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：介（jiè）紹了現階（jiē）段國內燃煤鍋（guō）爐煙氣除塵技術,包括靜電除塵、袋式除塵和電袋複合除塵的原理、特點和改進方向,並對近（jìn）年來國內外發展的（de）煙氣除（chú）塵新技術的原理及研究現狀進行評述,展望了國內燃煤鍋爐煙氣除塵技（jì）術的發展（zhǎn）前景與技（jì）術（shù）方向。

我國是煤炭（tàn）消（xiāo）費大（dà）國，每年消耗原煤約21.5億t，約70%被燃煤電廠使用。我國能源結構決定了以煤炭為主的（de）火力發電格局。煤（méi）炭燃燒會產生大量的粉塵顆粒，其中細微粉塵PM2.5會（huì）引起心肺呼吸（xī）道疾病，同時（shí）也會引（yǐn）起灰霾天氣，導致大氣能見度下（xià）降。
國家環保部於2011年發布了GB13223—2011《火電廠大氣汙染（rǎn）物排放標準（zhǔn）》，規定火力發電鍋爐煙塵（chén）排放濃度高限（xiàn）值（zhí）為30mg/m3，重點（diǎn）地區高（gāo）限值（zhí）為20mg/m3;2012年（nián）發布GB3095—2012《環境空氣質量標準》，將PM2.5寫入國標，並納入各省市的強製監測範（fàn）疇;2013年（nián）國務院發（fā）布《大氣汙染防治（zhì）行動計劃》，明確了具體（tǐ）任務，提出了十條具（jù）體措施。隨（suí）著各文件的（de）出台，燃煤鍋爐除塵領域麵臨著前（qián）所未有的壓力和挑戰，僅靠對現（xiàn）有除塵器的常規（guī）改造，很難滿足新的煙塵排放標準。特別對PM2.5的排放控製，成為燃（rán）煤電廠亟待解決的難題。

1我國煙氣除塵（chén）技術現狀
目前我國電除塵器的生產規模和（hé）使（shǐ）用數量均居世界首（shǒu）位，電除塵技術接近世界先進水平。布（bù）袋除塵器的（de）技術核心在於濾料，隨著材料科技的不斷進步，袋式除塵技術得到廣泛應用。電袋複合除塵技（jì）術是基於靜電除塵和袋式除塵兩種成熟的除塵理論，由我國自行研發提出（chū）的新型除塵技術，近幾年已在多家電廠成功應（yīng）用。我（wǒ）國火電廠各除塵方式所占比（bǐ）例見（jiàn）圖1。


1.1靜電（diàn）除塵技術
靜電除塵器(ESP)的主（zhǔ）要工作原理（lǐ）是在（zài）電暈極和收塵極之間通上高壓直（zhí）流電，所產（chǎn）生的強電（diàn）場使氣體電離（lí）、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上，使積灰（huī）通過振打裝置落進灰鬥。
由於靜電除塵器基於荷電收塵機理，靜電除塵器對飛灰性質(成分、粒徑（jìng）、密度、比電阻、黏附性等)十分敏感（gǎn），特別對高比電阻（zǔ）粉（fěn）塵、細微煙塵捕（bǔ）集困難，運行工況變化對除塵效率也有（yǒu）較大影響。另外（wài）其不能捕集有害（hài）氣體，對製造、安裝和操作（zuò）水平要求較高（gāo）。
對現有靜電除塵器提效改造技術有三種可行方向:改進靜電除塵器（qì）(包括靜電除塵器（qì）擴容、采用電除塵（chén）新技術及（jí）多種新技術的（de）集成)、電袋複合除塵技（jì）術（shù）、濕式電除塵技術。

1.2袋式除塵技術
袋式除塵器的主要工作原理包含過濾和清灰兩部分。過（guò）濾是指含塵氣（qì）體中粉塵的慣性碰撞、重力沉降、擴散、攔截和靜電效應（yīng）等作用結果。布袋過濾捕集粉塵是利用濾料進行表（biǎo）麵過濾和內部深層過濾。清灰（huī）是指當（dāng）濾袋表麵（miàn）的粉塵積聚（jù）達到阻力設定值時，清灰機構將清除濾袋表麵煙塵，使除塵器保持過濾與清（qīng）灰連續工作。
袋式除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（zhōng），除塵時適應性較差。運行阻力較大，平均運行（háng）阻力在1500Pa左右（yòu），有的袋式除塵器運行不久阻力便超過2500Pa。另外（wài），濾（lǜ）袋易破損、脫落（luò），舊袋難以有效回收（shōu）利（lì）用。
美國環保（bǎo）署（shǔ）的環境（jìng）技術認證(EnvironmentalTechnologyVerification，ETV)項目對ePTFE覆膜（mó）濾料（liào）做過的性能檢測發現濾料覆膜可一定程的地控製（zhì）PM2.5和（hé）消除有害氣體，此項目對袋式除塵技術的發展有較好的（de）引導作用。改進袋式除塵器（qì）可從三個方麵進一（yī）步研究:濾料覆膜，濾（lǜ）料的改進創（chuàng）新，舊袋的有效回收利用。

