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分析|超低排放下电除尘的命运与前景

2018-10-23 17:04:49 来源:网络

4 电除尘的潜力

消除本体缺陷,使旧有电除尘器实现设计期望的排放目标,是升级改造的前提。此处所述电除尘潜力空间,是超出设计期望的功能效果。

◆依据经典电除尘理论和既往实践经验进行挖潜——电除尘挖潜的基本方法

在设计期望恢复满足的前提之下,挖掘本体潜力可从以下几个方面入手:

Ø采用先进供电方式——常规意义上的电源升级

Ø增设辅助收尘 ——拦截逃逸粉尘

Ø消除设计缺陷 ——纠正行业习惯性偏离

Ø堵塞异常逃逸 ——消减电场外区域的粉尘逃逸

Ø采取烟气调质措施——必要场合或工况异常的保驾

Ø强化可靠性投入 ——经常性、多发性故障的根本消除、保证持续达标

这些年来的改造实践,正是按照上述思路开展的——是MEC技术的既往体现。做到了,就能达到减排的目标;做到充分,还会高于期望目标。

回顾十年来的环保升级与电除尘技术的发展,以湿电为标志的超低排放指标,以高频电源为标志的供电水平,以烟气调质为手段的增效措施,都使电除尘的实际效果和客户信任度有所提升。以MEC技术为代表的电除尘升级改造技术(低低温电除尘偏重于C,团聚剂技术也属于C类,移动电极偏重于M,各种先进电源的采用属E,诸如此类),可直接提升原有电除尘器的性能指标,使一些已经濒临淘汰的电除尘起死回生。

在役电除尘,大都能够通过改造满足现行粉尘排放标准≤30mg/Nm3及≤20 mg/Nm3,新建电除尘更没有问题。

当超低排放、近零排放成为执行标准之时,挖掘既有除尘空间的潜力仍有可为之处。

◆阳极板的潜力

观察发现:ZT24型极板的波形表面,背风侧有一粉尘薄层附着,表明细粉尘吸附到极板表面之后,振打清灰无法将其震落,气流对其不能形成冲刷,所以能够长期依附于极板表面,但其厚度很薄 不足1mm.。

波形的迎风面,可看到金属底色,表明即使是附着力较强的微尘也不能附着其上——荷电粉尘吸附上去之后,携带粗颗粒粉尘的气流冲刷到极板表面,将连同已吸附于极板的粉尘一起重返主气流。这样一来,集尘面积的利用率就打了不小的折扣。后级电场的迎风面虽也能看到薄层粉尘积聚,但这并不改变气流对极板表面冲刷的事实。

C型极板没有ZT24型极板那样的大波形,主集尘面上没有迎风面,气流的冲刷和吹扫没有显露的痕迹。然而,C型极板宽度480mm,厚度40或50mm两边平分,防风沟深20-24mm。紊流状态下,宽480mm深20-24mm的沟槽不可能保持全宽范围内沟槽内区域处于层流状态,极板中部表面一定宽度范围无法避免紊流主气流的吹扫和冲刷。假如粉尘潮湿、附着力强,吹扫气流无法将其吹走;如果粉尘干燥、附着力弱,则气流吹扫及清灰二次扬尘都比较严重。

设想改进极板形状、加大沟槽的深宽比,防风沟槽内就可形成足够深度的层流,从而大幅减少气流吹扫和清灰二次扬尘。仅此,逃逸粉尘的消减量,足可满足减排要求。事实上,在上一轮的升级改造中,业界已有人关注到这一方面,并且设计出过滤槽网以消弱二次扬尘,取得了一定的成效,但这还远远不够,因过滤槽网仅在每个电场的出端有添加,其作用是局部的,并不能对整个电场的二次扬尘完全抑制。

