一、引言

對于煤氣排放的細(xì)粒物，三部委要求中、東、西部地區(qū)新建和東部現(xiàn)役煤氣發(fā)電廠煙塵排放濃度標(biāo)準(zhǔn)基本達到或接近煤氣輪機組排放限制值，建議安裝濕式靜電除塵裝置(WESP)等成熟的環(huán)境保護改造技術(shù)。在美國、日本、德國等世界發(fā)達國家，從1991年到1992年，濕式靜電技術(shù)在脫硫尾部煙氣處理方面開始有工業(yè)應(yīng)用案例。在我國，從2014年下半年開始，國內(nèi)陸續(xù)建設(shè)濕式靜電除塵改造工程，發(fā)布的煙塵排放濃度也越來越低，從10mg/nm3到5mg/nm3，到3mg/nm3，甚至1mg/nm3，結(jié)合高效脫硫、脫硝技術(shù)，超凈排放近零排放的概念成為環(huán)境保護熱詞。WESP作為高效除塵的前沿精處理設(shè)備，在處理復(fù)雜潮氣PM2.5組分方面具有明顯的優(yōu)勢，得到業(yè)內(nèi)人士的普遍認(rèn)可，本文僅就WESP目前在國內(nèi)的應(yīng)用情況進行討論和分析。

二、WESP技術(shù)分類

WESP除了處理復(fù)雜的潮濕煙氣PM2.5組成部分具有明顯的優(yōu)勢外，高比電阻粉塵、酸霧、汞、重金屬、二惡英等氣溶膠粒子也具有優(yōu)異的協(xié)同去除效果，嚴(yán)格來說，深度凈化、聯(lián)合去除是該技術(shù)應(yīng)用于燃煤煙氣污染物末端去除的正確表現(xiàn)，不僅僅是通常理解的去除功能。隨著濕式靜電除塵設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用，所有者在選擇濕式除塵設(shè)備時，通常根據(jù)陽極材質(zhì)進行分類，即

1、柔性陽極濕式除塵設(shè)備

該技術(shù)以柔性有機纖維為陽極，利用纖維結(jié)構(gòu)的毛細(xì)現(xiàn)象，在運行中自然形成全面均勻的水膜柔性有機纖維材料具有優(yōu)異的耐腐蝕性，在運行過程中不需要額外使用堿液進行保護沖洗，也不會產(chǎn)生二次廢水。柔性陽極在極板上自然形成，保持均勻的水膜，發(fā)揮自清洗的水力清洗效果，無需大量清洗水。該技術(shù)由山東神華山大能源環(huán)境有限公司自主研發(fā)，專門針對燃煤濕煙氣的特點，具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)，是國內(nèi)電力行業(yè)最早大型化應(yīng)用(300MW機組以上)的濕式除塵設(shè)備技術(shù)，可根據(jù)需要采用立式或臥式布置方式，運行費用是國內(nèi)外同類技術(shù)的40%~50%。

2、剛性極板濕式除塵設(shè)備

(1)不銹鋼陽極濕式除塵設(shè)備：該技術(shù)采用316L不銹鋼作為陽極材料，其技術(shù)來源為日本三菱、日立公司，國內(nèi)也有部分環(huán)保企業(yè)通過消化吸收以上技術(shù)推出了自己的不銹鋼陽極WESP技術(shù)，該技術(shù)均采用臥式方式布置。316L不銹鋼在脫硫后的高腐蝕環(huán)境煙霧中長期運行存在顯著的腐蝕結(jié)垢風(fēng)險，采用金屬極板的濕式靜電吸塵器設(shè)計了堿液(NaOH溶液)保護系統(tǒng)，在一定程度上延長了陽極板的壽命，但由此產(chǎn)生了大量的堿性廢水

(2)玻璃鋼陽極WESP

該技術(shù)采用導(dǎo)電玻璃鋼作為陽極，具有良好的耐腐蝕性能，運行中不需要堿液保護清洗。玻璃鋼陽極濕式靜電曾廣泛應(yīng)用于國內(nèi)化工行業(yè)（除酸煙），不同于燃煤煙氣，化工行業(yè)使用的濕式靜電除塵器煙氣處理流速一般在1m/s左右（一般處理燃煤煙氣為2~3m/s），而且廢氣成分相對簡單，基本上是SO3酸煙、H2S等（燃煤煙氣中含有灰塵、鹽類等多組分雜質(zhì)），因此該技術(shù)在燃煤煙氣處理中的應(yīng)用還需要進一步驗證。

三、WESP技術(shù)技術(shù)和設(shè)備選型分析

清灰方式合理，陽極表面持續(xù)清潔是濕式除塵設(shè)備長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。

因此，選擇不同的技術(shù)技術(shù)，重點考慮陽極清灰方式和效果以及清灰方式產(chǎn)生的問題。WESP設(shè)備根據(jù)灰水膜的形成類型，主要由灰水型(通過靜電收集液體形成均勻的水膜，完成電極清洗，以濕煙環(huán)境為前提，代表技術(shù)柔性陽極)噴霧清洗型(霧化噴嘴產(chǎn)生氣水混合物，在電極表面形成均勻的水膜，代表技術(shù)剛性陽極)。

陽極材料的異同，其形成水膜的機理差異變大。對于柔性陽極，其陽極材料采用耐酸堿腐蝕性優(yōu)良的有機纖維，材料制作結(jié)構(gòu)特性引入毛細(xì)作用，在超低水消耗量(即使接近捕集脫硫攜帶的液滴量)表面形成均勻的水膜，正常運行的水消耗量基本為零的剛性陽極需要重點提高極板表面的加工偏差和表面張力，水膜的形成過程有利于液膜的鋪設(shè)，否則極板表面形成溝流、枝現(xiàn)象，極板結(jié)垢的嚴(yán)重風(fēng)險因此，有必要盡減少清洗水的消耗量，減少設(shè)備出口液滴濃度超標(biāo)的風(fēng)險，減少煙羽脫尾視覺污染。

