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濕式電除塵器應(yīng)用于燃煤電廠PM2.5治理的技術(shù)研究

發(fā)布：xxsdcjx 瀏覽：3286次

摘要：國內(nèi)外燃煤電站煙氣粉塵治理設(shè)備主要為電除塵器和袋式除塵器。電除塵器具有效率高、能耗低、煙氣處理量大等優(yōu)點(diǎn)，是燃煤煙氣粉塵治理應(yīng)用**廣的技術(shù)裝備。針對(duì)目前條件下，要滿足**新一輪排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到顆粒物排放濃度30mg/m3，重點(diǎn)地區(qū)20mg/m3，甚至滿足超低排放5mg/m3的要求，同時(shí)消除取消濕法脫硫GGH后造成的“石膏雨”和造成的設(shè)備腐蝕等問題，提出在國內(nèi)現(xiàn)有煙氣污染治理技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)濕法脫硫后PM2.5、酸霧、石膏雨等污染物一體化脫除的濕式電除塵技術(shù)勢(shì)在必行。

PM2.5燃煤電站排放的大量煙塵基本上都是屬于對(duì)人體健康影響極大的可吸入顆粒物(PM10和PM2.5)，是大氣環(huán)境的重要污染物之一，對(duì)人類健康造成的危害特別嚴(yán)重。PM2.5是汞、砷等有毒元素沉積的主要載體，能長期懸浮于空氣中，被人體吸入后可進(jìn)入支氣管，損傷肺部組織，甚至進(jìn)入血液循環(huán)，引發(fā)多種疾病。PM2.5粒徑小，在大氣中的停留時(shí)間長、送距離遠(yuǎn)，PM2.5一旦進(jìn)入到大氣中，控制和治理難度極大。因此，只能通過對(duì)污染源頭進(jìn)行有效控制，才能達(dá)到較好的PM2.5防治效果。為此，中國政府頒布了全世界**嚴(yán)格的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)，標(biāo)準(zhǔn)要求火電廠粉塵排放濃度低于30mg/Nm3，重點(diǎn)地區(qū)低于20mg/Nm3。同時(shí)將PM2.5納入環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，作為重點(diǎn)大氣污染物進(jìn)行監(jiān)控。2013年起在京津冀、長三角、珠三角等重點(diǎn)區(qū)域以及直轄市和省會(huì)城市**開展PM2.5與臭氧等項(xiàng)目監(jiān)測，2015年覆蓋所有地級(jí)以上城市。

眾多測試結(jié)果表明，大多燃煤電廠排放的顆粒物中PM2.5占50%以上。在未來相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，我國以煤為主的能源供應(yīng)格局不會(huì)發(fā)生根本性的改變，預(yù)計(jì)2015年電力裝機(jī)容量將達(dá)到1470TW，2020年可能達(dá)到1840TW?？梢灶A(yù)見，燃煤電廠產(chǎn)生的PM2.5是我國PM2.5治理過程中一個(gè)需要重點(diǎn)解決的問題。

1燃煤電廠濕法脫硫出口PM2.5分布特征研究

針對(duì)某660MW機(jī)組不同工況下濕法脫硫系統(tǒng)出口的PM2.5含量進(jìn)行了測試，結(jié)果如圖1所示：

4個(gè)工況的機(jī)組負(fù)荷均為滿負(fù)荷660MW，但由于燃煤種類不同，脫硫系統(tǒng)運(yùn)行狀況不同，對(duì)PM2.5在粉塵中的分布特性產(chǎn)生了影響。由圖可見，4個(gè)工況下的總粉塵濃度分別為23.14mg/Nm3、14.78mg/Nm3、11.05mg/Nm3和6.10mg/Nm3，其中PM2.5占總粉塵比例分別為84.75%、62.58%、73.67%和80.67%，說明在經(jīng)過上游環(huán)保設(shè)備治理過后，煙氣中粉塵含量極低，PM2.5占大多數(shù)，據(jù)此次試驗(yàn)結(jié)果該比例超過60%，由此可知，在脫硫裝置之后對(duì)粉塵進(jìn)行深度脫除的主要對(duì)象應(yīng)為PM2.5，因此濕式電除塵器對(duì)PM2.5的脫除效率的提升將有助于其整體除塵效率的提升。見圖1。

2干/濕式電除塵器放電及收塵特性對(duì)比研究

實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究了干、濕式條件下電除塵器的除塵性能。陰極線選用針刺線，停留時(shí)間約為1s，入口粉塵濃度為29mg/m3，噴嘴選用實(shí)心錐噴嘴，噴淋流量為60L/h。為更好地證明液滴對(duì)脫除效率的影響，采用超聲波加濕器霧化產(chǎn)生液滴，將液滴通入管道內(nèi)，與不通入液滴的情況進(jìn)行對(duì)比。

由圖2和圖3可知，干、濕式電除塵器電流密度和除塵效率隨著電壓上升而上升，濕式電除塵器除塵效率高于干式電除塵器，且加濕后干、濕式電除塵器除塵效率均有所提高。分析原因?yàn)椋阂环矫妫瑵袷诫姵龎m器中由于反應(yīng)器內(nèi)部煙氣處于飽和狀態(tài)，存在水蒸氣與液滴，水蒸氣以細(xì)顆粒物為凝聚核凝結(jié)成液滴，細(xì)顆粒物被液滴捕捉表面濕潤性增加，在液滴液橋力的作用與顆粒本身所受電場力的作用下，小顆粒更易團(tuán)聚成大顆粒，大顆粒更易受到電場力作用被極板捕集，從而提高了除塵效率。加濕后干、濕式電除塵器除塵效率均增加很好的證明了液滴對(duì)顆粒物團(tuán)聚的作用;另一方面，濕式電除塵器陽極板上覆蓋水膜，細(xì)顆粒物運(yùn)動(dòng)到極板之上，受極板表面液體粘性力作用，不會(huì)出現(xiàn)反彈，避免了干式靜電除塵器二次揚(yáng)塵現(xiàn)象，大大提高了細(xì)顆粒物脫除效率;再者，水膜降低了原來干電收塵集上顆粒與極板之間的電勢(shì)，更利于顆粒的捕集。

此外，還對(duì)濕態(tài)與干態(tài)條件下進(jìn)口處粉塵形貌變化進(jìn)行了表征。采用電子顯微鏡拍攝，放大倍率均為5000倍，采用鍍鋅片作為顆粒物的載體，可清晰觀測到10μm左右顆粒物形態(tài)。從圖3中可看出，在濕態(tài)狀態(tài)下，大顆粒物明顯減少，細(xì)顆粒物團(tuán)聚增強(qiáng)，且顆粒邊緣清晰度降低。由此可見，液滴對(duì)10μm及以下的顆粒物具有一定的清洗作用，同時(shí)對(duì)細(xì)顆粒物具有團(tuán)聚的作用。

3測試結(jié)果

針對(duì)某600MW燃煤機(jī)組的的實(shí)際工況條件對(duì)濕式電除塵器各部件進(jìn)行了制作，并在多個(gè)燃煤機(jī)組煙氣超低排放改造工程現(xiàn)場進(jìn)行應(yīng)用。

針對(duì)某600MW燃煤機(jī)組工程化應(yīng)用在100%負(fù)荷及50%負(fù)荷條件下進(jìn)行了測試，測試結(jié)果詳見表1和表2，出口煙塵濃度均滿足設(shè)計(jì)值，也大大低于超低排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)濕電對(duì)三氧化硫、汞及霧滴的協(xié)同脫除作用也非常明顯。