湿式电除尘器对燃煤电厂烟尘深度处理试验研究

王贵华

摘 要：本文介绍湿式电除尘器的结构特点和工作原理，在不同的湿法脱硫喷淋层的运行方式下用湿式电除尘器进行除尘试验，研究湿式电除尘器对PM2.5等微细颗粒物的脱除性能，寻找湿式电除尘器的最佳运行状态。

关键词：湿式电除尘器；燃煤电厂；烟尘；脱除效率

中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）18-0194-02

1 引言

科学技术的迅速发展和工业化进程的加快使我国的经济得到了迅速持续的增长，但是同时，随着各种排放型工厂、企业等数量的不断增加和规模的持续扩大，造成大量的颗粒粉尘或废气的排放给我们赖以生存的自然环境带来了极大的污染和破坏。为了实现更低的烟尘排放，近几年湿式电除尘器在我国燃煤电厂得到了较好的推广和应用，在燃煤电厂的烟尘治理上收到了较好的成效。

2 湿式电除尘器的结构特点及工作原理

湿式电除尘器在结构上可以分为管式和板式两种形式。管式电除尘器的集尘极是由多根并列的多边形或者圆形的金属管组成，放电极均匀分布在极板之间。板式湿式电除尘器的集尘极是平板形状，用来处理水平或垂直流动的烟气。湿式电除尘器的工作原理与干式电除塵器基本相同，都需要经历粉尘荷电、粉尘收集和粉尘清除三个阶段。高压电晕放电使得粉尘、液滴、气溶胶等颗粒荷电，荷电的颗粒部分发生吸附凝并，在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集，集尘极的连续水膜或定期冲洗水膜将捕获的粉尘冲刷到灰斗中排出。与干式电除尘器的主要区别在于集尘极的清灰方式不同，干式电除尘器主要靠机械振打或声波清灰等方式清除阳集板上的积灰，湿式电除尘器阳极板增加了连续或定期冲洗水膜和喷淋装置[1]。

3 微细颗粒物脱除性能试验

3.1 试验目的

为测试湿式电除尘器的除尘性能，尤其是对PM2.5、PM10等细微颗粒的脱除性能，在确保环保排放的前提下，通过调整湿法脱硫喷淋层的运行方式来改变湿式电除尘器入口工况条件来进行除尘性能试验，测试其烟气温度、烟气流量、细颗粒物浓度和脱除效率等性能，寻找湿式电除尘器的最佳运行状况，以达到最佳的节能环保效果。

3.2 试验装置

湿式电除尘器为金属极板式结构，上下双层卧式布置；干式电除尘器为双室四电场，脱硫方式为一级脱硫塔和二级脱硫塔串联的方式，分别设置4层和3层喷淋结构；主要测试装置有DPI细颗粒物采样仪，TH880-FIV型微电脑烟尘平行采样仪，TES-1312K型热电偶数字式温度计，圆盘微压计，空盒气压计，电加热干燥箱，分析天平等。

3.3 试验工况

本试验选取湿式电除尘器的两种运行工况，工况A为机组运行负荷240MW，干式电除尘器4电场全部投运，一级脱硫塔3层喷淋层投运，二级脱硫塔3层喷淋层全部停运，脱硝、电除尘、湿法脱硫和湿式电除尘正常运行；工况B为机组运行负荷为276MW，干式电除尘器4电场全部投运，一级脱硫塔2层喷淋层投运，二级脱硫塔3层喷淋层全部停运，脱硝、电除尘、湿法脱硫和湿式电除尘正常运行。

3.4 试验方法

3.4.1 采样方法

DPI细微颗粒采样仪从测孔等速取样，烟气从采样枪到三级撞击器出口均进行伴热，并在相应位置设置保温层，以防止水蒸气与SOx的冷凝。采样过程中，10升/min的烟气经由等速取样头进入采样枪，而后进入旋风分离器，在此粗烟尘颗粒（>10μm）将被截留，而细烟尘（<10μm）则随烟气进入三级撞击器，三级撞击器将细烟尘分级收集，剩余的烟气经由真空泵排除系统。进出口各采3个样，每个样采样时间不低于1个小时，将采集的灰样放入105℃的烘箱中烘2小时，然后放干燥器中冷却至室温，用万分之一天平称重[2]。

