除塵器_推焦車除塵器_裝煤車除塵器_布袋除塵器_【17C.COM（hǎi）環保】

摘要（yào）：介紹了現階段國內燃煤鍋爐煙（yān）氣除塵技術,包括靜電除塵、袋式除（chú）塵和電袋複合除塵的原理、特（tè）點和改進方向,並（bìng）對近年來國內外發展的煙（yān）氣（qì）除塵新技術的原理及研究現狀進行評（píng）述,展（zhǎn）望了國內燃煤鍋爐煙（yān）氣除塵技術的發展（zhǎn）前景與技術方向。

我國是（shì）煤炭消費大國，每年消耗（hào）原煤約21.5億t，約70%被燃煤電廠（chǎng）使用。我國能源結（jié）構決定了以煤炭為主的火力發（fā）電格局。煤炭燃燒會產生大量的（de）粉塵顆粒，其中細微粉塵PM2.5會引起心肺呼吸道疾病，同時也會引（yǐn）起灰（huī）霾天氣，導致大氣（qì）能見度下（xià）降。
國家環保部於2011年（nián）發布了GB13223—2011《火電廠大氣汙染物排放標準》，規定火力發電鍋爐煙塵排放濃度高限值為30mg/m3，重點地區高限值為20mg/m3;2012年發布GB3095—2012《環境空氣質量標準（zhǔn）》，將（jiāng）PM2.5寫（xiě）入國標，並納入各省市的強製監測（cè）範疇;2013年國務院發布《大氣汙染防治（zhì）行動計（jì）劃》，明確（què）了具體任務，提出（chū）了十條具體措施。隨著各文件的出台，燃煤鍋爐除塵領域麵臨（lín）著前所未（wèi）有的壓（yā）力和挑戰，僅靠對現有除塵器的常規改造（zào），很難滿足新的煙塵（chén）排放標準。特別對PM2.5的排放控（kòng）製，成為燃煤電廠亟待解決（jué）的難題。

1我國煙氣除塵技術現狀（zhuàng）
目（mù）前我國電除塵器（qì）的生（shēng）產規模和（hé）使（shǐ）用數量均居世界首位，電除（chú）塵技術接近世界先（xiān）進水平。布袋除塵器的技術核心在於濾料，隨著材料科技的不斷進步（bù），袋式除塵技術（shù）得到廣泛應用。電（diàn）袋複合除塵技（jì）術是（shì）基於靜電除塵和袋式除塵兩種成熟的除塵理（lǐ）論，由我國自行研發提出的新型除塵技術，近幾年已在多家電廠成功應用。我國火（huǒ）電廠各除塵方式所占比例見圖1。


1.1靜電除塵技術
靜電除塵器（qì）(ESP)的（de）主要工作原理是在電暈極和收塵極之間通上高壓直流電，所（suǒ）產生的強電場（chǎng）使氣體電離、粉塵荷電，帶有正、負離子的粉塵顆粒分別向電暈極和收塵極運動而沉積在極板（bǎn）上，使積灰通過（guò）振打裝置落進灰鬥。
由（yóu）於（yú）靜電除塵器基於荷電收塵機理，靜（jìng）電除塵器對飛灰性質(成分、粒徑、密度、比電（diàn）阻、黏附性等)十（shí）分（fèn）敏感，特別對高比電阻粉塵、細微煙（yān）塵捕集困難，運行工況變化對除（chú）塵（chén）效率也有較大影響。另（lìng）外其不能捕集有害氣（qì）體，對製造、安（ān）裝和操作（zuò）水平要求較高。
對現有靜電除塵器（qì）提效改造技術有三種可行方（fāng）向:改進（jìn）靜電除塵器(包括靜電除塵（chén）器擴容、采用電除塵新技術及（jí）多種新技術（shù）的集成)、電袋複合除塵技術、濕式電除塵技術。

1.2袋（dài）式除塵技術
袋式（shì）除塵器的主要工作原理包含過濾和清灰兩部（bù）分。過濾是（shì）指含塵（chén）氣（qì）體中粉塵（chén）的慣性碰撞、重力沉降、擴散、攔截和靜（jìng）電效應等作用結果。布袋（dài）過濾捕集粉塵是（shì）利用濾料進（jìn）行表麵過濾和內部深層過濾。清灰是指當濾袋表麵的粉塵積聚達到阻力設定值時，清灰機（jī）構將清除濾（lǜ）袋表麵煙塵，使除塵器保持過濾與清灰（huī）連續工作。
袋式除（chú）塵器好缺點是受濾袋材料的限製，在高溫、高濕度、高腐蝕性氣體環境中，除塵時適應性較差（chà）。運行（háng）阻力較大，平均運（yùn）行阻力在1500Pa左右，有的袋式除塵器運行不久阻力便超過2500Pa。另外，濾袋易（yì）破損、脫落，舊袋難（nán）以（yǐ）有效回收利用。
美國環保署的環境技術認證(EnvironmentalTechnologyVerification，ETV)項目對ePTFE覆膜濾料（liào）做過的性能檢測發現濾料覆膜可一定程的地控製PM2.5和消除有害氣體，此項目（mù）對袋式除塵技術（shù）的發展有較（jiào）好的引導作（zuò）用。改（gǎi）進袋式除塵器可從（cóng）三個方麵進一步研究:濾料覆膜，濾料的（de）改進創新，舊袋（dài）的有效（xiào）回收利用。

