電風攔截除塵除霧一體化技術的深度節能減排應用

1 電風攔截除塵除霧一體化技術的原理及特點

1.1 工作原理

電風攔截除塵除霧一體化裝置是近年來市場上出現的一種新型除塵、除霧綜合治理設備，可用于處理脫硫后煙氣中逃逸的霧滴以及細小的粉塵微粒。通過高頻電源和自動化控制手段，將高壓的交流電轉化成電場需要的直流電再輸送至電風攔截除塵除霧一體化裝置的電場內部，在電風攔截除塵除霧一體化裝置的陰極和陽極之間形成高效的電場，使流經電場區域的空氣分子被電離，并在進入電場的瞬間產生電子和正、負離子，這些電子和正、負離子在電場力的作用下向著異極發生定向移動，同時在定向移動的過程中，作為粉塵、煙酸霧滴等粒子的捕集媒介。由于特殊設計的電場，對電場內煙氣粒子實現了快速荷電，最終荷電的煙氣粒子抵達收塵極上，隨著煙氣中的粉塵、液態水、酸液在收塵極上越聚越多，最終形成酸性水膜，酸性水膜由于受到自身重力的影響，沿陽極表面自流至收集池中，最終實現了對煙氣中霧滴和粉塵的凈化效果。

1.2 技術特點

電風攔截除塵除霧一體化裝置，是一種應用于燃煤鍋爐濕法脫硫后飽和煙氣的終端治理，對濕法脫硫無法收集的酸霧、細微顆粒物，SO3等進行超高效捕集的煙氣終端把關設備，可有效實現煙塵超低排放。具有無二次揚塵、除塵效率高、壓力損失小、結構緊湊、占地空間小，運行穩定等顯著優點，具體表現在以下幾個方面：

①電風攔截除塵除霧一體化裝置具有高效的除霧、除塵，同時協同脫除SO3、PM2.5和重金屬Hg 等功能，在各種負荷下均能保持穩定高效運行。

②電場前端設置了預荷電導流格柵，可以讓進入電場內的粒子提前荷電，滿足了電風攔截除塵除霧一體化裝置高效率的除塵、除霧要求，同時兼顧了進入電場區域煙氣的氣流均布作用。圖1 為預荷電導流格柵示意圖。

圖1 預荷電導流格柵示意圖

③交叉錯列的窄極距電場極配方式，可使電風攔截除塵除霧一體化裝置滿足對高風速的使用要求。

④對于脫硫后煙氣，氣體溫度降低，分子密度增大，擊穿電壓提高，電除塵電場強度和除塵效率提高。

⑤通流式的結構設計，確保煙氣阻力小，減小了引風機設備負擔，節約了電耗，通常1 臺660MW 機組采用的電風攔截除塵除霧一體化裝置本體煙氣阻力大約在150Pa 左右。

⑥具有高效自清潔功能，無需大量沖洗水。高壓靜電場收集煙氣中的PM2.5、液滴，在極板上形成水膜，并經重力作用下流到底部集液槽，實現自我清潔，收集的液滴經過管道輸送到脫硫廢液池，可用于脫硫補水等。

2 電風攔截除塵除霧一體化技術

大埔電廠2×660MW 機組1#、2#機組配套的電風攔截除塵除霧一體化裝置（以下簡稱為“電風攔截裝置”）分別于2015年12 月和2016 年4 月圓滿完成168h 運行，該裝置作為電廠煙氣排放的終端把控設備，安裝于脫硫后凈煙道區域（圖2），并與LGGH 的煙氣再熱器實現一體化布置，節約支架的消耗并大幅節省設備占地。

圖2 大埔電廠#2 爐660MW 機組配套電風攔截裝置布置圖

該電風攔截裝置從投運至今，性能穩定，在線檢測系統顯示其出口粉塵排放濃度不大于3mg/Nm3，達到了超低排放要求。同時，由于電風攔截除塵除霧一體化技術對于煙氣中的SO3、氯離子、液態霧滴組成的酸性腐蝕顆粒具有高效捕集性，可以有效緩解酸性物質對爐后煙氣設備的腐蝕，降低設備防腐等級要求，降低爐后設備投資成本。