1.3電袋複合（hé）除塵（chén）技術
電袋複合式除塵器的工（gōng）作（zuò）過（guò）程是，含塵煙氣（qì）進入除塵器後，70%～80%的煙（yān）塵在電場內荷電被收集下（xià）來，剩餘20%～30%的（de）細煙塵被濾袋過（guò）濾收集。電袋複合式除塵（chén）器兼容了靜電除塵器和袋式除塵器的優點（diǎn），較（jiào）好的彌補了兩者的（de）不足，除塵機理科學合理（lǐ）。
電袋複合式除塵器主要有臭氧腐蝕、運行阻力較高、投資大、占地（dì）麵（miàn）積大等缺點，濾袋壽命短及（jí）換袋成本高仍是其重要問題。
電袋複合式除塵器的改進有三個方麵:優（yōu）化靜電除塵單元和（hé）袋式除塵單元的長時間協同作用以及相對結構布置，消除靜電除塵單元產生的臭氧（yǎng），濾料的技（jì）術創新。

2煙氣除塵新技術
由於種種實際因素，上述三種除塵器很（hěn）難滿足煙氣出口排塵量低於（yú）30mg/m3的新標準，尤其對PM2.5的排（pái）放控製不佳。近（jìn）年來，國內外學者對除塵新技術進行了大量的理論研（yán）究和實驗（yàn）論證，如聚（jù）並技術、濕式電除塵技術、旋轉電極技術、高頻電源技（jì）術、煙氣調質技術，許多技術（shù）已獲（huò）得突破（pò）性進展並初（chū）步開始（shǐ）應用，但仍（réng）需完善和改進。

2.1聚並技術（shù）
聚並是指微細粉塵通過物理或化學的途徑互相接觸、碰撞（zhuàng）而結合成較大顆粒的過程。微細煙塵聚並成較大顆粒後，更容易被除塵器捕（bǔ）集（jí），提高了微細煙塵的脫（tuō）除效率。當前國內外研究的聚並技術主要有:電聚並（bìng）、湍流凝並、聲聚並、蒸汽相變聚並、化學聚並和光聚（jù）並等。
電聚（jù）並是各聚並（bìng）技術中好實用有效的方法。電聚並是（shì）通過細顆（kē）粒（lì）荷（hé）電，促使細顆粒相互吸引、碰撞（zhuàng）、聚並，使細顆粒團聚成大顆粒。電聚並的效果（guǒ）取決於粒子（zǐ）的濃度、粒徑、電荷（hé）的分布以及外電場的強弱（ruò）(圖2)。

澳大利亞Indigo(英迪（dí）格)技術有限（xiàn）公司於2002年推出了Indigo凝聚器工業產品（pǐn），至2008年10月，Indigo凝（níng）聚器已經在澳大（dà）利亞、美國、中國等國家的8家（jiā）電廠（chǎng）中使用，測試結果表明，PM2.5、PM1.0排放可分（fèn）別減（jiǎn）少80%、90%以上。自2007年始，華北（běi）電力大學和北京大學共（gòng）同參與（yǔ）國家“863”課題“超（chāo）細顆粒（lì）物聚並新技術開發”，從實驗和理論計算兩方麵對超細顆粒物湍流聚並技術進行了大量研究，自行研發出一套（tào）雙極荷電-湍流聚並裝（zhuāng）置（zhì）。此外，自（zì）2011年（nián）始，北京大學與（yǔ）長沙理（lǐ）工大學合作，設計了2台超細顆粒聚並器，並在（zài）大唐（táng）湖（hú）南耒陽電廠300MW鍋爐機組上開展了實驗研究，目前仍在考核實驗，測試結果（guǒ）中超細顆粒聚並效果顯著。
該技術不僅能較大幅度（dù）提高除塵效率，還（hái）能對PM2.5有效控製，工藝簡單可靠，有（yǒu）廣闊的（de）應用前景。由於電聚並器一般安裝在（zài）電除塵器的煙道前，其安裝空間受到了一定限製。另一方麵因煙道內氣流速（sù）度大，不適用（yòng）於收集磨琢性強的煙塵。此（cǐ）外，如何減少在電聚並器段的壓力損失也是目前測試階段需（xū）要解決的問題。