1.3電袋複（fù）合除塵技術
電袋複合式除塵器的工作過程（chéng）是，含塵煙氣進入除塵器後，70%～80%的煙塵在（zài）電場內荷電被收集下來，剩餘20%～30%的細煙塵被（bèi）濾（lǜ）袋（dài）過濾收集。電袋複合式除塵器兼容了靜電除塵器和袋式除塵器的優（yōu）點（diǎn），較好的彌補了兩者的不足，除塵機理科學（xué）合（hé）理。
電袋複合式除塵器主要有臭氧（yǎng）腐蝕、運行阻力較高、投資（zī）大、占地麵積（jī）大等缺點，濾袋壽命短及換袋成（chéng）本高仍是其重要問題。
電袋複合式除塵器的（de）改進有三個（gè）方麵:優化靜電除塵單元和（hé）袋式除塵單元的長時間協（xié）同作用以及相對結構布置，消除靜電除塵單元（yuán）產（chǎn）生（shēng）的臭氧，濾料的技術創新。

2煙氣除塵（chén）新技術
由於種種實（shí）際（jì）因素，上（shàng）述三種除塵器很（hěn）難滿足煙氣出口排塵量低於30mg/m3的新標準，尤其對PM2.5的排放控製不佳（jiā）。近年來，國內外學者對除塵新技術進行了大量的理論（lùn）研究和實驗論證，如聚並技術、濕（shī）式電除塵技術、旋轉（zhuǎn）電極技術、高（gāo）頻電源技術、煙（yān）氣調質技術，許多技術已獲（huò）得突破性進展並初步開始應用，但仍需（xū）完善和改進。

2.1聚並技術
聚並是指微細（xì）粉塵通過物理或化學的途徑互相接觸、碰撞而結合成較大顆（kē）粒（lì）的過程。微細煙塵聚並成較大顆粒後，更容易被除塵器捕（bǔ）集，提高了微細煙塵的脫除效（xiào）率。當前國內外（wài）研究的聚並技術主要有:電聚並、湍流凝並、聲聚並、蒸汽相變聚並、化學聚並和光聚並等。
電聚並是各聚並技術中好實用有效的（de）方法。電聚並是通過細顆粒荷電，促（cù）使細顆粒（lì）相互吸引、碰撞、聚並，使（shǐ）細顆粒團聚成大顆粒。電聚並的效果取決於粒子的濃度、粒徑、電（diàn）荷的分（fèn）布以及（jí）外（wài）電場的強弱(圖2)。

澳（ào）大利亞（yà）Indigo(英迪格)技術有限公司於2002年推出（chū）了Indigo凝（níng）聚器工業產品，至2008年10月，Indigo凝聚器已經在澳大（dà）利亞、美國、中國等國家的8家電廠中使用，測試結果表明，PM2.5、PM1.0排放可分別減少80%、90%以上。自2007年始，華北電力大學和北京大學共同參與國家“863”課題“超（chāo）細顆粒物聚並新技術開發”，從實驗和理論（lùn）計算兩方麵（miàn）對超細顆粒物湍流聚（jù）並技術（shù）進行了大（dà）量研（yán）究，自行研發出一（yī）套雙（shuāng）極荷電-湍流聚（jù）並裝置。此外，自2011年始（shǐ），北（běi）京（jīng）大學與長沙理工大學合作，設計了2台超細顆粒聚（jù）並器，並（bìng）在（zài）大唐湖南耒陽電廠300MW鍋爐機組上開（kāi）展了實驗研究，目前仍在考核實驗，測試結（jié）果中（zhōng）超細顆（kē）粒聚並效果顯著。
該技術不僅能較大（dà）幅（fú）度提高除（chú）塵效率，還能對PM2.5有效控製，工藝簡單可靠，有（yǒu）廣闊（kuò）的應用前（qián）景。由於電聚（jù）並器一般安裝在電除塵器的煙道（dào）前，其（qí）安裝空間受到了一定限製。另一方麵因煙道內氣流速度大，不（bú）適用於收集磨琢性強的煙塵。此（cǐ）外，如何（hé）減少在電聚並器段的（de）壓力損失也是目前測試階段需要（yào）解決（jué）的問題。