濕式吸塵器作為國內(nèi)近年來普及的大型煙塵精處理設(shè)備，長期運行安全可靠性和經(jīng)濟性，對各電廠單獨計算煙塵控制排放精度和噸位除塵成本影響較大。

WESP技術(shù)大型化應(yīng)用于燃煤電廠煙氣深度凈化開始于2012年，國電益陽發(fā)電廠300MW機組采用柔性陽極WESP技術(shù)，成功的在降低煙塵排放濃度(設(shè)計煙塵排放濃度小于20mg/Nm3)的同時，根本性的解決了該廠嚴(yán)重的“石膏雨”問題。

隨后該技術(shù)，在九江、滎陽、民權(quán)等國內(nèi)多臺機組推廣應(yīng)用。上述項目陸續(xù)投入業(yè)界關(guān)注后，國內(nèi)許多環(huán)保企業(yè)開始引進或開發(fā)WESP技術(shù)，作為企業(yè)的主要環(huán)保產(chǎn)品進行市場推廣。從2013年到2021年短短兩年間，國內(nèi)數(shù)十家電力、冶金企業(yè)建設(shè)投入濕式靜電除塵裝置，無論選擇哪種技術(shù)技術(shù)，運行設(shè)備暴露的問題、長期運行安全可靠性、經(jīng)濟性都需要重點關(guān)注。

超低排放指標(biāo)的實現(xiàn)，需要設(shè)備具備實現(xiàn)細(xì)粒高效捕捉的技術(shù)參數(shù)。

1、明確重要的設(shè)計參數(shù)尤為重要。對靜電除塵技術(shù)而言，比集塵面積、運行電壓、二次電流、煙氣流速、極板長度等關(guān)鍵數(shù)值是對靜電除塵器性能進行客觀評價的科學(xué)參數(shù)，根據(jù)研究機構(gòu)的數(shù)據(jù)和大量工程應(yīng)用證明，WESP要達到80%以上的運行效率，其比集塵面積、電流密度須分別在22 m2/m3/s(按照設(shè)備主結(jié)構(gòu)估算，同等設(shè)備體積下不銹鋼陽極比集塵面積是玻璃鋼陽極和柔性陽極的60%左右)、0.35mA/m以上，關(guān)鍵是煙氣流速需在2.5m/s以下，否則因細(xì)顆粒物慣性力和捕獲液滴被煙氣自身攜帶因素，其實際運行效果肯定會大打折扣，這需要應(yīng)用單位應(yīng)在招標(biāo)采購階段對此類關(guān)鍵參數(shù)給與嚴(yán)格界定。隨著WESP市場的持續(xù)升溫，加之沒有明確的國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，沒有統(tǒng)一的準(zhǔn)入門檻，各環(huán)保廠家在環(huán)保工程競標(biāo)方面基本處于無序競爭狀態(tài)，出現(xiàn)超低技術(shù)參數(shù)配置下但宣傳達到3mg/Nm3、1mg/Nm3類似違背技術(shù)原理的結(jié)果。或者為了達到招標(biāo)文件的限制指標(biāo)，環(huán)境保護制造商違反了技術(shù)安全可靠運行的盲目削減技術(shù)參數(shù)。

2、控制氣流均布(流場模擬)是基礎(chǔ)條件。WESP技術(shù)要求實現(xiàn)5mg/Nm3以下的煙塵排放指標(biāo)，其捕獲目標(biāo)為1微米以下的超細(xì)粒子狀物質(zhì)，即使局部氣流分布不均勻或干擾也有可能導(dǎo)致捕獲粒子的逃脫，引起排放增加，因此WESP設(shè)計前必須嚴(yán)格進行流場數(shù)值模擬

3、合理選擇設(shè)備防腐技術(shù)。WESP裝置的運行環(huán)境非常差，對設(shè)備本身的耐腐蝕性能提出了很高的要求，必須綜合考慮成本和可靠性兩方面的需求。

目前比較普遍的設(shè)計原則是殼體和結(jié)構(gòu)支撐部件采用碳鋼+鱗片防腐，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量(鱗片防腐質(zhì)量問題目前多發(fā)生)陰、陽極部件、導(dǎo)流裝置采用有機纖維、玻璃鋼、PP、雙相鋼、鈦等耐腐蝕材料。4.確保設(shè)備的制作和安裝精度。WESP內(nèi)部件均是采用模塊化設(shè)計，陰、陽極數(shù)量巨大，極間距的均勻、準(zhǔn)確直接影響其集塵性能。

在陰、陽極構(gòu)件加工階段就要明確各項誤差標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格檢驗，并在運輸、吊裝、安裝過程中妥善保護直至精準(zhǔn)定位。加工、安裝質(zhì)量偏差是WESP裝置不能正常運行的常見原因之一。

四、結(jié)束語

目前我國采用的煙塵濃度測試規(guī)范1991標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)該規(guī)范采用的測試分析方法和現(xiàn)有測試設(shè)備不能完全滿足煙塵超凈排放的技術(shù)要求，極小的操作偏差和現(xiàn)場干擾可能導(dǎo)致測試結(jié)果霸權(quán)差異。最近，國家環(huán)境保護部組織了有關(guān)部門、專家制定了對超凈排放指標(biāo)的新測試規(guī)范，相信不久就會發(fā)表指導(dǎo)性文件，當(dāng)時為判定煙塵超凈排放提供更準(zhǔn)確的第三方測試結(jié)果，監(jiān)督促進市場良性發(fā)展。

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