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湿电除尘器的操纵

2016年08月29日 16:21  来历:中国环保装备网  人气:28987

湿电除尘器计划

1. 湿式电除尘器的任务道理

湿式静电除尘器的首要任务道理:将水雾喷向放电极和电晕区,水雾在芒刺电极构成的壮大的电晕场内荷电后割裂进一步雾化,电场力、荷电水雾的碰撞阻挡、吸附凝并,配合对粉尘粒子起捕集感化,*终粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集。水在集尘极上构成持续的水膜,将捕获的粉尘冲刷到灰斗中随水排挤。道理图以下

1

1.1 湿式电除尘器任务道理

静电除尘器的除尘进程可分为四个阶段:气体的电离;粉尘取得离子而荷电;荷电粉尘向电极挪动;将电极上的粉尘断根。

只是湿式静电除尘脱除的工具由粉尘和雾滴,可是因为雾滴与粉尘的物理特征存在差别,其任务道理也有所差别。从道理下去讲,起首因为水点的存在对电极放电产生了影响,要构成发射离子,金属电极中的自在电子必须取得充足的能量,才能降服电离能而超出外表势垒成为发射电子。让电极外表带水是降落外表势垒的一种有用办法。水笼盖金属外表后,将本来的“金属一氛围”界面朋分成“金属一水”界面和“水一氛围”界面,后两种界面的势垒比前一种界面的势垒低良多。如许,金属外表带水后,将本来的高势垒分化为两种低势垒,大大减弱外表势垒对自在电子的障碍感化,使电子易于发射。别的,水中的多种杂质离子在电场感化下,也易超出外表势垒而成为发射离子。这些都转变了电极放电结果,使之能在低电压下产生电晕放电。其次因为水点的存在,水的电阻绝对较小,水点与粉尘连系后,使得高比电的粉尘比电阻降落,因此湿式静电除尘的任务状况会加倍不变;别的因为湿式静电除尘器接纳水流冲刷,不振打装配,以是不会产生二次扬尘。7

放电极布局和电晕场荷电表示图

1.2 影响湿式静电除尘器除尘效力的首要身分

静电电压值、水量、粉尘浓度三身分对湿式静电除尘效力的效应都为正,即除尘效力跟着电压的降低、水量的增大、粉尘浓度的加大而回升。此中电压对除尘效力的影响*为明显,其次是水量,粉尘浓度的影响*小。静电和水雾相连系可明显地进步了除尘效力7

1.3 湿式静电除尘中水的感化

湿式静电除尘器中的水首要以雾化的水点存在,按照国际研讨水雾对湿式电除尘的除尘效力的进步有一系列的影响,首要机理:

l 水雾能够或许坚持放电极干净,使电晕一向兴旺;雾粒击打在集尘极上构成薄而均匀的水膜,它能够或许禁止低比电阻粉尘的“二次飞腾”对高比电阻粉尘起到调质感化而防止了“反电晕”景象的产生;对粘滞性强的粉尘又可防止粘挂电极;它还合适于搜集那些易燃、易爆的粉尘。

l 水雾间接喷向放电极和电晕区,放电极还兼起雾化器的感化,接纳统一电源可完成电晕放电、水的雾化、水雾和粉尘粒子荷电,完成了静电和水雾的无机连系。

l 水雾间接喷向放电极,荷电量高,这类高荷质比水雾在电场中的碰撞阻挡、吸附凝并感化可大大进步除尘效力。

l 水雾击打到集尘极上构成水流流下,使集尘极一向坚持干净,省去了振打装配,同时防止了干式除尘因为振打清灰带来的一系列题目。

l 将水雾喷向放电极和电晕区使水雾进一步雾化的体例,静电并和睦喷雾装配间接打仗,以是几近不存在绝缘题目。这类体例完整有别于“电晕放电使水雾化”的除尘手艺,后者因为水与电间接打仗,绝缘几近不能够或许,现实上很难完成财产操纵。