2.2濕（shī）式電除塵技術
濕式電除（chú）塵技術與（yǔ）幹法（fǎ）靜電除塵（chén）技術對粉（fěn）塵（chén）捕集的原理基（jī）本相同，兩者結構也類似。所不同的是清灰方式，濕式（shì）除塵器取消了傳統的機械振打清灰方式，通過煙氣與水接觸使飛灰沉降（jiàng）。根據濕式除塵器原理和結構的（de）不同，有自（zì）激（jī）式除塵、麻石水膜除塵、噴淋式除塵三種主要形式。
日本中部電力碧南電廠五（wǔ）台機組(3×700MW+2×1000MW)使用濕式靜電除塵器後，其排放濃度長期穩定在2～5mg/m3，遠（yuǎn）低於日本國家標準（zhǔn）和新國（guó）標的要求，表（biǎo）明濕式靜電除塵器能高效地除去煙氣中的煙塵[6]。2010年，由中國重（chóng）型機械研究院有限公司設計的濕式電除塵（chén）器應用（yòng）於浙江某工業窯爐生產（chǎn）線，實測（cè）煙塵排（pái）放遠低（dī）於設計值(30mg/m3)達到20mg/m3以下，低可（kě）達到12mg/m3，且設備（bèi）運行穩定[7]。濕式靜電除塵器衝洗水對煙氣有洗滌作用，對煙氣的脫硫及去除重金屬離子有一定作用（yòng），尤其（qí）對（duì）控製PM2.5效果明顯(圖（tú）3)。


濕式靜電除塵器也有一些缺陷:濕式靜電除塵器布置在脫硫（liú）係統後，場地空間受限製;雖然濕（shī）式靜電除塵係統的衝洗水采用閉式循環，但由於水（shuǐ）中含塵量增加，仍需不斷補充原水;其大量部件長期處於潮濕環（huán）境（jìng），對材料的耐腐蝕性要求較高。

2.3旋轉電（diàn）極技術
旋轉電極式電除塵（chén）器與常規電除塵器的除塵原理完全相同，在（zài）清灰方式上有很大改變。旋轉電極是由若幹個小塊極板固定（dìng）在（zài）板鏈上低速旋轉，極板由原來的整體壓型板改為小塊極板，通過板鏈帶動旋轉。其清灰方式采用旋轉鋼刷清灰，從根本上（shàng）改（gǎi）變了常規電除塵器的振打裝置清灰，徹底避免了振打清灰造成的二次揚塵，同時也（yě）解決了高比電阻（zǔ）粉塵的“反電暈”問題]。
早在20世紀70年代（dài），國外（wài）就旋轉電極技術做了大量研究。其中日本日立（lì）公司首次研（yán）發出移動電極式電除塵技術(MEEP)。在我國，自2010年以（yǐ）來，浙（zhè）江菲達環保科技股份有限公司研發生產的大型燃煤電站配套旋轉電極式電除塵器，先後應用於內蒙古包頭第yi熱電廠300MW機組、內蒙古達拉特電廠330MW機組（zǔ），經過測試，該除塵器各項技術指標達到或優於設計要（yào）求，粉（fěn）塵出口排放濃（nóng）度達到30mg/m3以下]。
旋轉電極（jí）式電除（chú）塵器能較大限度（dù）地減少二次揚塵，避免反電暈效應，從而大（dà）幅提高除塵效率，顯著降低煙氣出口PM2.5濃度。由於不需另占空間，隻需將固定電場改成旋轉電極式電場，特別適合（hé）於老機組電除塵器改造。同時（shí）也具有常規電除塵器（qì）的（de）阻力損失小，運行維護費用低等優點(圖4)。



旋轉電極式電除塵器也有部分缺陷，其結構相對（duì）複雜，對製造和安裝工藝要求較高，具有一定的局限性。另外，其長時間穩定運行的（de）可靠性仍需（xū）考（kǎo）證（zhèng）。

