治 理 利 器

　　国内外应用情况

　　国内应用情况

　　湿式电除尘器作为控制燃煤烟气PM2.5非常有效的设备，静电除雾器在电厂的应用已有20多年的历史。

　　在国外，由于静电除雾器的诸多优点和高效简洁的特点而被喻为“先进技术”和“可完成控制技术”。在发达国家，有近千台静电除雾器在欧洲诸国、美国、日本等国家的电厂应用。如美国BruceMansfield电厂、德国Mirant’Dickerson电厂等多家电厂测试报告表明，湿式电除尘器对PM2.5的去除效率均高于90%，粉尘排放浓度低于20mg/Nm3。

　　国外应用情况 

　　湿式静电除雾器，在化工制酸、有色冶金、焦化和其它煤气净化工艺中，已是一项非常成熟的技术，尤其在制酸行业中，我国已有上千套电除雾器，成功应用于制酸装置净化工程的微米级的酸雾、粉尘的净化处理。

　　化工及制酸装置净化工段，一般采用两级电除雾器酸雾净化流程，单级电除雾器电场烟气设计流速一般按0.8~1.2m/s考虑，其烟气进口雾滴含量一般达50g/m3，粉尘含量一般为100mg/m3，经二级湿式电除雾器后，其出口烟气中，雾滴含量一般达5mg/m3，粉尘未能检出，单级电除雾器除雾（尘）效率可达99.9%以上。

　　如今，我国已有湿式静电除雾器成功应用于去除尾气中携带PM2.5、气溶胶的成功案例，如2009年由我司采用自主知识产权技术进行总承揽的高效高气速湿式静电除雾器，应用于石化巴陵石化公司动力事业部1#锅炉氨法烟气脱硫脱硝项目，经运行实践表明，本装置较好的解决常规氨法中尾气硫铵夹带、PM2.5细粉尘、气溶胶等难点问题。

　　不仅如此，湿式静电除尘技术不仅在电厂燃煤锅炉，还可以应用在冶金、化工、纺织、水泥、平板玻璃等行业。如我司在成功应用在山东日照钢烧结厂尾气脱硫烟气、浙江桐乡巨石集团纺织尾气及江苏启东亚泰生产尾气中的PM2.5、气溶胶、酸雾等，均能达到较为理想的去除效果。

　　应 用 背 景

　　背景一

　　当前，我国大气污染形势严峻，以可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出，损害人民群众身体健康，影响社会和谐稳定。

针对我国近年来大面积连续呈现的雾霾天气、PM2.5爆表等严重的生态灾难，引发中央政府的高度重视，并出台了一系列的防控标准规范，

　　☆  2013年09月10日国家环保部发布了《大气污染防治行动计划》，即环保“国十条”：

　　具体指标：到2017年，全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%以上，优良天数逐年提高;京津冀、长三角、珠三角等区域细颗粒物浓度分别下降25%、20%、15%左右，其中北京市细颗粒物年均浓度控制在60微克/立方米左右。