2017 年1 月，經第三方權威機構檢測，大埔電廠2#機組的電風攔截除裝置出口粉塵濃度為2.3mg/Nm3、PM2.5的脫除效率達到55%、除霧效率達到62.2% 。實踐表明，該電風攔截裝置具有較強的煙氣污染物協同治理能力。

3 與傳統濕式電除塵器對比

濕式電除塵器是早期超凈排放改造中的主要手段之一，在國內部分燃煤鍋爐中也取得了一定的應用。濕式電除塵器作為爐后超凈終端技術，其優缺點都是比較顯著的，主要優點是可以實現5mg/Nm3甚至3mg/Nm3以下的超潔凈排放要求，同時對PM2.5有一定的去除率。但是，濕式電除塵器的缺點也是很明顯的。首先，濕式電除塵器為了增大煙氣中的濕度，需要24h不間斷對煙氣進行霧化噴淋，因此水沖洗用量較大。為了降低運行過程中的水耗量，需要對濕式電除塵器的沖洗水進行循環利用，這就造成了沖洗水中攜帶的煙氣粉塵不斷在循環水中進行聚集。因此，需要不斷對循環沖洗水進行置換，排出循環沖洗水中的粉塵顆粒，以保持循環沖洗水的水質。這些置換出來的含塵水水質較臟，無法直接用于脫硫系統補水，從而進一步加劇了脫硫水平衡的負擔。

其次，傳統金屬板式濕式電除塵器采用300mm 同極間距的高壓靜電場技術，對設備布置空間要求較高，但對于在役機組改造，由于已進行多項環保升級改造，可利用的濕電改造空間十分局限。因此，濕式電除塵器改造中如何在有限空間完成環保升級也是現階段面臨的一個主要難題。

電風攔截裝置作為繼濕式電除塵器后的新一代爐后粉塵終端把控技術，有效克服了傳統金屬板式濕式電除塵器的不足。

3.1 占地面積

電風攔截裝置的高壓靜電場采用了窄極板、小極距的結構，提高了其對高風速的適應性，最高運行風速可達6m/s 左右，而傳統的濕式電除塵器運行風速基本都在3m/s 左右。風速的提高有利于減小電風攔截裝置的流通截面的縮小，由于電風攔截裝置風速是常規濕式電除塵器的2～3 倍，因此，從設備斷面尺寸上，電風攔截裝置從外形上較常規濕式電除塵器小50%以上，極大減少了設備占地。

3.2 水耗

電風攔截除塵除霧一體化技術快速捕集煙氣中的酸性液滴和小分子水，并在陽極表面聚少成多，最終形成液膜態，并在重力作用下對陽極板表面實行自上而下的清洗，從而減少了電場內部沖洗噴淋次數，降低了煙氣中水分含量。而傳統的金屬板式濕式電除塵器為了保證煙氣的濕式環境運行要求，在噴淋的基礎上需要增設連續運行的霧化噴嘴，極大的增加了運行過程中水耗量。同樣的660MW 機組中，電風攔截裝置日平均運行水耗不到3t/d，這部分沖洗水可直接用于脫硫補水，不會對脫硫系統造成任何影響。而傳統濕式電除塵器日平均運行水耗量高達幾十噸，這些外排的水若不做處理，將對脫硫系統水平衡造成極大的運行負擔。因此，需要額外再增設廢水循環處理系統，以滿足系統水平衡運行需求。

3.3 電耗

電風攔截除塵除霧一體化技術附屬的電氣設備遠少于傳統濕式電除塵器，以660MW 機組為例，單臺爐電風攔截除塵除霧一體化裝置設計額定滿負荷為130kVA，實際運行能耗低于80kWh，而傳統濕式電除塵器設計額定滿負荷為500～600kVA，實際運行能耗仍高達350～400kW。

4 結語

濕式除塵設備是目前公認的高效除塵設備，電風攔截除塵除霧一體化技術是傳統的濕式除塵、除霧設備的升級技術，打破原有濕式電除塵模式，克服了傳統濕式電除塵器在應用過程中占地大、水耗高、電耗高等諸多缺陷，順應了國家的節能減排的政策方針，降低了環保升級改造的投資費用和運行費用。