2.4高頻（pín）電源技術
高頻電源采用現代電力電子技術，是將工頻交流經三（sān）相整流橋整流成約（yuē）530V的直流，再經逆變電路變成20kHz以上的（de）高頻交流電流，好後通過高頻變壓器升壓和頻整流器整流濾波，形成40kHz以上的高頻脈動直流，供給電除塵器電場。其功率控製方法有脈衝高度調製、脈衝寬度（dù）調製和脈衝頻率調製3種方法。目前，多數高頻電源采用的是脈衝頻率調製方法。
NakhornThonglek等人（rén）通過對常規靜電除塵（chén）器和高頻脈衝電源式除塵器做對比試驗發現，高頻脈衝式除塵器不僅能量消耗低並且除塵效率更高（gāo），可在9000V條件下（xià）長時間運行而無火花或（huò）閃（shǎn）絡現象。我（wǒ）國於21世紀初開始自主研製該項技術，上海外高橋第三發電有限公司8號機組(1000MW)節（jiē）能改造，采用國電環境（jìng）保護（hù）研究院（yuàn）研製的HF-01型高頻電源，在日常運行工況條件下監測，煙塵排放濃度由42mg/m3下降至17mg/m3，減排59.5%，電除（chú）塵器能降低71.7%。其結果同樣說明高頻電源式除（chú）塵器除塵效率高，並且可以大幅度減少電（diàn）能損耗。另外，其（qí）控製方式靈活多樣，可根據電除塵器運行工況選擇好（hǎo）合適的電壓波形。
高頻電源的（de）成功實踐令電源技術水平有質（zhì）的飛躍，使電除塵器有更廣（guǎng）闊的（de）適用範圍。越來越嚴格的排（pái）放標準也激勵著高頻電源技術向更成熟、更完善、更現（xiàn）代化的方向發展，相信（xìn）高頻電源技術將會為除塵領（lǐng）域做出更大貢獻。

2.5煙氣調質技術
煙氣調質技術是指在除塵器前對煙氣進行調質處理，向煙氣中注入調質劑，改變煙塵的一些物理化學特性，如飛灰比電阻，化學成分，黏（nián）附性，顆粒的形態等。調質後的煙塵更容易被除塵器捕捉，從而提高除塵（chén）效率（lǜ）。用於實驗研究（jiū）的調質劑有無水氨、氨溶液、硫酸、三氧化硫、磷酸、氯化鈉等，目（mù）前應用較多的調質劑是（shì）SO3。
在國外，SO3調質技術己經（jīng）是一（yī）項成熟的技術，被不少公司（sī）采用（yòng）。例如在過去（qù）20年中（zhōng），世界各地大電廠（chǎng）安裝應用了500多台由美國Wellco公司研發的（de）SO3煙氣調質裝置，並（bìng）且運行效果良好（hǎo）。我國（guó）在新世紀初就對煙氣調質技（jì）術進行了（le）大量的實驗研究，並且在（zài）多家電廠測試（shì）應用，例如華潤電力登封有限公（gōng）司一期2×320MW機組電（diàn）除塵器原先的除（chú）塵效率隻有（yǒu）98.5%左右，引入煙氣調質（zhì）係統後，除塵效率大（dà）於99.8%。
煙氣調質技術可保留（liú）電除（chú）塵器阻力低、可靠性高的特點。調質係統（tǒng）具有集成度高、全自動控製、維（wéi）護費用（yòng）低、操作靈活、占用空間小等優點，特別適合老（lǎo）機組的提效改造。針對（duì）高比電阻工況下提高除（chú）塵（chén）效率也是一項實用的補丁技術。需要注（zhù）意的是（shì），煙氣（qì）調質技（jì）術（shù）並不適（shì）用於所有工況，需（xū）要對煤（méi）種、煙氣條件和煙塵性質（zhì）分析後使用。

3各新式除塵技術綜合比較
各（gè）新（xīn）式除塵技術比較見表1。

4建議與（yǔ）展望
燃煤鍋爐排放的（de）大量粉塵已經給大氣環境和人類健康（kāng）帶來了（le）嚴重威（wēi）脅（xié），國家對工（gōng）業粉（fěn）塵的治理已經提（tí）高到一個前所未有的高度。節能環保行（háng）業（yè）被列為（wéi）國家七（qī）大戰略（luè）新興產業之首，在“十二五”期間，工業煙氣除塵行業將麵臨更大（dà）的機遇和挑戰。目前國內大多除塵設備相對老舊，煙塵排放量遠不能達（dá）到低於30mg/m3的（de）新要求（qiú）。結合我國目前除塵（chén）現狀，提出（chū）以下建議:
1)逐步淘汰老舊除塵設備，找到相對適合改造的（de）新除塵技術。對新建燃煤電廠的常規除塵器進行升級改造，使其達到新的煙塵排放標準。
2)加快除塵新（xīn）技（jì）術的研發（fā）和應用，積極引（yǐn）進國外已成功工業化的新式除塵技術，開發和示（shì）範適合我國國情的煙氣除塵技術。
3)針（zhēn）對PM2.5排放控（kòng）製，結合新除塵技術（shù）對我國煤種適應性的研究，進一步（bù）對新技術優化集成，實現綠色環保與清潔電力生產的目標。