　　（一） 加强工业企业大气污染综合治理。

　　燃煤锅炉和工业窑炉现有除尘设施要实施升级改造。

　　(二十七) 将目标任务分解落实到地方人民政府和企业。将重点区域的细颗粒物指标、非重点地区的可吸入颗粒物指标作为经济社会发展的约束性指标。

　　☆   2012年12月5日国家环保部发布了《重点区域大气污染防治“十二五”规划》：

　　（二）强化工业烟粉尘治理，大力削减颗粒物排放

　　1.深化火电行业烟尘治理

　　燃煤机组必须配套高效除尘设施。一般控制区按照30 毫克/立方米标准，重点控制区按照20 毫克/立方米标准，对烟尘排放浓度不能稳定达标的燃煤机组进行高效除尘改造。

　　3.深化钢铁行业颗粒物治理

　　现役烧结(球团)设备机头烟尘不能稳定达标排放的进行高效除尘技术改造，重点控制区应达到特别排放限值的要求。

　　4.全面推进燃煤工业锅炉烟尘治理

　　燃煤工业锅炉烟尘不能稳定达标排放的，应进行高效除尘改造，重点控制区应达到特别排放限值的要求。

　　背景二

　　☆  2011年07月国家环保部颁发《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）

　　该标准中对各种大气污染物，尤其是粉尘的排放限值提出更严格要求，其中重点地区烟尘排放标准为20mg/m3，一般控制区为30mg/m3。

　　☆  2011年04月国家环保部颁发《平板玻璃工业大气污染物排放标准》（GB26453-2011）

　　该标准中对各种大气污染物提出严格要求，其中粉尘排放标准分别为50mg/m3（新建）和100mg/m3（现有），

　　☆  2012年6月环保部颁发《火钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》（GB28662-2012）等8项标准：

　　该标准中对各种大气污染物，尤其是粉尘的排放限值提出更严格要求，其中重点地区烟尘排放标准为40mg/m3，一般控制区分别为50mg/m3（新建）和80mg/m3（新建）。

　　背景三

　　燃煤锅炉、钢铁烧结机、玻璃炉窑等绝大部分都设置除尘和脱硝、脱硫装置，除尘一般采用电除尘或布袋除尘，脱硫一般为钙基（氨法）湿法脱硫工艺。除尘脱硫系统存在问题主要为：

    ① 出口烟尘实测值一般无法达标排放；

    ② 微细粉尘及气溶胶粒子无法去除；

    ③ 脱硫装置无GGH时，钙基脱硫普遍存在“石膏雨”问题，“景观”污染严重。

    ④ 湿法脱硫SO3脱除率仅40%~50%，存在低温腐蚀，要求净烟道及烟囱严格防腐。

    ⑤ 氨法脱硫工艺普遍存在氨逃逸、气溶胶难以消除等问题，严重时存在“化肥雨”现象。

    ⑥ 目前大部分火电机组都在进行SCR脱硝工程的改造。由于SCR催化剂的作用，烟气SO3浓度提高50%。经湿法脱硫后，排烟中形成硫酸酸雾、气溶胶，烟囱出口形成“白烟”或“黄烟”，污染严重。

　　发 展 历 程

　　国内发展历程

 

　　技 术 优 点

　　传统电除雾器，尽管在化工、冶金行业应用均有应用，然其处理操作气量均低于10×104Nm3/h，针对脱硫脱硝尾气排放量巨大，且尾气通常在正压下操作，传统电除雾器难以适应其脱硫（脱硝）烟气特点。

　　为保证湿式电除尘（雾）能成功应用于脱硫脱硝尾气后的深度治理，经过多年技术跟踪及工业试验等研究过程，开发出先进的“新型高气速高效湿式静电除雾器”，成功应用于中石化巴陵石化公司改进型流光放电氨法烟气脱硫脱硝、山东日照型钢烧结厂尾气脱硫尾气深度净化治理，并能达到多种污染物联合脱除效果。

　　新型高气速高效湿式静电除雾器，其技术优势如下：

 

　　除尘（雾）机理和应用领域

　　除尘（雾）机理

　　湿式静电除尘（雾）器系高效气液分离湿法设备，主要用于捕集烟气中含微米和亚微米级粒子。在高压静电作用下，电晕阴极线不断放射出电子，把电极

　　间气体电离成正负离子。尘、酸雾等颗粒碰到电子而产生荷电。按照同性相斥、异性相吸的原理，荷电后尘、酸雾雾滴应向电极性相反的电极移动。正离子向电

　　晕极移动，负离子和电子则移向沉淀电极，将电荷传给沉淀极。失去电荷后的酸雾颗粒靠自重顺沉淀极内壁流向设备底部而得以去除。

 

高气速高效湿式静电除尘（雾）器

 

　　结构说明及布置形式

　　结 构 说 明

　　本体结构

　　GRP导电碳纤维强化复合材料的PM2.5深度治理电滤器，是以高档耐腐蚀乙烯基树脂为基体，碳纤维，玻璃纤维为增强材料，通过模压、缠绕、手糊成型工艺制成的一种高效净化除雾设备。其设备本体，主要由上壳体、中壳体、阳极管束组、阴极电晕极线系统、整流板、导流(风)板、喷淋冲洗系统、绝缘子室等部件组成（如右图所示）。配套辅机说明电气、仪表包括高压整流变压器、高压控制柜、高压隔离开关、绝缘箱热风正压保护加热器及PLC（DCS）控制系统、冲洗水控制系统、电除雾器范围内所有内部电缆连接线和电缆桥架。

