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湿式电除尘器在燃煤电厂WFGD后的应用分析

2017-02-28 10:24:05 来源:网络

对直径小于0.5μm的颗粒来说扩散荷电是主要作用,亚微米粒子在随机运动时与负离子碰撞而带电,注入的电流密度是影响扩散放电最重要的因素。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端的强大电火花进一步击碎细化,使电场中存在大量带电雾滴,大大增加亚微米粒子碰撞带电的机率,而带电粒子在电场中运动的速度是布朗运行的数十倍,这样就大幅度提高了亚微米粒子向集尘极运行的速度,可以在较高的烟气流速下,捕获更多的微粒。

国外的研究表明,在高于露点温度以上时,烟气中的SO3在205℃(400F)以下时,主要以H2SO4的微液滴形式存在。

其平均颗粒的直径在0.4μm以下,属于亚微米颗粒范畴。这也是干式静电除尘器和FGD对SO3去除率较低的主要原因。湿式静电除尘器对亚微米颗粒的高捕获率,可对SO3的微液滴起相同作用。因此,湿式静电除尘能够高效地去除亚微米粒子、雾滴,小至0.01μm的微尘,除尘效率根据运行的电场数不同甚至可达到99.9%以上。2、湿式电除尘在燃煤电厂湿法脱硫后的应用情况

2.1日本湿式电除尘器应用情况

日本的湿式电除尘技术已在其国内大型燃煤电厂有30多年的使用业绩。三菱重工是最早开发的。三菱重工目前共有33台套WESP用于处理电厂湿法脱硫后烟气,其中燃煤锅炉典型工程案例为碧南电厂3×700MW机组湿式电除尘器。

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,设计煤种为灰份10%左右的高发热量无烟煤;烟气排放处理方式为:1—3号机组采用锅炉出口+SCR+干式静电除尘器+烟气换热器+FGD+湿式静电除尘器+烟气换热器的方式,4—5号机组采用锅炉出口+SCR+烟气换热器+2电场固定电极和1电场转动电极的干式电除尘器+FGD+湿式静电除尘器+烟气换热器的方式;

其中烟气换热器主要用高温烟气加热脱硫后的低温烟气提高排烟温度,使烟囱出口处烟气温度达到90℃左右,因烟气内含尘量极低且排烟温度高无水蒸汽凝结,烟囱排放的烟气基本透明。

碧南电厂5台机组均在湿式脱硫系统后设置湿式静电除尘器,投产后运行情况良好,排放烟气中粉尘浓度长期保持在2~5mg/Nm3水平,在煤质较好情况最低达到1mg/Nm3,运行15年来,经介绍壳体和内件未发生严重的腐蚀问题。

碧南电厂污染物排放情况如表1所示。

表1碧南电厂污染物排放情况

湿式电除尘

2.2、美国湿式电除尘器应用情况

在美国,湿式除尘器在电厂应用的标志是美国Joy公司于1975年在宾西法尼亚电力照明公司燃烧无烟煤的Sudbury电站上安装的一套中试装置。该WESP系统一直良好运行了20多年,直到其服役期满。这些烟气中的硫酸最终成为亚微米级的酸雾,但它们可以被WESP可靠地捕获。

2000年,对NB电力公司旗下的315MW容量的Dalhousie电厂中原B&W供货的WFGD系统进行了WESP改造。该WESP系统被设计安装在WFGD吸收塔上部的有限空间里,用来收集垂直上升气流中的硫酸雾。这种布置方式为整体式WESP。尽管有限的空间极大地限制了WESP的尺寸,但是这个单电场的WESP系统自投运以来一直很可靠。

AESDeepwater电厂是美国最早在电站上安装使用WESP的电厂。该电厂WESP自1986年电厂开始投运时便进入商业运行,安装WESP旨在满足当地可滤性颗粒物及硫酸酸雾综合排放的控制要求。

该电厂采用“干式ESP+WFGD+WESP”三级尾气净化系统。其中WESP由3个电场、12套平行向上的烟气流系统模件组成。该WESP自投运以来一直运行很成功,经测试对硫酸雾的脱除效率高于90%,在达到颗粒物排放要求的同时,烟囱浊度一般能达到低于10%。

北方国家电力公司Shirco电站在其两套750MW机组上安装有美国第一个全尺寸WESP以降低浊度。在该电厂每台机组上的FGD系统后都安装有11个管式、垂直上升烟气流WESP模件。这些22套WESP模件使其浊度降低到低于10%。

2.3欧洲湿式电除尘器应用情况

在欧盟,也有许多电厂采用WESP来控制微细颗粒物及酸雾烟羽。如1997年由三菱公司制造的一套WESP安装于Werndorf电厂#2锅炉,这是欧洲锅炉工厂第一套安装于FGD后的WESP,该WESP到目前为止一直在成功地运行着。

3湿式电除尘器应用于湿法脱硫后的技术经济性分析

在脱硫塔后布置湿式静电除尘器作为污染物排放的最后控制手段,可满足20mg/Nm3甚至更严格的火电厂大气污染物排放标准。现在广为采用的燃煤电厂高效除尘设备如电除尘器、电袋复合除尘器等只

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