濕式靜電除塵器在煙氣治理中的應(yīng)用

當(dāng)前我國大氣環(huán)境形勢(shì)嚴(yán)峻，在傳統(tǒng)煤煙型污染尚未得到有效控制的情況下，以臭氧、細(xì)顆粒物（PM2.5）和酸雨為特征的區(qū)域性復(fù)合型大氣污染日益突出，部分區(qū)域和城市大氣霧霾現(xiàn)象突出，許多地區(qū)主要污染物排放量超過環(huán)境容量，威脅到人民的身體健康。電除塵器因其具有除塵效率高、適應(yīng)范圍洸、運(yùn)行費(fèi)用低、可靠性高、使用方便且無二次污染等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的煙氣處理。常規(guī)的除塵器普遍存在除塵效率低和二次揚(yáng)塵問題，無法滿足對(duì)細(xì)微顆粒物污染的減排要求。因此，立足中國國情，尋找高效除塵設(shè)備迫在眉睫。濕式電除塵器（WESP）擁有控制復(fù)合污染物的強(qiáng)大功能，它對(duì)微細(xì)的、黏性的或高比電阻粉塵及煙氣中酸霧、汞等的收集都是比較理想的。這一高效復(fù)合污染物控制技術(shù)的潛能正在不斷被挖掘，各種新的濕式電除塵技術(shù)及裝備在國外相繼涌現(xiàn)并得到成功應(yīng)用，為國內(nèi)燃煤企業(yè)提供了一個(gè)既能滿足極低排放，又能控制復(fù)合污染物的可靠技術(shù)。

WESP 工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.1 工作原理

接通高壓直流電源后，兩極之間形成了非均勻高壓靜電場(chǎng)。在電場(chǎng)的作用下，電暈線周圍產(chǎn)生電暈層。電暈層中的空氣發(fā)生雪崩式電離，從而產(chǎn)生大量的負(fù)離子和少量的陽離子，這個(gè)過程叫電暈放電。煙氣進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，酸霧、煙塵等顆粒被荷電。荷電后的酸霧、煙塵等顆粒靜電凝聚作用加強(qiáng)，粒徑增大，荷電量增加，在電場(chǎng)力的作用下迅速抵達(dá)陽極（沉淀極）。大量的酸霧及粉塵顆粒不斷地被驅(qū)向陽極，同時(shí)迅速釋放電荷，從而達(dá)到酸霧、煙塵等氣溶膠微粒與煙氣分離的目的。

WESP 運(yùn)行的三個(gè)階段與干 ESP 相同：荷電、收集和清灰。只是濕式靜電除塵脫除的對(duì)象有粉塵和霧滴，但是由于霧滴與粉塵的物理特性存在差別，其工作原理也有所差異。由于水滴存在，使得將原來的“金屬—空氣”界面分割成 “金屬—水”界面和“水—空氣”界面，大大削弱表面勢(shì)壘對(duì)自由電子的阻礙作用，使電子易于發(fā)射。另外，水中的多種雜質(zhì)離子在電場(chǎng)作用下，也易越過表面勢(shì)壘而成為發(fā)射離子。這些都改變了電極放電效果，使之能在低電壓下發(fā)生電暈放電。其次由于水滴的存在，水的電阻相對(duì)較小，水滴與粉塵結(jié)合后，使得高比電阻的粉塵比電阻下降，因此濕式靜電除塵的工作狀態(tài)會(huì)更加穩(wěn)定；另外由于濕式靜電除塵器采用水流沖洗，沒有振打裝置，所以不會(huì)產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。相比于傳統(tǒng)的干法電除塵，濕式電除塵具除塵效率不受粉塵特性影響，不受灰分、比電阻影響，除塵效率高、壓力損失小、操作簡單、能耗小、無運(yùn)動(dòng)部件、無二次揚(yáng)塵等優(yōu)點(diǎn)[3]。

2 結(jié)構(gòu)類型

WESP 主要由進(jìn)出口煙道、除塵器殼體、導(dǎo)流板、整流格柵、陽極收集板、陰極線、絕緣箱、沖洗水系統(tǒng)、電源及控制系統(tǒng)等組成。在結(jié)構(gòu)上有板式和管式兩種，管式濕式電除塵器一般由一根或一組呈圓形、六角形或方形的管子組成，電暈極放置在管子中間，把管子的內(nèi)壁作為收塵的表面，含塵氣體自上而下從管內(nèi)通過。板式濕式電除塵器的集塵板呈平板狀，極板間均勻布置電暈線。板式和管式各有優(yōu)缺點(diǎn)，詳見表 1。在布置形式上主要包括獨(dú)立布置和與 WFGD 整體布置兩種。新建工藝中，可以將 WESP 與煙氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，流程簡潔，占地面積小，布置靈活。改造項(xiàng)目中，可以在不改變現(xiàn)有脫硫及除塵設(shè)施的情況下，安裝在脫硫塔后，可以垂直布置，也可以落地布置。

3 清灰方式

WESP 一般采用水噴淋濕式清灰。在除塵過程中，對(duì)于沉淀到極板上的固體粉塵，一般是用水清洗沉淀極板，使極板表面保持經(jīng)常有一層水膜，當(dāng)粉塵沉到水膜上時(shí)，隨水膜流下，從而達(dá)到清灰的目的。形成水膜的方法，既可以采用噴霧方式，也可以采用溢流方式。

濕式清灰的關(guān)鍵在于選擇性能良好的噴嘴和合理地布置噴嘴。一般選用噴霧效果好的小型不銹鋼噴嘴或銅噴嘴。清灰的噴嘴布置是按水膜噴水和沖洗噴水兩種操作制度進(jìn)行的。

清灰用水一般循環(huán)使用，當(dāng)懸浮物或其他有害物質(zhì)超過濃度時(shí)要進(jìn)行凈化處理，符合要求后再使用。

4 材料選擇

由于濕式電除塵器處理的是低溫飽和濕煙氣，易引起腐蝕，需合理地選擇各部件的結(jié)構(gòu)材料。

殼體是安全的部分，通常采用普通鋼，內(nèi)表面需涂防腐材料，安裝時(shí)需嚴(yán)格控制殼體內(nèi)表面破損，防治產(chǎn)生腐蝕，如焊接點(diǎn)、構(gòu)件連接處及蓋板等。

沉淀極需具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力。目前，沉淀極材料選擇呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)，根據(jù)場(chǎng)合不同，選材不僅僅局限于傳統(tǒng)的剛性、耐腐蝕的不銹鋼或合金材料也可采用非金屬導(dǎo)電材料如導(dǎo)電玻璃鋼和纖維制的柔性電極。

放電極的抗腐蝕性能應(yīng)高于其他部件，因?yàn)槠浔砻嬉自斐煞蹓m液結(jié)，局部腐蝕較快。一般采用采用耐腐蝕的不銹鋼或合金材料。