◆阴极线的潜力

电晕线的收尘能力只有当阴极清灰失效时才能得到彰显。正常(阴极清灰)情况下,阴极线不收尘——虽有收尘能力,但极线表面需要保持清洁以利于放电,而极线没有象极板那样的容尘和防风沟槽,因而其收尘能力未加以利用。

设想改进阴极构型,设置容尘结构及防风沟槽,清灰时粉尘沿沟槽落入灰斗,则阴极收尘功能就能得到利用。

阴极具备收尘能力是不争的事实,其收尘能力的量度有待考证。初步判断:如果能够加以利用,阴极所收集的粉尘总量,远超过当前逃逸粉尘的总量。但这并不等于利用好阴极收尘功能就能把粉尘逃逸降到零,因为烟气中的粉尘由于阴极的有效捕集而减少,对应地,阳极捕集粉尘的绝对量也会有所减少——而这种减少必然低于阴极捕集的量,因而总的捕集效率有所增加。

◆无形变的内部构型

电场状态的保持对电除尘的持续达标非常重要。但是,目前国内普遍使用的电场构型,多为过约束联结——整排极板、整片线框形成固定的整体,看似稳固,实是限制了板、线的自由伸缩、造成过约束变形,板、线内应力的释放受到约束,导致变形的发生,极距不均由此产生。高温电除尘及极板、线框和极线加工内应力未能及时释放的电除尘皆有此忧虑。

一种上部吊挂、下部仅作限位而不固联的安装方式有利于极板、板线形状的保持,但不利于清灰振打力的传递,可谓有利有弊。在适用的场合(高温烟气,粉尘干燥而易于清除的场合),可按该方式构型——电极形位的保持使电场能够发挥最佳的收尘功效、长期满足设计期望。

◆供电装置的潜力

电除尘的部分潜力蕴藏于高压供电之中。已知的结果是:当电场放电条件按时间和空间都比较均衡时,放电和收尘效果最佳;当放电条件在时间或空间上不均衡拟或严重不均衡时,电场工作不稳、除尘效率下降。放电受到干扰,收尘难以为继、时断时续。

三相电源、恒流电源、高频电源、高频恒流电源在抑制电场工作波动和注入有效电晕功率方面均显示出比常规电源更具优势,在针对PM10、PM2.5超细粉尘方面,脉冲电源(微秒级)开始展现其优越性。在可望之未来,纳秒脉冲电源有可能在脱除多种有害气体成分和超细粉尘方面展现新的功效。

在当前,先进高压电源在强化供电控制功能和工作可靠性方面不断得到提升,并通过结合本体构型和烟尘特点、谋求合理匹配,在实现电除尘环保升级方面成为不可或缺的内容。

对实际的工况,有粉尘存在、浓度高且极不均匀或浓度低且粉尘极细,烟气中存在多种气体成分,极板和极线都有一定程度的附灰,板线附灰且不均匀——此种情形下的阴极放电呈纷杂的状态,粉尘的荷电与迁移过程既受到紊流气流的带动,又受到静电驱动的作用,并在浓度梯度力的作用下趋向阳极板。

电场有效利用率在空间和时间上尚存在一定的真空,气流冲刷、吹扫、清灰产生二次扬尘在当前捕集到的粉尘中的占比尚难衡量,既有空间的除尘潜力有多少?消除二次扬尘,必带来除尘效率拟或粉尘逃逸率的重大改变,改善各级电场的不均衡放电或无效供电既能增进收尘效果、又能减少能量浪费。

凡此种种,都与供电控制密切相关。相应地,供电控制方式的进步对电场功能的提升是不断加深的。

◆潜力空间综合

经典除尘理论、既往实践经验指导下的挖潜,使既有电除尘达到应有的工作能力;阳极改型,消减二次扬尘的同时、提高捕集能力;阴极收尘,增加除尘能力;可靠性设计,持续保持高效;供电方式改进,相同除尘空间的捕集能力提高。以上诸法全面实施,现役四电场电除尘满足超低排放乃至近零排放标准应无障碍。

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