l 芒刺电极能产生很强的静电场,、同时具备很好的电晕放电才能,静电和水雾协同感化,具备很高的除尘效力。

1.4 湿式静电除尘器与干式静电除尘器比拟

干式静电除尘器与湿式静电除尘器比拟表8

名目

单元

干式静电除尘

湿式静电除尘

粉尘搜集机理

粉尘搜集机理

电晕放电库仑力

电晕放电库仑力

电极上粉尘断根体例

机器振打

冲刷

粉尘处置

干输灰或水冲灰

水冲灰

操纵前提

烟气低于饱和温度

不合用

合用

烟气高于饱和温度

合用

不合用

粉尘比电阻

Ω·cm

1041012

不受限定

出口粉尘浓度的极限

mg/Nm3

520

现实低于1.0

SO2浓度的极限

mg/L

无穷定

100200

别的方面

集尘面积

m2

小(占干式的1/21/3

动弹部件

密封机能

较好

水处置装备

不必要

必要

寿命

通俗

较长

撤除净化物

PM2.5粉尘

感化无限

合用

SO3微液滴

不合用

合用

汞及氧化物

不合用

合用

2. 湿式电除尘器的分类和布局特色

100年湿式静电除尘器为冶金财产和其余行业作为一种节制烟气中硫酸、颗粒有用手腕普遍操纵。今朝全天下规模内投入运转的湿式静电除尘器跨越1000 个装配。

2

2.1 根基型式:

湿式静电除尘器在布局上有两种根基型式:管式和板式。管式静电除尘器的集尘极其多根并列的园形或多边形金属管,放电极均布于极板之间,管状湿式静电除尘器只能用于处置垂直活动的烟气。板式静电除尘器的集尘极呈平板状,可取得杰出的水膜构成的特征,极板间均布电晕线,板式湿式静电除尘器可用于处置程度或垂直活动的烟气。

在不异的集尘面积时,管式静电除尘器内的烟气流速能够或许是设想为板式除尘器的两倍,因此在到达不异除尘效力时,管式除尘器的占空中积要远小于板式除尘器。

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2.2 湿式静电除尘器的安排体例

垂直自力安排

在化工和冶金行业操纵的大型湿式静电除尘器通俗为垂直烟气流自力安排,通俗为模块化设想的管式设想,这类设想便于装配息争列维修,但其必要额定的安排空间。

程度自力安排:在美国的AES Deepwater电厂和日本的火力发电厂中湿式静电除尘器接纳程度烟气流自力安排。9如图所示

程度安排在接收塔后烟道

垂直组合安排:2000年今后,较早接纳湿式石灰石石膏法脱硫体系的加拿大New Brunswick电力公司的DalhousieColeson Cove电厂(315MW机组)9,接纳的湿式静电除尘器对接收塔除雾器停止革新,行将湿式除尘器安排在接收塔的上方替换原本的机器除雾器,这类体例能够或许使本钱和运转用度也是*低的,占空中积也很小。

安排在接收塔上方的湿式静电除雾器

2.3 水冲刷体例

经常利用的冲刷体例有7:自冲刷:便是操纵捕集的液滴来潮湿集尘极(此体例合用于捕集颗粒为液体颗粒);喷雾冲刷:雾化喷嘴接纳水或氛围或水和氛围持续地冲刷集尘极,使雾化液滴和颗粒在集尘极外表构成一层冲刷膜;液膜冲刷:接纳持续的液膜冲刷集尘极。因为液膜能充任集尘板,管状式、极式的集尘板只不过是它的支承物。因此,冲刷液是不是具备导机电能极其首要。其次,液膜的物理特征和散布情况也很首要。

2.4 布局资料

影响湿式静电除尘器运转靠得住性的首要身分是布局资料的挑选,这是因为湿式静电除尘器凡是在低于冲刷液的绝热饱和温度下运转,易引发侵蚀。因此,需公道地挑选各部位的布局资料。