3.4.2 计算方法

在进出口测试断面测试烟气动压、静压、温度，计算出烟气量，按式（1）和（2）计算出标干流量（DNm3/h）、漏风率。式中为温度，℃；为当地大气压力，Pa；为静压力，Pa；为烟气湿度，%；为出口标干烟气量，为入口标干烟气量，DNm3/h。

（1）

（2）

标干采样体积的计算公式如（3）所示，单位为DNL，其中为采样泵开始采样时累积流量计初始读数，为采样泵采样后累积流量计终止读数，L；为流量计前压力，Pa；为流量计前温度，℃。

（3）

细颗粒物质量浓度的计算公式如式（4）所示，单位为mg/DNm3，其中，分别为采样前后样品和铝盒的质量，mg。

（4）

细颗粒物脱除效率的计算公式如式（5）所示，单位为%，其中，分别为进口和出口标干燥烟气细颗粒物质量浓度，mg/DNm3。

（5）

4 试验结果及分析

4.1 烟气流量试验结果及分析

对工况A和B下的各测点的烟气流量进行测量和计算得出，工况A下的湿式电除尘器上下层进出口的平均烟气流量分别为543934m3/h和579429m3/h，总处理烟气流量为1123363m3/h，上下层进口相对流量偏差为±3.22%，下层大于上层，平均本体阻力为98Pa，平均漏风率为1.51%；工况B下的的湿式电除尘器上下层进出口的平均烟气流量分别为699621m3/h和727661m3/h，总处理烟气流量为1427282m3/h，上下层进口相对流量偏差为±3.08%，下层大于上层，平均本体阻力为157Pa，平均漏风率为1.85%。

4.2 细颗粒物试验结果及分析

经测量和计算得出，工况A下湿式电除尘器进口PM1、PM2.5、PM10细颗粒物浓度分别为1.76mg/DNm3，2.65mg/DNm3，2.93mg/DNm3。出口浓度分别为0.52mg/DNm3， 0.69mg/DNm3，0.72mg/DNm3。脱除效率分别为70.008%，73.569%，75.056%。工况B下湿式电除尘器进口PM1、PM2.5、PM10细颗粒物浓度分别为2.64mg/DNm3，4.47mg/DNm3，5.08mg/DNm3。出口浓度分别为0.62mg/DNm3，1.00mg/DNm3，1.06mg/DNm3。脱除效率分别为76.081%，77.215%，78.748%。

从试验结果中可以看出，两种工况下湿式电除尘器对PM1、PM2.5、PM10等细颗粒物的脱除效率均在70%以上，有着较高的脱除效率。这主要是归功于湿式电除尘器电晕功率较干式电除尘器加大，同时内部水雾与粉尘颗粒结合后，使得高比电阻粉尘比电阻降低，大大提高了湿式电除尘器对PM2.5等细微颗粒的捕集效率。随着机组负荷由240MW增加到274MW，湿式电除尘器的入口、出口粉尘浓度均相应升高，对PM2.5等细微颗粒的脱除效率也逐渐提高。湿式电除尘器对PM1、PM2.5、PM10细微颗粒物的脱除效率随粒径增大逐步提高，这主要是由于较小的粒子是以扩散荷电为主，随着粒径的增加，由扩散荷电逐步转变为电场荷电，饱和荷电量更大，更容易被除尘器脱除[3]。

5 结语

湿式电除尘器作为烟气粉尘的把关控制设备，不受煤灰性质影响，除尘效率高，能够显著降低粉尘、液滴、SO3气溶胶等的排放浓度，并能有效解决湿法脱硫系统浆液夹带问题。应用于燃煤电厂尾端烟气的深度净化，湿式电除尘器对PM2.5等细微颗粒的脱除效率在70%以上，随着机组负荷提高脱除效率相应提升。湿式电除尘器出口排放能满足国家新环保标准的排放要求，是现役燃煤电厂实现烟尘达标排放的主要改造方向。

参考文献

[1]桑英娜.湿式电除尘器对燃煤电厂烟尘的深度处理[J].中国环保产业，2014，（9）：20.

[2]王敏.燃煤电厂采用湿式电除尘器深度除尘的应用研究[J].电力科技与环保，2016，（2）：15.

[3]杨东月.燃煤电厂烟气综合净化技术研究[D].华北电力大学，2015.endprint