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湿式电除尘器在电厂燃煤锅炉的应用

编辑:除尘器厂家 来源:www.bthshb.com 2018-01-10
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湿式电除尘器新技术助燃煤电厂实现超低排放;当前,我国环境状况总体恶化的趋势尚未得到根本遏制;湿式电除尘器在满足超低排放、治理PM2.5方面的;作为一种先进的烟气治理技术,湿式电除尘技术在《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2;根据新修订的《环境空气质量标准》(GB3095—;国务院在《重点区域大气污染防治“十二五”规划》的;新标准、严要求,湿电除尘器是燃煤电厂必备设备。

湿式电除尘新技术助燃煤电厂实现超低排放

当前,我国环境状况总体恶化的趋势尚未得到根本遏制,环境矛盾日益凸显,环保压力持续加大。部分区域和城市大气雾霾现象突出,许多地区主要污染物排放量超过环境容量。今年以来,各级政府陆续出台多项政策措施,下大力气治理PM2.5,改善空气质量。

湿式电除尘器在满足超低排放、治理PM2.5方面的效果得到业内专家一致认可,环境保护部在《环境空气细颗粒物污染防治技术政策(试行)》(征求意见稿)中明确指出:鼓励火电企业采用湿式电除尘等新技术,防止脱硫造成的“石膏雨”污染。

作为一种先进的烟气治理技术,湿式电除尘技术在欧洲、美国、日本等国家已得到广泛应用且效果良好。国内企业自主开发的湿式电除尘技术,已在燃煤电厂取得成功应用。上海长兴岛第二发电厂燃煤锅炉湿法脱硫后改造工程配套湿式电除尘器,出口粉尘排放浓度仅为6.1mg/m3,引起业界高度关注。我国也有环保企业引进国外的湿式电除尘技术,并有多家电厂签订湿式电除尘器合同,配套机组为1000MW。相信随着湿式电除尘技术在我国的推广应用,其必将成为燃煤电厂满足超低排放、治理PM2.5的有力武器。 大气环境形势严峻,PM2.5控制势在必行

《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)中规定,一般地区燃煤锅炉烟囱烟尘排放限值30mg/m3,重点地区燃煤锅炉烟囱烟尘排放限值20mg/m3,汞及其化合物污染物排放限值0.03mg/m3。

根据新修订的《环境空气质量标准》(GB3095—2012),将PM2.5纳入强制监测范畴,并明确规定了时间要求,到2015年,在我国所有地级以上城市开展PM2.5监测;2016年,各地都要按照新修订的标准监测和评价环境空气质量状况,并向社会发布结果。

目前,国内燃煤电厂锅炉尾部现有的烟气治理岛工艺流程一般是由脱硝、除尘设备、湿法脱硫组成,烟气从湿法脱硫后直接进入烟囱,脱硝负责脱除NOx,除尘器负责烟尘治理,湿法脱硫负责脱除SOx。

由于大量SO3的存在,进入烟囱的湿烟气处于酸露点以下,其冷凝液对烟囱造成腐蚀。因为现有湿法脱硫系统去除PM2.5细颗粒物的能力很弱,对汞和SO3气溶胶等的脱除也有限,从而导致烟囱风向的下游经常出现“酸雨”、“石膏雨”等现象,或是有长长烟尾的“蓝烟”现象。 上述分析表明,在燃煤电厂传统工艺流程中,烟尘控制主要靠湿法脱硫前端的除尘装置实现,但不能控制后端湿法脱硫产生的细微颗粒粉尘。因此,无论除尘装置的除尘效率有多高、湿法脱硫能除去多少前端逃逸的烟尘,烟囱排放也一定包含湿法脱硫洗涤之后仍未脱除的前端逃逸烟尘、湿法脱硫自身产生并排出的PM2.5细微颗粒物和气溶胶。现行湿法脱硫工艺允许排出的雾滴含量是75mg/m3,其含固率约为20%,这意味着,现行湿法脱硫工艺容许排出的粉尘浓度就达到15mg/m3。烟囱排放要实现国家标准要求的30mg/m3或20mg/m3,在保证除尘装置除尘效率的基础上,还要尽量减少脱硫工艺产生的细颗粒物。

在目前的烟气治理岛工艺流程中,湿法脱硫之后没有对脱硫工艺产生的细颗粒物进行控制,还有烟尘、PM2.5、SO3、汞及重金属等多种污染物直接从烟囱排出,处于一种自由开放状态。因此,在湿法脱硫装置之后,需要再有一道把关设备,湿式电除尘器是最理想选择。