从布局资料上讲,壳体是湿式静电除尘器中*宁静的,凡是接纳通俗钢,为防止侵蚀,其内外表需涂有薄层防腐资料,装配时还需严酷壳体内外表的易侵蚀性,如焊接点、构件毗连处及盖板等。

集尘板外表需具备较强的抗侵蚀才能。同时应将易产生侵蚀的连接点减至*小,因为集尘极一旦产生毛病。不只会侵扰电场,并且会产生火花,引发除尘机能的降落。

放电极的抗侵蚀机能应高于别的部件,因为其外表易形成粉尘液结,部分侵蚀较快,因此,需有特别的掩护办法。

各类不锈钢和钛在摹拟湿式电除尘中侵蚀情况下失重情况对照6

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3. 湿式静电除尘器对各类净化物去除才能

据外洋相干文献标明,湿式静电除尘器对酸雾、有毒重金属和 PM10,特别是PM2.5的微细粉尘有杰出的脱除结果。能够或许利用湿式静电除尘器来节制电厂的SO3酸雾,具备结合脱除的远景。按照外洋湿式静电除尘器的研讨和操纵标明,在湿法脱硫体系后安排湿式电除尘器能够或许有用地去除烟气中的PM2.5粉尘、SO3和汞及氧化物等净化物。8

美国在2000年在Bruce Mansfield电厂的2#机组(835MW燃用3%高硫煤)装配了一个实验性的湿式静电除尘装配(管式装配在FGD上部),以测试湿式电除尘对多种净化物的去除率。在2003年的实验标明,湿式静电除尘器在较高的烟气流速下对净化物的去除率都到达较高程度。9

烟气流量(acfm

烟气流速(m/s

SO3酸雾

粉尘

单质汞

氧化汞

化合汞

8000

3

88%

93%

36%

76%

67%

15000

4.5

65%

70%

26%

50%

67%

3

3.1 湿式静电除尘器对PM2.5SO3的去除机理

在电除尘器中对粉尘颗粒有两品种型的荷电进程,对直径大于1μm的颗粒来讲场荷电是首要感化,颗粒碰撞沿电力线活动的负离子而带电,这时候电压的强弱是影响这个进程的*首要身分。对直径大于0.5μm的颗粒来讲分散荷电是首要感化,亚微米粒子在随机活动时与负离子碰撞而带电,注入的电流密度是影响分散放电*首要的身分。湿式静电除尘中,因放电极被水浸润后,电子较易溢出,同时水雾被放电极尖真个壮大电火花进一步击碎细化,使电场中存在加上大批带电雾滴,大大增添亚微米粒子碰撞带电的机率,而带电粒子在电场中活动的速率是布朗运转的数十倍,如许就大幅度进步了亚微米粒子向集电极运转的速率,能够或许在较高的烟气流速下,捕获更多的微粒。

外洋的研讨标明,在高于露点温度以上时,烟气中的SO3205℃(400F)以下时,首要以H2SO4的微液滴情势存在9。其均匀颗粒的直径在0.4μm以下,属于亚微米颗粒范围。这也是干式静电除尘器和FGDSO3的去除率较低的首要缘由。湿式静电除尘器对亚微米颗粒的高捕获率,可对SO3的微液滴起不异感化。

因此湿式静电除尘能够或许高效地去除亚微米粒子,雾滴,小至0.01μm的微尘,除尘效力按照运转的电场数不统通俗都可到达99.9 %以上。8

3.2 湿式静电除尘对石膏粉尘和液滴感化

外洋因湿式脱硫的接收塔出口的除雾器设想的请求较高,除雾器出口所照顾的液滴浓度只要20mg/Nm3,根基上不石膏液滴带出,以是不相干研讨资料。国际已投用接收塔的除雾器出口雾滴浓度设想为75mg/Nm3,而运转时常常还高于设想值,形成接收塔出口有大批的石膏液滴带出,针对湿式静电除尘器对石膏和石膏液滴的去除机理,能够或许作以下阐发:

