燃煤电厂是粉尘等污染物排放的重要源头。在燃煤电厂中,当煤种中灰分含量多、排烟温度高或除尘效率低时粉尘颗粒物的排放水平往往难以满足粉尘污染物排放标准,并且湿法脱硫后的烟气温度低,携带石膏液滴量较大,阴极线在不设置烟气热交换器(GGH)的情况下容易在烟囱附近产生石膏雨。实验表明,烟尘通过脱硫塔烟尘颗粒的粒径分布向小颗粒方向迁移,PM2.5和PM10的质量比由入口的0.434增加到出口的0.764。
国外的文献及实践表明,湿式电除尘器(WESP)对微细的、瓢性的或高比电阻粉尘及烟气中硫酸雾、气溶胶、重金属(汞Hg、砷As等)、二恶英等污染物的排放有着理想的脱除效果,可以作为高效除尘的终端精处理设备。现在大多数燃煤电厂采用湿法烟气脱硫技术,为WESP在电厂的应用创造了有利条件,因此对湿式静电除尘技术的研究,可以为燃煤电厂提供一个既能满足排放要求又能联合脱除各种污染物的前瞻性可靠技术。
1.WESP的工作原理
WESP是直接将水通过喷嘴雾化喷向放电极与电晕区,由于水的比电阻相对较小,水滴在电晕区与粉尘结合后,使得高比电阻粉尘的比电阻下降。阳极板在直流高电压的作用下水雾荷电分裂并进一步雾化。电场力、荷电水雾通过碰撞拦截、吸附凝并,捕集粉尘粒子,粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极,而喷在集尘极表而的水雾形成连续水膜,流动的水将捕获的粉尘冲刷到灰斗中随水排出。
从WESP的工作原理可以看出,WESP运行的3个阶段与干式ESP相同:荷电、收集和清灰。然而,干式ESP采用振打清灰,容易引起二次扬尘,降低除尘效率,WESP采用的是液体冲洗集尘极表而来进行清灰,粉尘形成泥浆排出。
2.WESP的结构
WESP在结构上有两种基本型式团:管式静电除尘器和板式静电除尘器。管式静电除尘器的集尘极为多根并列的圆形或多边形金属管,放电极均匀分布在极板之间,管状WESP只能用于处理垂直流动的烟气。板式静电除尘器的集尘极呈平板状,可形成良好的水膜特性,极板间均匀布置电晕线,板式WESP既可用于处理水平流动的烟气也可用于处理垂直流动的烟气。
目前在工业和电厂应用较多的WESP有以下3种设计形式:垂直烟气流独立设计;水平烟气流独立设计;垂直烟气流与湿法脱硫(WFUD)整体式设计。静电除尘器配件由于垂直布置方式,占地面积小,降低了成本和运行费用,因此应用最多。
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