濕法脫硫和濕電除塵器一體化布置

武相兵

摘 要：晉中市是京津冀大氣污染傳輸通道2+26城市之一，廢氣排放需要達到一定標準，即由市內所有燃煤發電機組產生的大氣污染物，總排放量必須達到超低排放要求。而現有的脫硫、除塵器設施顯然達不到這一標準，本次改造工程采用濕法脫硫去除二氧化硫和部分顆粒物后，通過濕式電除塵器對排放氣體進行二次處理，濕式電除塵器不僅可以有效地捕捉廢氣中的塵滴和微笑的塵土顆粒，同時還可以去除SO3等小分子的酸性氣體。常見的濕式電除塵器通常有兩種，分別是板式的和蜂窩式的，但由于施工場地具有一定的限制，為了符合場地的現有條件，技術人員經過探討后決定將本工程采用脫硫塔上加蜂窩式濕式靜電除塵器的一體化布置方式。

關鍵詞：濕法脫硫塔;靜電除塵器;一體化布置

根據國務院第114次常務會議精神及《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）》，要求到2020年，全省燃煤發電機組大氣主要污染物排放確保達到超低排放標準。山西焦煤環函[2017]288文件《2017年環境保護工作要點》及《晉中市大氣污染防治2017年行動計劃》，汾西礦業集團發電廠對現有濕法脫硫塔進行改造，并在塔頂新增濕式電除塵器，采用一體化布置，達到SO2排放濃度小于35mg/m3，塵排放濃度小于5mg/m3的超低排放標準。

1 濕式電除塵器的發展情況及工作原理

濕法電除塵器的位置通常位于脫硫塔和排煙裝置之間，目的是為了有效去除潮濕廢氣中的塵、酸霧、水滴、PM2.5等小體積顆粒物。曾早在60年代時，就有一部分工廠引進了這種技術，并用以硫酸生產和冶煉金屬，通過去除廢氣中的硫酸霧，進而達到凈化工藝煙氣的目的，在1986年后開始逐漸應用于燃煤發電中，這項技術后來被日本等國家相繼引入并得到迅速發展。雖然我國從20世紀60年代就開始了對靜電除塵器的研究和應用，但由于社會發展過慢科學技術一直跟不上國際潮流，這種情況一直持續到80年代才得以改善，隨著科技人才的不斷努力，技術交流的不斷增多，我們改進了靜電除塵技術，積極吸取國外先進的科學理念，終于使得靜電濕式除塵器得到了突飛猛進的發展。

濕法除塵和干法除塵原理上沒有區別，都是通過電暈放電的方式使得氣體分離，并讓氣體在放電極和收塵極之間進一步形成穩定的電暈，這時處于這個區域的污染物顆粒都會攜帶電荷，然后匯聚到收塵極一端，方便收集。雖然濕法除塵與干法除塵原理一致，但對收集到的粉塵卻有截然不同的清除方式。濕法電除塵主要使用水洗，用沖刷的方式達到清潔的效果，而干法電除塵由于設備本身的限制只能通過拍打，清掃等方式除去污垢，進行收塵。與其他除塵器相比，濕法電除塵器由于水的電阻較小，當水滴與粉塵結合后，高比電的粉塵會下降比電阻，保證了工作狀態的穩定性;通過水流沖洗，還可有效避免二次揚塵及反電暈現象的產生;除了這些情況，濕法電除塵還有一個優點在于它的內部沒有可以轉動的零件，所以在極大程度上提高了設備的安全性能，為設備的使用贏得了更長的時間，同時濕法電除塵對重金屬、PM2.5和SO3都具有很高的脫除效率。

2 濕式電除塵器和脫硫塔一體化布置的優點

濕式電除塵器近幾年應用比較廣泛，然而本電廠的場地狹小，煙道布置緊湊，新建脫硫塔及濕式電除塵的場地也并不富余，因此，如何使得濕式電除塵器在狹小的空間中得以發揮自己的性能與優勢，成為令技術人員頭疼的問題。在經過長時間的摸索研究后，技術人員決定把濕式除塵器安裝在脫硫塔頂上，采用一體化布置，相信這會是一個不錯的選擇。

另外脫硫吸收塔排出的煙氣通常是含酸性腐蝕性氣體的濕煙氣，隨著國家節能減排的不斷推進和環保指標的日益嚴格，特別是在無GGH濕法脫硫低溫吸收塔中，排出的煙氣中含酸濕煙氣對煙囪損害較大，所以為保證工作的安全性，煙囪的防腐質量一定要高，與此同時，如果在吸收塔頂部配置一臺靜電濕式除塵器，不僅可以捕捉SO3等酸性氣體，還可以降低對煙囪及煙道的腐蝕程度。