 

高气速高效湿式静电除尘（雾）器

 

　　性 能 保 证

　　设计性能保证

　　①  设计电场烟气流速：1.6~3.2m/s，依除尘（雾）效率要求及设备投资选取。

　　②  除尘效率：对PM2.5~PM10细微粉尘、气溶胶颗粒去除率85% ~ 93%；

　　③  除雾效率：对酸雾、雾滴去除率85% ~ 97%；

　　④  除重金属效率：Hg、As等重金属蒸汽可冷凝于雾滴一同被除去，去除率达75%；

　　⑤  用电负荷：湿式静电除雾器用电按2.5~3.0kWh/104m3烟气考虑。热风保护装置：每套按50~120kw考虑。

　　⑥  冲洗水耗：冲洗水分为连续雾化喷淋冲洗水和间断清灰冲洗水；连续雾化喷淋冲洗水流量按3~5L/（min•104m3）设计；间断清灰冲洗水流量按25～30L/（min•104m3）,冲洗时间5~10min.

冲洗水可设集水盘收集经膜过滤循环使用或直接作为脱硫塔工艺补水。

　　⑦  设备压力降：按0.3~1.0KPa考虑，依设计气速及烟气量定；

　　⑧  设计使用温度：烟气进电除雾器温度在85℃时，能运行20min而无损坏，

　　⑨  装置可用率：相对于脱硫（脱硝）运行时间的可用率不低于95%。

　　⑩  装置使用寿命：主体设备使用寿命一般按25~30年设计考虑。

实际应用效果

　　①  相比于常规的折流板机械除雾器，新型湿式静电除雾器对雾滴、气溶胶颗粒的去除效率更高，去除粒径更小。能够真正的除去PM2.5~PM10微细粉尘、气溶胶等污染物，减少PM2.5的排放。

　　②  可取代GGH再热装置的设置，解决湿法脱硫及其他尾气形成的“石膏雨”、“化肥雨”、 “大白烟”问题。

　　③  有效去除酸雾，去除SO3气溶胶、NH3气溶胶（氨法脱硫）、细小液滴、汞等重金属。减缓烟囱腐蚀。

　　④  有效解决脱硫脱硝（SCR+WFGD）之后烟囱的“白烟”、“蓝烟”“黄烟”问题。

　　工程应用实例

　　电厂燃煤锅炉应用

　　① 巴陵石化公司湿式电除尘（雾）器的应用

　　2010年06月，我国首套流光放电氨法烟气脱硫脱硝项目在中石化巴陵石化公司动力事业部进入试生产阶段。项目首次采用改进型流光放电氨法烟气脱硫脱硝+新型高气速湿式静电除尘（雾）器对尾气深度净化相结合的新工艺技术，

本项目采用的高气速湿式静电除尘（雾）器，系由我司采用自主知识产权技术进行总承揽，首次应用于处理规模为340000m3/h烟气量的氨法烟气脱硫装置出口的烟气携带的PM2.5、气溶胶、雾滴等污染物的深度净化治理。自投入使用一年多来，运行稳定，各项工艺指标很好满足其设计要求，有效可行解决了火电厂湿法烟气脱硫装置尾气夹带液滴、气溶胶等带来的污染问题。

　　工程应用实例

　　电厂燃煤锅炉应用

　　② 华电集团湿式电除尘（雾）器试验装置

　　1. 测试目的

　　为适应环保新形势的需要，实现优势集成，解决当前火力发电燃煤电厂烟气脱硫装置尾气气溶胶及酸雾等问题，

　　华电集团环保工程有限公司，联合我公司投资建设湿式静电除尘（雾）系统实验装置系统一台（套），测试静电除雾器装置运行的稳定性及在不同工况下其技术运行指标，同时寻求电除雾器在不同的操作气速与其除雾效率的最佳值。