湿式电除尘器的工作原理与干式电除尘器类似,在湿式电除尘器中,水雾使粉尘凝并,并与粉尘在电场中一起荷电,一起被收集,收集到极板上的水雾形成水膜,水膜使极板清灰,保持极板洁净。同时由于烟气温度降低及含湿量增高,粉尘比电阻大幅度下降,因此湿式电除尘器的工作状态非常稳定。

于湿式电除尘器采用水流冲洗,没有振打装置,不会产生二次扬尘。根据国外相关文献,湿式电除尘器对酸雾、有毒重金属以及PM10,尤其是PM2.5的微细粉尘有良好的脱除效果。所以,可以使用湿式电除尘器来控制电厂SO3酸雾,同时还具有联合脱除多种污染物的功能。

湿式电除尘器能够解决湿法脱硫带来的石膏雨、蓝烟问题,缓解下游烟道、烟囱的腐蚀,节约防腐成本。其性能稳定可靠、效率高,可有效收集微细颗粒物(PM2.5粉尘、SO3酸雾、气溶胶)、重金属(Hg、As、Se、Pb、Cr)、有机污染物(多环芳烃、二恶英)等,烟尘排放可达10mg/m3甚至5mg/m3以下,实现超低排放,彻底解决烟囱排放问题,达到“一劳永逸”的效果。

通过理论研究和应用研究,创造出具有自主知识产权、适合中国国情的性能优越、价格低廉的新型湿式电除尘器,并完成300MW(含)以上等级机组的新型湿式电除尘器示范工程,形成新型湿式电除尘的各项专利、行业标准等,从而填补国内大型湿式电除尘技术和产品的空白。863计划的实施完成,将使中国的湿式电除尘器技术达到更高水平。 为实现863计划,迅速掌握湿式电除尘器的核心技术,企业自主设计制造了国内领先的全尺寸湿式电除尘器综合实验台,用以研究湿式电除尘器的极配、特殊结构、喷淋系统、水膜形成、抗结露、配套高压供电等关键技术。通过实验,获得了许多关键的设计参数,同时建立了湿法脱硫模拟实验台,模拟湿法脱硫后的烟气工况下湿式电除尘器的工作性能。

影响湿式电除尘器应用的关键是水的二次污染和水耗问题,不解决灰水循环利用问题,湿式电除尘器就难以在燃煤电厂推广应用。经过湿式电除尘器喷淋冲洗之后排出的水,含有大量酸性物质和细微颗粒物。直接排放会产生二次污染,而且耗水量大、运行成本高,水必须进行循环利用。

由于湿式电除尘技术对控制燃煤烟气中的PM2.5排放非常有效,在发达国家的电力工程领域,湿式电除尘技术得到了广泛应用。据不完全统计,已有50余套不同类型的湿式电除尘器应用于美国、欧洲及日本的电厂,主要作为大气污染物综合治理的终端设备,用于去除湿法脱硫无法收集的酸雾、控制PM2.5微细颗粒物及解决烟气排放浊度问题。

湿式静电除尘器宜应用在下列特殊场合:

1)要求烟囱烟尘排放浓度低于特别排放限值或要求更低排放(如≤20mg/m3以及更低的要求),且对PM2.5、SO3酸雾、气溶胶等排放有较高要求时;

2)除尘设备改造难度大或费用很高、原除尘设备不改造也不影响湿法脱硫系统安全运行,且场地允许时;

3)湿法脱硫后烟尘浓度增加,导致排放超标,且湿法脱硫系统较难改造时。

在国家执行特别排放限值和严格控制PM2.5的地区,燃煤电厂采用新的烟尘治理工艺布置是一个工期短、经济性较好的选择。

燃煤电厂锅炉尾部湿法脱硫后设置湿式电除尘器,也可以与烟气调温的低低温电除尘器组合应用,将形成强强联合,比翼双飞。新型烟气治理岛工艺流程(湿式电除尘器)有3种工艺布置形式:

新型烟气治理岛工艺流程:由脱硝、MGGH+低低温电除尘器、湿法脱硫、湿式电除尘器、MGGH组成,烟气由MGG升温后进入烟囱。

我国湿式电除尘技术发展迅速,从2009年着手研发至今,在短短几年时间内已有数台工程业绩,并且已有燃煤电厂1000MW机组的合同,蓄势待发,大有雨后春笋的绵延之势。已投运湿式电除尘器的成功经验表明,燃煤电厂在湿法脱硫后建设湿式电除尘器,完全可以作为烟囱前的一道技术把关措施,在实现超低排放,全面解决烟尘、PM2.5、石膏雨、SO3、汞、多种重金属、二恶英及多环芳烃(PAHs)等多种污染物问题,为治理雾霾做出贡献。 湿式电除尘技术在燃煤电厂的成功应用,犹如冲破雾霾的一缕阳光,使燃煤电厂实现了综合治理超低排放,进入清洁生产的新时代。