此外濕式電除塵器具有脫汞和其他重金屬的功能，隨著環保要求的日益嚴格，煙氣的中汞含量必然是將來的監測內容，提前采用一體化布置可以節省將來脫汞煙氣改造的環保費用。

采用脫硫濕電一體化布置有以下幾個優點：①節省場地，為除塵設備的整體設計提供了便利;②降低阻力，脫硫的出口和濕式電除塵器的入口同一段煙道;③節約成本，減少煙道的布置，只需對脫硫塔進行加固;④節約用水，濕式電除塵器沖洗水可以作為吸收塔補水，充分利用，且無廢水排出;⑤安裝方便，濕式除塵器采用的是仿蜂窩結構，安裝時只需要在脫硫塔上增加一個圓形變徑，而運行通過正六邊形的導電玻璃鋼管組，在最大程度上達到除塵的效果。

3 一體化布置的結構形式

原煙氣由吸收塔下部進入，經脫硫塔充分洗滌降溫后，自下而上進入濕式電除塵器。濕式電除塵器入口設有均布裝置，將飽和濕煙氣均勻導入高壓電場，并經高壓電場深度凈化后，煙氣沿濕法電除塵器上部煙道排入煙囪。

①殼體：脫硫塔和濕式電除塵器殼體均采用碳鋼襯玻璃鱗片，此殼體內襯即具有良好的耐腐蝕、阻燃性能，不會脫落，影響正常運行，又具有較高的強度、剛度，可保證設備長時間、穩定運行。同時在殼體內部還設有噴淋裝置包括氣流導流板、整流板和陰極系統等;②陽極：濕式電除塵器的陽極是對邊為350mm的正六邊形管，高度為4.5m。通常情況下技術人員會選擇高性能的導電玻璃鋼材料作為陽極的生產材料，因為這類材料具有輕質高強、導電性能優異等特點。同時還具有耐化學腐蝕、耐溫高、易制作、不變形，阻燃性能好，使用壽命長等特點;③絕緣子室：絕緣子室采用清掃風+絕緣礙子形式，使絕緣性更好，故障率更低;④陰極系統：陰極系統由上部框架、下部框架、陰極線、吊桿等組成。陰極線擬采用高效芒刺極線，可保證在濕式電除塵器以較高的流速經過陰極系統時，不僅具有高效的除塵、除霧效率，還能保證不會產生反電暈現象。

4 一體化布置在本電廠中的運用

4.1 工程概況及改造方案

4.1.1 工程概況

作者所在的電廠在2×220循環流化床燃煤機組項目中，原煙氣配套除塵設備為干電除塵+布袋除塵器，采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝，在考慮了場地限制、除塵效率穩定性和投資費等多方面的因素后，最終采用了脫硫塔上部加立式濕法電除塵一體化方案進行改造。

4.1.2 濕式電除塵入口煙氣參數

濕式電除塵入口煙氣參數，見表1。

4.1.3 改造技術方案的主要內容

加高脫硫塔筒壁，在其上部設置立式濕電除塵器。在塔筒內設置有陰極系統、陽極系統、煙氣均布系統、電氣系統等。增設除塵器外圍輔助系統，主要有電場頂部的噴淋系統和絕緣子箱熱風吹掃系統。

4.2 濕電除塵器主要技術參數

濕電除塵器主要技術參數，見表2。

4.3 改造效果

2017年10月實施脫硫塔及濕電一體化技術改造，并順利投入運行，2018年3月，經測試結果表明，在鍋爐負荷為2×220t/h時，濕式電除器出口煙塵濃度僅為3.0mg/N m3，本體壓力降為220Pa，除塵效率達到85%，效果極為顯著，該項目是脫硫塔及濕式電除塵一體化技術成功應用的一個案例。

5 結論

通過濕法脫硫及濕式電除塵一體化技術的運用，既解決了超低排放項目改造過程中場地狹小的問題，又使得濕式電除塵的沖洗水和廢水可以為脫硫塔綜合利用。同時，對于PM2.5、SO2、SO3氣溶膠和固態重金屬顆粒物等都具有良好的收集效果，相比其他除塵結構脫硫塔一體式結構的設計方案，由于它本身設備體積小、造價低等優點更受人們的喜愛和支持。改造后煙塵排放濃度僅為3.00 mg/Nm3，效果顯著?？蔀槠渌姀S提供超低排放改造提供借鑒。

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