火電廠污染防治可行技術指南HJ2301-2017(三)
5.2.2電除塵技術
5.2.2.1技術原理
a)電除塵技術是在高壓電場內,使懸浮于煙氣中的煙塵或顆粒物受到氣體電離的作用而荷電,荷電顆粒在電場力的作用下,向極性相反的電極運動,并吸附在電極上,通過振打、水膜清除等使其從電極表面脫落,實現除塵的全過程。依據電極表面灰的清除是否用水,分為干式電除塵和濕式電除塵。干式電除塵常被稱作電除塵,濕式電除塵常被稱作濕電。
b)為電除塵器供電的電源主要有高頻電源、三相電源、恒流電源、脈沖電源和工頻電源等。
5.2.2.2技術特點及適用性
a)技術特點
電除塵技術具有除塵效率高、適用范圍廣、運行費用較低、使用維護方便、無二次污染等優點,但其除塵效率受煤、灰成分等影響較大,且占地面積較大。
b)技術適用性
電除塵技術適用于工況比電阻在1×104Ω˙cm~1×1011Ω˙cm范圍內的煙塵去除,可在范圍很寬的溫度、壓力和煙塵濃度條件下運行。
c)影響性能的主要因素
影響電除塵器性能的主要因素有工況條件、電除塵器的技術狀況和運行條件。
d)污染物排放與能耗
電除塵器除塵效率為99.20%~99.85%,出口煙塵濃度可達到20mg/m3以下,其能耗主要為電耗。
電除塵器使用高頻、脈沖等新型電源供電,與使用工頻電源供電相比,可減少污染物排放或在同等除塵效率下實現節能。
e)存在的主要問題
常規電除塵技術存在高比電阻粉塵引起的反電暈、振打引起的二次揚塵及微細煙塵荷電不充分等導致除塵效率下降的問題。
5.2.2.3技術發展與應用
a)低低溫電除塵技術
①低低溫電除塵技術是通過煙氣冷卻器降低電除塵器入口煙氣溫度至酸露點以下的電除塵技術。煙塵工況比電阻大幅下降,煙氣流量減小,可實現較高的除塵效率;同時,煙氣中氣態SO3將冷凝成液態的硫酸霧,通過煙氣中煙塵吸附及化學反應,可去除煙氣中大部分SO3;在達到相同除塵效率前提下,與常規干式電除塵器相比,低低溫電除塵器的電場數量可減少,流通面積可減小,運行功耗降低,節能效果明顯。但煙塵比電阻降低會削弱捕集到陽極板上煙塵的靜電黏附力,從而導致二次揚塵有所增加。
②低低溫電除塵器適用于灰硫比大于100的煙氣條件,灰硫比是指低溫省煤器(煙氣冷卻器)入口煙氣中煙塵質量濃度與SO3質量濃度之比。
b)濕式電除塵技術
①濕式電除塵技術是用水膜清除吸附在電極上的顆粒物。根據陽極板的形狀,濕式電除塵器分為板式和管式等,應用較多的是管式中的蜂窩式與板式。濕式電除塵器安裝在脫硫設備后,可有效去除煙塵及濕法脫硫產生的次生顆粒物,并能協同脫除SO3、汞及其化合物等。
②影響濕式電除塵器性能的主要因素有濕式電除塵器的結構型式、入口濃度、粒徑分布、氣流分布、除塵器技術狀況和沖洗水量。
③濕式電除塵器除電耗外,還有水耗、堿耗,外排廢水宜統籌考慮作為濕法脫硫系統補充水。
c)高頻電源技術
①高頻電源是應用高頻開關技術,將工頻三相交流電源經整流、高頻逆變、升壓、二次整流輸出直流負高壓的高壓供電電源。
②高頻電源在純直流供電方式下,煙塵排放可降低30%~50%;高頻電源在間歇脈沖供電方式下,可節能50%~70%;高頻電源控制方式靈活,其本身效率和功率因數較高,均可達0.95;還具有重量輕、體積小、結構緊湊、三相平衡等特點,在燃煤電廠得到了廣泛的應用。
d)脈沖電源技術
①脈沖電源是電除塵配套使用的新型高壓電源,通常由一個直流高壓單元和一個脈沖單元疊加組成,直流高壓單元可采用工頻電源、三相電源、高頻電源。脈沖電源可較大幅度地提高電場峰值電壓,脈沖電壓寬度一般為120μs及以下。
②脈沖電源在提高電場電壓的同時可保持較低的平均直流電流,抑制反電暈的發生,因此能提高除塵效率;脈沖高壓、脈沖重復頻率等參數單獨可調,對不同工況的粉塵變化具有良好的適應性。
同等工況下,與工頻電源相比,可減少煙塵排放50%以上,降低能耗30%~70%,已有多個電廠成功應用。
e)移動電極、離線振打等清灰技術
①移動電極是改變傳統的振打清灰為清灰刷清灰,可避免反電暈現象并zui大限度地減少了二次揚塵,增大了粉塵驅進速度,可提高除塵效率,但其對設備的設計、制造、安裝工藝要求較高。
②離線振打清灰是將需要清灰的煙氣通道出口或進、出口煙氣檔板關閉,并停止供電,進行振打清灰,大幅減少清灰過程中的二次揚塵。檔板關閉會影響電除塵器本體內的流場,需通過風量調整裝置來防止流場惡化。一般在電除塵器末電場使用,已有多個電廠成功應用。
f)機電多復式雙區電除塵技術
①機電多復式雙區電除塵技術是荷電區與收塵區交替布置,荷電區與收塵區分別供電的電除塵技術。荷電區由放電能力強的極配形式構成,布置在收塵區的前端;收塵區由數根圓管組合的輔助電暈極與陽極板配對,運行電壓高,場強均勻,電暈電流小,能有效抑制反電暈。
②由于圓管電暈極的表面積大,可捕集正離子粉塵,從而達到節電和提高除塵效率的目的。一般布置于末電場,單室應用時需增加一套高壓設備。
g)電凝聚技術
電凝聚技術是通過雙極荷電及擾流聚合實現細顆粒的有效凝聚,形成大顆粒后被電除塵器有效收集,是減少細顆粒物排放的電除塵器增效技術,壓力降小于250Pa。