对电除尘对石膏粉尘的去除机理,咱们查阅了相干资料12,总结以下:

按照电除尘的除尘效力计较公式(多依奇公式)

此中S为比集尘面积,ω是粉尘在电场中的现实驱进速率,现实驱进速率是间接反应粉尘在电晕场中活动的难易程度的目标,查阅相干资料得石膏粉尘的现实驱进速率为0.16~0.2m/s,煤粉炉灰的现实驱进速率为0.1~0.14 m/s,当比集尘面积为10m2/(m3/s)前提下,可计较出电场对石膏粉尘的除尘效力为98%,煤灰为96.4%。可看出在不异前提中,石膏粉尘比煤灰更轻易被捕获。因为湿式静电除尘任务道理与通俗的电除尘不异,同时外洋的相干资料也明白申明,这公式对湿式电除尘一样合用。因此湿式电除尘去除石膏粉尘效力要高于去除煤灰的效力。

在脱硫体系出口石膏因此CaSO4·2H2O的液滴情势存在,颠末除雾器后,其粒径根基上在20μm以下。液滴的脱除通俗接纳湿式除尘手艺,而湿式静电除尘器的水喷淋感化能够或许类似看做为一个重力喷雾湿式除尘。查阅相干资料,湿式除尘的效力计较公式13

此中Et湿式除尘总能量耗损,△Pg是指烟气经由进程湿式除尘的压力丧失,△PL是指湿式除尘喷水压力,Qb是指湿式除尘的喷水流量,Qg是湿式除尘中烟气流量,此中α和β是与烟气中粉尘范例相干的常数。按照三菱供给的湿式静电除尘计划中各项数据计较可得Et=0.8,对应于石膏液滴的α和β今朝还不查到,可是当Et=0.8时对各类酸雾(类似为微液滴),湿式除尘的效力都可到达70%以上。

固然不现实的测试数据申明,可是按照电除尘和湿式除尘的机理,已能申明湿式静电除尘器可有用地撤除烟气中石膏粉尘和石膏液滴。

今朝外洋研讨和运转经历标明,1电场湿式静电除尘器的除尘效力在70%摆布,2电场的除尘效力在90%以上,如许湿式静电除尘器撤除石膏的效力应高于撤除粉尘的效力。也便是说若是接收塔出口石膏液滴浓度在100 mg/m3时,进入1电场湿式静电除尘器后,*多不能够或许跨越30 mg/m3(石膏粉尘浓度6 mg/m3),若是是2电场的湿式除尘器则会更低。能够或许到达外洋接收塔出口的程度,不会在烟囱出口呈现石膏雨景象。盐城大天力情况管理无限公司专注出产湿电除尘

4. 湿式电除尘器的操纵情况

1

2

3

4

4

4.1 湿式静电除尘器在北美操纵情况

按照相干外洋资料的先容12,今朝湿式静电除尘器在北美的火机电组中情况以下:

电厂

机组容量(MW)

首要燃料

WESP的模块和安排

WESP型式

Deepwater

155

Pet Coke

12外置于FGD

3电场垂直板式

Sherco 1&2

750

12模块内置于FGD

2电场垂直管式

Dalhousie 1&2

315total

Orimulsion

1模块内置于FGD

1电场垂直管式

Dakota Gasification

420

煤制气的废液

1模块外置于FGD

3电场程度板式

Coleson Cove

3×350

6#

2模块内置于FGD

3电场垂直管式

安排在FGD内湿式静电除雾器表示图

今朝在美国正在有6台新建的燃用高硫煤的600~750MW,接纳在湿法脱硫体系后加装湿式静电除尘器,作为节制SO3酸雾的办法,以替换原有在电除尘器前烟道内喷氨除SO3酸雾的计划15