2.2濕式電除（chú）塵技術
濕式電除塵技術與幹法靜電（diàn）除塵技術對粉塵（chén）捕集的原理基本相同（tóng），兩者結構也類似。所不同的是清（qīng）灰方式，濕式除塵器（qì）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。根據濕（shī）式（shì）除塵器原理和結構的不同，有自激式（shì）除塵、麻石水膜除（chú）塵、噴（pēn）淋式（shì）除塵三種主要形式。
日本中部電力碧南電（diàn）廠五台機組（zǔ）(3×700MW+2×1000MW)使用濕式靜電除（chú）塵器後，其排放濃度長期穩（wěn）定在2～5mg/m3，遠（yuǎn）低於日本國家（jiā）標準和新國標的要求，表明濕式靜電除塵器能高效地（dì）除去煙氣中的煙塵（chén）[6]。2010年，由中國（guó）重型機械研究院有限公司設計的濕式電（diàn）除塵器應（yīng）用於浙江某工業窯爐生（shēng）產線，實測煙塵排放遠低於設（shè）計值(30mg/m3)達到20mg/m3以下（xià），低可（kě）達到（dào）12mg/m3，且設（shè）備運行穩定[7]。濕式靜電除（chú）塵器衝洗水對煙氣有洗滌作用，對煙氣的脫硫及去除重（chóng）金屬離子有一定作用，尤其對控製PM2.5效果明顯(圖3)。


濕式靜電除塵器也有一些缺（quē）陷（xiàn）:濕式靜電除塵器布置在脫硫係統後，場地（dì）空間（jiān）受限（xiàn）製;雖然濕式靜電除（chú）塵（chén）係統的（de）衝洗水（shuǐ）采用閉式循環，但由於水中含塵量增加，仍需不斷補充原水;其大量部件長期處於（yú）潮濕（shī）環境，對材料的耐腐（fǔ）蝕性要求較高（gāo）。

2.3旋轉電極技術
旋轉電極式電除塵器與常規（guī）電除塵（chén）器的除塵原理完全相同，在清（qīng）灰方式（shì）上有很大改（gǎi）變。旋轉電極是由若幹個小塊極板固定在板鏈上低速旋轉，極板（bǎn）由原來的整體壓型板改為小塊（kuài）極板，通過板鏈帶（dài）動旋轉。其清灰方式采用旋轉鋼（gāng）刷（shuā）清灰，從（cóng）根本上改變了常規電除塵器的振打裝置清灰，徹底避免了振打清（qīng）灰造成的二次揚塵，同時也解決了高比電阻粉塵的“反電暈”問題]。
早在20世紀70年代，國外（wài）就旋轉電極技術做了大量研究。其中日本日立公司首次研發出移動電極式電除塵技術(MEEP)。在我國（guó），自2010年以來，浙江菲達環保科技股份有（yǒu）限公司研發（fā）生（shēng）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（jī）組、內蒙古達拉特電廠330MW機組，經過測試（shì），該除塵（chén）器各項技術指標達到或優於（yú）設計要求，粉塵出口排放濃度達到30mg/m3以下]。
旋轉電極式電除塵器能較大限度地減少（shǎo）二次揚塵，避免反電暈（yūn）效應，從而大幅提高除塵效（xiào）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（zhuǎn）電極式電場，特別適合於老機組電（diàn）除塵（chén）器改造。同時也具（jù）有常規電除塵器的阻力損失小，運行維護費用（yòng）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（xiàng）對複雜，對（duì）製造和（hé）安裝工藝要求較高，具有一定的局限性（xìng）。另外，其（qí）長（zhǎng）時（shí）間穩定運行的（de）可靠性仍需考證。

