電除塵理論與技術(shù)

1、燃煤鍋爐煙氣除塵技術(shù)的現(xiàn)狀及進(jìn)展主要內(nèi)容我國(guó)煙氣除塵技術(shù)現(xiàn)狀煙氣除塵新技術(shù)各新式除塵技術(shù)綜合比較建議與展望背景我國(guó)是煤炭消費(fèi)大國(guó)，每年消耗原煤約21.5億噸，約70%被燃煤電廠使用。我國(guó)能源結(jié)構(gòu)決定了以煤炭為主的火力發(fā)電格局。煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵顆粒，其中細(xì)微粉塵 PM2.5會(huì)引起心肺呼吸道疾病，同時(shí)也會(huì)引起灰霾天氣，導(dǎo)致大氣能見(jiàn)度下降。我國(guó)煙氣除塵技術(shù)現(xiàn)狀靜電除塵技術(shù)工作原理：在電暈極和收塵極之間通上高壓直流電，所產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)使氣體電離、粉塵荷電，帶有正、負(fù)離子的粉塵顆粒分別向電暈極和收塵極運(yùn)動(dòng)而沉積在極板上，使積灰通過(guò)振打裝置落進(jìn)灰斗。靜電除塵器局限由于靜電除塵器基于荷電收塵機(jī)理，靜電

2、除塵器對(duì)飛灰性質(zhì)（成分、粒徑、密度、比電阻、黏附性等）十分敏感，特別對(duì)高比電阻粉塵、細(xì)微煙塵捕集困難，運(yùn)行工況變化對(duì)除塵效率也有較大影響。其不能捕集有害氣體，對(duì)制造、安裝和操作水平要求較高。靜電除塵器提效改造可行方向改進(jìn)靜電除塵器（包括靜電除塵器擴(kuò)容、采用電除塵新技術(shù)及多種新技術(shù)的集成）電袋復(fù)合除塵技術(shù)濕式電除塵技術(shù)袋式除塵技術(shù)工作原理包含過(guò)濾和清灰兩部分。過(guò)濾是指含塵氣體中粉塵的慣性碰撞、重力沉降、擴(kuò)散、攔截和靜電效應(yīng)等作用結(jié)果。布袋過(guò)濾捕集粉塵是利用濾料進(jìn)行表面過(guò)濾和內(nèi)部深層過(guò)濾。清灰是指當(dāng)濾袋表面的粉塵積聚達(dá)到阻力設(shè)定值時(shí)，清灰機(jī)構(gòu)將清除濾袋表面煙塵，使除塵器保持過(guò)濾與清灰連續(xù)工作。袋式

3、除塵器局限受濾袋材料的限制，在高溫、高濕度、高腐蝕性氣體環(huán)境中，除塵時(shí)適應(yīng)性較差。運(yùn)行阻力較大，平均運(yùn)行阻力在 1500Pa左右，有的袋式除塵器運(yùn)行不久阻力便超過(guò) 2500Pa。濾袋易破損、脫落，舊袋難以有效回收利用。袋式除塵器改進(jìn)方向?yàn)V料覆膜濾料的改進(jìn)創(chuàng)新舊袋的有效回收利用電袋復(fù)合除塵技術(shù)工作過(guò)程：含塵煙氣進(jìn)入除塵器后，70%80%的煙塵在電場(chǎng)內(nèi)荷電被收集下來(lái)，剩余20%30%的細(xì)煙塵被濾袋過(guò)濾收集。電袋復(fù)合式除塵器兼容了靜電除塵器和袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn)，較好的彌補(bǔ)了兩者的不足，除塵機(jī)理科學(xué)合理。電袋復(fù)合除塵器局限有臭氧腐蝕、運(yùn)行阻力較高、投資大、占地面積大；濾袋壽命短及換袋成本高。電袋復(fù)合除塵

4、器改進(jìn)方向優(yōu)化靜電除塵單元和袋式除塵單元的長(zhǎng)時(shí)間協(xié)同作用以及相對(duì)結(jié)構(gòu)布置；消除靜電除塵單元產(chǎn)生的臭氧；濾料的技術(shù)創(chuàng)新。煙氣除塵新技術(shù)聚并技術(shù)濕式電除塵技術(shù)旋轉(zhuǎn)電極技術(shù)高頻電源技術(shù)煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)聚并技術(shù)聚并是指微細(xì)粉塵通過(guò)物理或化學(xué)的途徑互相接觸、碰撞而結(jié)合成較大顆粒的過(guò)程。微細(xì)煙塵聚并成較大顆粒后，更容易被除塵器捕集，提高了微細(xì)煙塵的脫除效率。聚并技術(shù)主要有:電聚并、湍流凝并、聲聚并、蒸汽相變聚并、 化學(xué)聚并和光聚并等。電聚并電聚并是通過(guò)細(xì)顆粒荷電，促使細(xì)顆粒相互吸引、碰撞、聚并，使細(xì)顆粒團(tuán)聚成大顆粒。電聚并的效果取決于粒子的濃度、粒徑、電荷的分布以及外電場(chǎng)的強(qiáng)弱。聚并技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：能較大幅度