4.2 日本三菱湿式静电除尘器手艺

三菱湿式静电除尘器从1975年起头操纵,*早是用于处置化工场的重油汽锅产生的烟气。今朝用于处置汽锅后烟气共有25台套投入运转,此中燃煤汽锅为碧南700MW机组汽锅。事迹表以下:

三菱湿式静电除尘器的首要手艺特色

l 接纳程度板式湿式静电除尘器设想体例,自力安排在FGD出口烟道上。除尘器内烟气流速2.4m/s

l 接纳雾化结果杰出的喷嘴,在冲刷时放电极和集尘极同时通电,可保障不产生无害放电景象。

l 放电极接纳特别外形和装配体例,不会因振动或侵蚀而破坏。

l 对喷嘴摆列情势和集尘极板型式停止优化,可保障对极板*佳的洗濯结果,同时喷出的雾化水,能够或许对烟气中粉尘和液滴起洗濯感化。

三菱湿式电除尘手艺的首要题目

l 除尘道理与通俗电除尘道理不异,喷淋水仅对集尘极板外表停止洗濯感化,进步了集尘效力,可是因除尘面积较小单一电场的除尘效力在70%摆布,通俗接纳2电场时除尘效力在90%摆布。

l 轮回水需插手NaOH停止中和,若是烟气中SO3含量较高时,NaOH插手量响应增大,运转本钱增添,同时废水排入脱硫体系后也将减轻脱硫废水处置承担。

l 湿式电除尘器壳体内外表鳞片衬里耐温只能到达80℃程度。

l 喷嘴、滤网为易损件,改换周期较短。三菱供给数据为喷嘴的寿命在5~10年。还增添了轮回水泵、废水泵和加碱泵等动弹机器,运转和保护用度较干式除尘器高。

三菱湿式电除尘器的体系图:

4.3 日立的湿式静电除尘手艺

日立的湿式静电除尘器于2001年起头操纵于中部电力的碧南电厂451000MW机组上,日立的湿式电除尘手艺与三菱重工根基分歧,只是在喷嘴型式和安排体例、放电极的情势、集尘极板的情势上有所差别外,其*大的差别便是极间距较小只要300mm,在对放电极停止水冲刷时必必要断电。

日立湿式静电除尘器的首要手艺差别:

l 放电极接纳带芒刺片的钢管束成,因为圆柱电容容量大,因此能产生强电场:芒刺尖端放电结果好,能产生强电流,即气体电离结果好。集尘板接纳大平板设想,极间距300mm

l 集尘极与放电极的喷淋水由差别管道供给,在电除尘运转进程中集尘极一向坚持喷淋状况,而放电极通俗一天只喷淋一次,放电极喷淋时电除尘需临时停电几分钟。

l 集尘极喷淋的喷嘴在设想上指向性较强,可防止将水喷淋到放电极上,对烟气的洗濯感化较三菱喷淋体例较弱。

l 湿式电除尘中的烟气流速较高,到达3.6m/s摆布,除尘效力较低只要6070%

l 日立湿式电除尘器的壳体、喷嘴、放电极和集尘极等与烟气和水打仗的部件均接纳SUS317耐蚀不锈钢制作,根基上不会侵蚀景象产生。

4.4 碧南电厂湿式静电除尘器运转情况

碧南电厂1-3号机组为超临界700MW机组,4-5号机组为超临界1000MW机组,设想煤种为灰份10%摆布的高发烧量无烟煤;烟气排放处置体例为:1-3号机组接纳汽锅出口+SCR+干式静电除尘器+烟气换热器+FGD+湿式静电除尘器+烟气换热器的体例,4-5号机组接纳汽锅出口+SCR+烟气换热器+2电场牢固电极和1电场动弹电极的干式电除尘器+FGD+湿式静电除尘器+烟气换热器的体例,此中烟气换热器首要用高温烟气加热脱硫后的高温烟气进步排烟温度,使烟囱出口处烟气温度到达90℃摆布,因烟气内含尘量极低且排烟温度高无水蒸汽固结,烟囱排放的烟气根基通明。盐城大天力情况管理无限公司专注出产湿电除尘