　　2. 测试工艺流程

　　由试验现场燃煤热水锅炉提供5000~15000m3/h燃煤锅炉烟气，进入脱硫吸收塔，塔内模拟脱硫塔工况，喷射石灰浆液，产生饱和湿烟气，经塔内折流板除雾器，初步分离烟气携带出较大颗粒的浆液滴和水雾后，进入湿式静电除雾器，在电除雾器内经高压静电的作用下，烟气中携带的细小粉尘（如PM2.5）及雾滴等细微颗粒得以进一步去除净化，除雾、除尘后净化烟气，经离心风机输送，自烟囱排放。

　　3. 测试结果

    测试在不同风量，其电场对应操作气速在1.0~3.0m/s工况下进行，经测试显示，电场气速在不高于2.50m/s情况下，湿式静电除尘（雾）器对PM2.5等气溶胶、雾滴的去除效率，均能达90%以上，较好的满足其设计的要求。

　　玻璃炉窑行业应用

　　①株洲旗滨600t/d玻璃炉窑脱硫脱硝尾气深度净化治理工程

　　☆ 工程背景

　　株洲旗滨集团股份有限公司，是一家从事玻璃生产的上市公司，目前拥有湖南株洲、福建漳州、广东河源三个玻璃生产基地。当前，旗滨集团已投产的数十条玻璃生产线，在玻璃生产过程中，产生含SO2、NOX烟气，经进行SCR脱硝、余热锅炉回收余热、石灰石-石膏法脱硫除尘工艺，经脱硫脱硝除尘后的烟气，经烟囱排放。

然脱硫后的饱和湿烟气，不可避免的携带石膏浆液，同时其中的烟尘、微细粉尘等粒子均处于“湿”的状态，与水雾、液滴等互相凝并，形成“气溶胶”。由于未设置GGH，湿烟囱排放烟羽透明度差，烟羽呈白色，导致现阶段烟囱尾气出现“大白烟”、“黄烟”景观污染问题。

　　☆ 主体工艺路线

　　为解决当前尾气夹带雾滴及细微颗粒等冒大烟问题，旗滨集团采用我司的“烟气冷凝洗涤降温+高气速高效湿式电除尘（雾）器”主体工艺路线，应用于玻璃生产线脱硫脱硝尾气进行深度净化治理。

　　☆ 运行情况

　　当前，我国首套应用于玻璃炉窑烟气的脱硫脱硝尾气深度净化-高气速高效湿式静电除尘（雾）器，已于2013年09月正式投运，经投运后，原排放的脱硫脱硝尾气存在的“冒大烟、拖长龙”现象得到较大的改善，其湿式静电除尘（雾）器对烟气中的雾滴、细微粉尘去除效率高达90%以上，较好的达到预期的设计效果。

　　☆ 后 记

　　同时，鉴于湿式静电除尘（雾）器的成功应用的良好效果，旗滨集团在建的硫脱硝尾气深度净化技改工程，目前有株洲旗滨集团3#、4#生产线、漳州旗滨集团5#、6#、7#生产线。

　　钢铁烧结机应用

　　①山东日照2×180m2钢铁烧结机石灰石膏法脱硫尾气深度净化治理工程

　　山东日照2×180m2钢铁烧结机石灰石膏法脱硫尾气深度净化治理工程，电场烟气流速按2.3m/s设计，电除雾器除尘（雾）效率均能达90%以上，经处理后尾气排放尘含量13.8mg/m3。

　　2013年3月22日，受山东省科技厅委托，济南市科技局和山东省环保厅在日照主持召开了由我公司设计、制作的“烧结脱硫湿烟气静电除雾深度净化技术开发与应用”项目技术鉴定会，鉴定委员会实地考察了日钢三期2×180㎡烧结机脱硫细颗粒物脱除示范工程现场，认真听取了项目组的相关汇报，审查了有关资料，经质询和讨论，专家们一致认为我公司自主研制的“烧结脱硫湿烟气静电除雾深度净化技术”达到国际先进水平。

　　本装置湿式静电除雾器，系由我司进行设计、完成主体设备的制作。