，以減少耗水量。其次是自循環-較差間隙沖洗，此方法就是將噴淋的污水收集后進入過濾水箱，將其中的雜質排出濕除系統，過濾后進入循環水箱，再次用于噴淋。雖然這種方法能夠將水循環使用，使最后的用水量降到最低，但是在除塵效果有待商榷，循環水的水質比較差，對于設備的影響較大，減少設備的使用壽命，也影響除塵效果。最后是自循環-連續噴淋，濕除系統的廢水進入過濾水箱后，首先將一些濃度比較高、污染物較多的污水排除，然后另一部分較為清潔的水回到噴淋系統，用于前幾級電場的噴淋，最后用水質較好的工業水，這樣既能夠保障除塵效果，還能夠節約整體水耗，這也是目前工程中采取較多的方案。

4 濕式的布置方式

一般來說濕除系統的布置有兩種方式，分別是臥式和立式。其各有各的使用特點和適用的結構，首先當煙氣是水平流向并且使板式結構就可以采用臥式；而煙氣垂直的管式就可以使用立式。此外立式還能根據其在脫硫塔的位置上分為脫硫塔上布置和外布置，其中的外布置還能分為順流式和逆流式。在我國大部分濕除系統都是引進外國，一般日本采用臥式布置，美國采用立式布置，如圖3所示。

結語

目前我國的火力發電行業對于濕式除塵器的選用都比較謹慎，不再像幾十年前一樣，采用粗獷、不顧環保要求的系統，一般采用在滿足排放前提下，立足原有的系統進行充分優化，將其潛力盡力挖掘，從而能夠提高去除粉塵的效率，降低污染的排放。結合實際需求，對除濕技術路線的選擇更加合理，使得火力發電行業能夠在超潔凈排放上有更高的成就。

參考文獻

[1]蘇正山.淺析火力發電廠濕式除塵器電源發展方向[J].中國新技術新產品，2017（21）：46-47.

[2]李小婷.干式除塵與濕式除塵優點及其缺點分析[J].低碳世界，2017（30）：39-40.

[3]段助民.火力發電廠除塵改造方案選擇與效果評價[D].華北電力大學，2015.