碧南发电厂4-5号机组烟气排放处置流程:

碧南电厂5台机组均在湿式脱硫体系后设置湿式静电除尘器,此中1-3号机为三菱重工产物,分前后二电场,壳体为鳞片衬里,喷嘴、极板和极线均为SUS316L不锈钢,总的长度12.44米。45号机为日立公司产物,只要一个电场,壳体、喷嘴、极板和极线均接纳SUS317耐蚀不锈钢,长度在9米摆布。投产后运转情况杰出,排放烟气中粉尘浓度持久坚持2-5 mg/Nm3程度,在煤质较好情况*低到达1 mg/Nm3,运转十五年来,经先容壳体和内件未产生严峻的侵蚀题目。运转进程中轮回水流量在80100t/h摆布,轮回泵为45KW,每台机组补水量为35t/h,每台机组天天耗损20%NaOH溶液100500Kg(按照煤中含硫量差别)。

碧南电厂净化物排放情况

机组

保障值

实测值

SOX

1-3号机

<30ppm

800ppm(汽锅出口)

28 ppmFGD出口)

4-5号机

<15ppm

871ppm(汽锅出口)

25 ppmFGD出口)

NOX

1-3号机

<28 ppm

150 ppm(汽锅出口)

30ppmSCR出口)

4-5号机

<25ppm

150 ppm(汽锅出口)

15ppmSCR出口)

烟尘

1-3号机

<5mg/Nm3

20g/Nm3(汽锅出口)

电除尘出口150 mg/Nm3

FDG出口17.5 mg/Nm3

湿式电除尘出口5 mg/Nm3

4-5号机

<5mg/Nm3

20g/Nm3(汽锅出口)

电除尘出口30mg/Nm3

FDG出口7.1 mg/Nm3

湿式电除尘出口5mg/Nm3

4.5 鞍钢第二发电厂湿式静电除尘器操纵情况

2006年建成的鞍钢第二发电厂是燃气—蒸汽结合轮回发电厂,总装机容量300MW(燃机183.3MW,汽机117MW)。燃料为低热值高炉煤气(约47Nm3/h)和焦炉煤气(约3Nm3/h)的夹杂气体,煤气从高炉、焦炉出来后已颠末除尘、脱硫处置。湿式静电除尘器装配在煤气紧缩机前,对煤气再停止除尘净化,除尘净化后的煤气经紧缩落后入燃气轮机熄灭。湿式电除尘器、煤气紧缩机、M701S(F)高炉煤气燃气轮机均由日本三菱重工供给。

湿式静电除尘器为程度板式、单电场,处置煤宇量560,000Nm3/h,设想除尘效力为80%,。本体包含整流变为日本三菱重工供给,帮助体系(泵、管道)为三菱重工设想、国际推销。湿式电除尘器前后未装粉尘浓度检测装配,日本三菱重工曾野生取样检测过湿式电除尘器前后的装粉尘浓度,但详细数据不详。

湿式电除尘器外壳资料为20G,外部构件为SUS304。气体通道数:46个,通道宽度(同极距):300mm,有用电极高度:7.6m,有用电场长度:3.299 m,喷水管:3根,喷嘴数算计:60个。轮回水流量:42m3/h,压力0.25Mpa

运转后首要题目:个体放电极尖头处存在积垢景象,但不影响除尘效力。喷嘴在2009年停止了改换。电除尘器的毛病首要是电场内进入异物、喷淋水雾化不良、放电极结垢等。湿式电除尘器后本体保护任务量很少,但废水坑中的灰泥每一年机组检验时需停止清算,给水泵、废水泵需按期颐养保护盐城大天力情况管理无限公司专注出产湿电除尘

(完)
 
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