屋脊式EPM電風攔截技術(shù)的研究與應(yīng)用

文_宋磊 福建龍凈環(huán)保股份有限公司

1 EPM電風攔截裝置的工作原理

EPM（電風攔截除塵除霧一體化裝置）是我司依托數(shù)十年大氣污染環(huán)保治理技術(shù)的積累，在數(shù)以百套傳統(tǒng)金屬極板濕式電除塵器成功應(yīng)用實踐經(jīng)驗基礎(chǔ)上，為了適應(yīng)市場對環(huán)保設(shè)備高效、低成本和更小空間的現(xiàn)實需求，而開發(fā)出來的小型化高效除塵除霧裝置，屋脊式EPM電風攔截裝置技術(shù)是在臥式EPM電風攔截技術(shù)成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上，為滿足市場上垂直布置的煙塔合一的現(xiàn)實需求進一步開發(fā)的。從工作原理上看，EPM電風攔截裝置是由電風收塵和水膜除塵兩部分組成。在高頻電源的作用下，EPM電風攔截裝置的陰極和陽極之間形成了強大的電場，通過陰陽極的交叉錯位布置，如圖1所示，使得電場內(nèi)部形成與煙氣流向相反的高速電風，在電風作用下，還沒有進入電場區(qū)域的煙氣粉塵和霧滴就已經(jīng)荷上電了，這些荷電的粒子在電場力的作用下向著收塵極進行定向移動，從而完成了EPM電風攔截裝置的電風收塵過程。隨著煙氣中的粉塵、液態(tài)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，沿收塵極表面自流至收集池中，完成水膜除塵以及收塵極的自清潔，最終實現(xiàn)了對煙氣中霧滴和粉塵的凈化效果。

圖1 EPM電風攔截裝置

2 EPM電風攔截裝置的技術(shù)特點

EPM電風攔截裝置是一種應(yīng)用于燃煤鍋爐濕法脫硫后飽和煙氣的終端治理設(shè)備，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(guān)設(shè)備，可有效實現(xiàn)煙塵超低排放。具有無二次揚塵、除塵效率高、壓力損失小、結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間小，運行穩(wěn)定等顯著優(yōu)點，是凈化煙氣流體阻力最小的氣液、氣固分離設(shè)備。相比于機械除霧器，該裝置具有除霧效率高、煙氣流阻低、性能穩(wěn)定、受機組負荷變化導致煙氣流速變化的影響小及適應(yīng)高風速等特點。同時，EPM電風攔截裝置具有高效自清潔功能，無需大量沖洗水。在電場內(nèi)部收集下來的煙氣中的PM2.5、液滴，在極板上形成水膜，并在重力作用下沿極板向下自流，從而實現(xiàn)收塵極的自我清潔，收集的液滴可用于脫硫補水，實現(xiàn)EPM電風攔截裝置的“零水耗”。

3 EPM電風攔截裝置的實驗研究

3.1 除塵、除霧性能研究

為了研究不同風速條件下EPM電風攔截裝置對煙氣的粉塵及霧滴的收集效率，通過搭設(shè)實驗平臺模擬脫硫后煙氣工況，對EPM電風攔截裝置的性能試驗臺進行實驗研究，如圖2所示，實驗臺利用燃燒爐出口煙氣經(jīng)過噴淋加濕塔加濕調(diào)質(zhì)后，實現(xiàn)對脫硫出口煙氣工況的有效模擬，通過加濕調(diào)質(zhì)后的煙氣經(jīng)過煙道導入到EPM電風攔截裝置，從而開展EPM電風攔截裝置的除塵、除霧性能的研究。

圖2 EPM電風攔截裝置除霧性能試驗臺

通過試驗結(jié)果表明，在同一風速下，EPM電風攔截裝置的除塵、除霧效率隨著電場陰陽極通道數(shù)的增加而增加；在同一風速條件下，EPM電風攔截裝置的除塵、除霧效率隨著陰陽極板排數(shù)的增加而增加。

3.2 W型屋脊式結(jié)構(gòu)研究

對于EPM電風攔截裝置的研究，始于對脫硫后水平煙道的臥式布置型式的論證，由于吸收塔頂設(shè)置直排防腐煙囪的技術(shù)由于其占地小、投資低、施工周期短、維護方便等優(yōu)點，在中小型發(fā)電機組、化工鍋爐以及一些空間場地受到較大制約的燃煤鍋爐中得到了廣泛應(yīng)用。由于中小鍋爐普遍采用了脫硫塔頂部直排煙囪，因此對于這種形式的脫硫塔出口沒有水平煙道用于臥式EPM電風攔截的布置，使得EPM電風攔截裝置在中小鍋爐領(lǐng)域的應(yīng)用受到了一定限制。為了提高EPM電風攔截技術(shù)對直排煙囪場地條件的適應(yīng)性，研究人員對EPM電風攔截裝置內(nèi)部陰陽極的極配結(jié)構(gòu)進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，以適應(yīng)塔頂屋脊的立式結(jié)構(gòu)，并以臺灣某化工廠配套500t/h燃煤鍋爐煙氣參數(shù)為設(shè)計基礎(chǔ)，搭設(shè)了全尺寸1：1的實驗臺。通過反復的結(jié)構(gòu)論證，創(chuàng)新應(yīng)用了塔頂W型屋脊式三角構(gòu)架高壓電風攔截技術(shù)，實現(xiàn)穩(wěn)定高效的性能。針對圓形脫硫塔塔頂內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點，打破傳統(tǒng)的除塵方式，創(chuàng)新陰、陽極電風攔截式電場極配設(shè)計，采用迷你型剛性極板極線按三角構(gòu)架W形屋脊式進行配置，實現(xiàn)電場空間緊湊、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和高效除霧的優(yōu)越的特性。

4 工程應(yīng)用

在實驗室研究的基礎(chǔ)上，臺灣某化工廠配套500t/h燃煤鍋爐改造項目中首次完成了塔頂W型屋脊式結(jié)構(gòu)型式的成功應(yīng)用，取得了寶貴的工程應(yīng)用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，從項目投運至今已連續(xù)穩(wěn)定運行超過3a，在線檢測系統(tǒng)連續(xù)顯示其出口粉塵排放濃度不大于2mg/Nm3，達到了超低排放要求。

項目投運初期，為了進一步驗證EPM電風攔截裝置的除塵、除霧效率，進行了第三方測試，測試結(jié)果如表1所示。檢測結(jié)果顯示，塔頂屋脊式EPM電風攔截裝置后的標準狀態(tài)干煙氣顆粒物濃度（6%O2）僅為1.4mg/m3，煙氣顆粒物的去除效率達到83.5%，SO3液滴去除效率達到56.9%。結(jié)果表明，EPM電風攔截裝置具有較強的煙氣污染物協(xié)同治理能力。

表1 臺灣某化工廠配套500t/h燃煤鍋爐改造項目EPM性能試驗結(jié)果

5 結(jié)語

EPM電風攔截裝置對細微顆粒物有很強的脫除能力，對SO3氣溶膠和霧滴也有顯著的脫除能力。W型屋脊式EPM電風攔截裝置的成功開發(fā)對解決當今燃煤鍋爐排放問題有明顯現(xiàn)實意義和社會環(huán)保意義，對多場地有明顯的適應(yīng)性，特別是中小型燃煤機組煙塔合一的情況，可以根據(jù)不同場地條件，實現(xiàn)對燃煤鍋爐尾氣排放進行深度治理，可以預見，該技術(shù)設(shè)備必將成為“后超凈時代”中小型燃煤工業(yè)鍋爐實施“超低排放”升級改造的重要組成設(shè)備之一。