5、提高除塵效率，還能對(duì)PM2.5有效控制，工藝簡(jiǎn)單可靠，有廣闊的應(yīng)用前景。缺點(diǎn)：由于電聚并器一般安裝在電除塵器的煙道前，其安裝空間受到了一定限制；另一方面因煙道內(nèi)氣流速度大，不適用于收集磨琢性強(qiáng)的煙塵。濕式電除塵技術(shù)濕式電除塵技術(shù)與干法靜電除塵技術(shù)對(duì)粉塵捕集的原理基本相同，兩者結(jié)構(gòu)也類似。所不同的是清灰方式，濕式除塵器取消了傳統(tǒng)的機(jī)械振打清灰方式，通過(guò)煙氣與水接觸使飛灰沉降。根據(jù)濕式除塵器原理和結(jié)構(gòu)的不同，有自激式除塵、麻石水膜除塵、噴淋式除塵三種主要形式。濕式電除塵技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：濕式靜電除塵器沖洗水對(duì)煙氣有洗滌作用，對(duì)煙氣的脫硫及去除重金屬離子有一定作用，尤其對(duì)控制PM2.5效果明顯。缺點(diǎn):

6、 濕式靜電除塵器布置在脫硫系統(tǒng)后，場(chǎng)地空間受限制；由于水中含塵量增加，仍需不斷補(bǔ)充原水；其大量部件長(zhǎng)期處于潮濕環(huán)境，對(duì)材料的耐腐蝕性要求較高。旋轉(zhuǎn)電極技術(shù)工作原理：與常規(guī)電除塵器的除塵原理完全相同，在清灰方式上有很大改變。旋轉(zhuǎn)電極是由若干個(gè)小塊極板固定在板鏈上低速旋轉(zhuǎn)，極板由原來(lái)的整體壓型板改為小塊極板，通過(guò)板鏈帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。其清灰方式采用旋轉(zhuǎn)鋼刷清灰，從根本上改變了常規(guī)電除塵器的振打裝置清灰，徹底避免了振打清灰造成的二次揚(yáng)塵，同時(shí)也解決了高比電阻粉塵的“反電暈”問(wèn)題旋轉(zhuǎn)電極技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：能較大限度地減少二次揚(yáng)塵，避免反電暈效應(yīng)，從而大幅提高除塵效率，顯著降低煙氣出口 PM2. 5 濃度。由于不

7、需另占空間，只需將固定電場(chǎng)改成旋轉(zhuǎn)電極式電場(chǎng)，特別適合于老機(jī)組電除塵器改造。阻力損失小，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。缺點(diǎn)：其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，對(duì)制造和安裝工藝要求較高，具有一定的局限性。另外，其長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性仍需考證。高頻電源技術(shù)工作原理：采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，是將工頻交流經(jīng)三相整流橋整流成約 530 V 的直流，再經(jīng)逆變電路變成 20 kHz 以上的高頻交流電流，最后通過(guò)高頻變壓器升壓和頻整流器整流濾波，形成 40 kHz 以上的高頻脈動(dòng)直流，供給電除塵器電場(chǎng)。其功率控制方法有脈沖高度調(diào)制、脈沖寬度調(diào)制和脈沖頻率調(diào)制3種方法。高頻脈沖式除塵器的優(yōu)勢(shì)能量消耗低除塵效率更高。煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)工作原理：在除塵器前對(duì)煙氣進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，向煙氣中注入調(diào)質(zhì)劑，改變煙塵的一些物理化學(xué)特性，如飛灰比電阻，化學(xué)成分，黏附性，顆粒的形態(tài)等。調(diào)質(zhì)后的煙塵更容易被除塵器捕捉，從而提高除塵效率。用于實(shí)驗(yàn)研究的調(diào)質(zhì)劑有無(wú)水氨、氨溶液、硫酸、三氧化硫、磷酸、氯化鈉等。煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：保留電除塵器阻力低、可靠性高的特點(diǎn)；調(diào)質(zhì)系統(tǒng)集成度高、全自動(dòng)控制、維護(hù)費(fèi)用低、操作靈活、占用空間小特別適合老機(jī)組的提效改造。缺點(diǎn)：煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)并不適用于所有工況，需要對(duì)煤種、煙氣條件和煙塵性質(zhì)分析后使用。各新式除塵技術(shù)綜合比較建議與展望逐步淘汰老舊除塵設(shè)備，找到相對(duì)適合改造的新除塵技術(shù)；對(duì)新建燃煤電廠的常規(guī)除塵器進(jìn)行升級(jí)改造，使其達(dá)