2.4高頻電源技（jì）術（shù）
高頻電源采用現代電力電子技術（shù），是將工頻交流經（jīng）三相整流橋整流成約530V的直流，再經逆變電路變成20kHz以上的高頻交流電流，好後通過高頻變壓器（qì）升壓和頻整流器整流濾波，形（xíng）成40kHz以上的高頻脈動直流，供給電除塵器電（diàn）場。其功率控製方法有脈衝高（gāo）度調製、脈衝寬度調製和脈衝頻率調製3種方法。目（mù）前（qián），多數高頻電源采用的是脈衝頻（pín）率調製方法。
NakhornThonglek等人通過對常規靜電除塵器和（hé）高（gāo）頻脈衝電源式除塵器做對比試驗（yàn）發現，高（gāo）頻脈衝式（shì）除塵器不僅能（néng）量（liàng）消耗低並且除塵效率更高，可在9000V條件下長時間運行而無火花或閃絡現象。我國於21世（shì）紀初開始自（zì）主（zhǔ）研製該項技術，上海外高橋第三發電有限公司8號（hào）機組(1000MW)節能改造，采（cǎi）用國電（diàn）環境保護研究院研製的HF-01型（xíng）高頻電源，在日常運行（háng）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%，電除塵器能降低71.7%。其結果同樣說明高頻電源式除塵器除（chú）塵效率高，並（bìng）且可（kě）以大幅度（dù）減少電能損耗。另外，其控（kòng）製方式靈活多樣，可根據（jù）電除塵器運行工況選擇好合適的（de）電壓波形。
高頻電源的（de）成功（gōng）實踐令電源技術水平（píng）有質的飛躍，使電除塵器有更廣闊（kuò）的適用範圍。越來越嚴格的排放標準也（yě）激勵著高頻電源技術向更成熟、更（gèng）完善、更現代化的方向發展，相信高頻電源技術將會為除塵領域做（zuò）出更大貢獻。

2.5煙氣調質技（jì）術
煙氣調質（zhì）技（jì）術是指在除塵器（qì）前對煙氣進行調質處理，向煙（yān）氣中注入調質劑（jì），改變煙塵的一些（xiē）物理化學特性（xìng），如（rú）飛灰比電阻，化學成分，黏附性，顆粒（lì）的形（xíng）態等。調質後（hòu）的煙塵更容易被除（chú）塵器捕捉，從而提高除塵（chén）效率。用於實驗研究（jiū）的調質劑有（yǒu）無水氨、氨溶液、硫酸、三氧化硫（liú）、磷酸、氯化鈉（nà）等，目前應用較多（duō）的調質劑是SO3。
在國外，SO3調質技術己經是一項成熟（shú）的技（jì）術，被不（bú）少公司采用。例如在過去20年中，世界（jiè）各地大電廠安（ān）裝應用了500多台由美國Wellco公司研發的SO3煙氣調質裝置，並（bìng）且運行效（xiào）果良好。我國在新（xīn）世紀初就對煙氣調（diào）質技術進（jìn）行了大量的實驗研究，並且在多家電廠測試應用，例如華（huá）潤電力登封有限公司一期2×320MW機組（zǔ）電除塵器原先的除塵效（xiào）率隻有98.5%左右，引入煙氣調質（zhì）係統後，除（chú）塵效率大於99.8%。
煙氣調（diào）質技術可保留電除塵器阻力低（dī）、可靠性高的特點。調質係統具有集成度高、全自動控製、維護費用低、操作靈活、占用空（kōng）間小等優點，特別適合老機組（zǔ）的提效改造。針對高比電阻工況下提高（gāo）除塵效率也是一項實用的補丁技術（shù）。需（xū）要注意的是（shì），煙氣調質技（jì）術（shù）並（bìng）不（bú）適用於所有（yǒu）工況，需要對煤種、煙氣條件（jiàn）和煙塵性質分析後使用。

3各新式除塵技術綜合比較
各新式除（chú）塵技術比較見表1。

4建議與展望
燃煤鍋（guō）爐排放的大量粉塵已經給大氣環境和人類健康帶來了（le）嚴重威脅，國家對工業粉塵的治理已經提高到一個前所未有的高度。節能環保行業被列為國家七大戰略新興產（chǎn）業之首，在“十二五（wǔ）”期間，工業煙氣除塵行業將麵臨（lín）更（gèng）大的機遇和挑戰。目（mù）前（qián）國內大多除塵（chén）設備相對老舊，煙塵排放量遠不能達到低於30mg/m3的新要求。結合我國目前除塵現狀，提出以下建議:
1)逐步淘汰老舊除塵設備，找（zhǎo）到相對適合改造的新（xīn）除塵（chén）技術。對（duì）新建燃煤電廠的常（cháng）規除塵器進行升（shēng）級改（gǎi）造，使其達到新的煙塵排放標準。
2)加快（kuài）除塵新技術的研發和應（yīng）用，積極引進國外已（yǐ）成功工業化的新式除塵技術（shù），開發和（hé）示範適合我國國情的煙（yān）氣除塵技術（shù）。
3)針對PM2.5排放控製，結合（hé）新除塵技術對我國煤種適應性（xìng）的（de）研究，進（jìn）一步對新技術優化集成，實現綠色環保與清潔電力（lì）生（shēng）產的（de）目標。