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一种新的除尘技术 ------湿式除尘器介绍 一、项目背景 近年来随着火电机组容量的不断增长，排放污染物的问题增加对大气环境造成了很大压力为落实国家的科学发展观，新颂布的火电厂污物物排放标准（GB13223-2011）已于2012年1月1日开始实施。对重点控制地区的燃煤机组污染物排放要求大幅提高，烟尘浓度≤20mg/Nm3；SO2浓度≤50mg/Nm3；NOx≤100mg/Nm3；泵及其化合物≤0.03mg/Nm3。 目前国内燃煤锅炉主要采用的除尘方式：静电除尘+湿法脱硫，静电除尘+袋式除尘，袋式除尘等。目前已投产的燃煤电厂95%均采用电除尘器，但是为达到更低的烟尘排放值，电除尘器必然会向更多的电场数、更大的比住集尘面积的方向发展，使设备投资和运行费用大幅提高，同时常规电除尘还存在除尘效率受粉尘的比电阻影响较大，其它污染物除去效果不明显等弱点。新标准的实施，对除尘技术提出了新的要求，迫切需要对国内外的除尘新技术、新工艺（电袋、袋式、移动电极、湿式电除尘等）进行全面认证研究，为了应对日益严重的石膏雨和酸雾的威胁，尤其需要掌握湿式电除尘的除尘新技术。 湿式静电除尘器最早在1907年开始应用于硫酸和冶金工业生产中，在1986年后国外燃煤电厂也开始采用湿式静电除尘器，除去烟气中微细粉尘和酸雾等污染物，取得了良好的效果。 安装SCR后，催化剂能将SO2转化为SO3，转化率为1%左右，如发热量5600大卡含硫量为1%的燃煤，燃烧后烟气中SO2在2500mg/Nm3左右，当SO3转化率为1%时，SO2转化为SO3的量为31mg/Nm3，当烟气温度低于露点时，SO3以直径亚微米级的微粒液滴开工存在，而除尘器和湿法脱硫对于直径小于10um的颗粒去除率较低，无法有效脱除SO3微液滴，这样在安装SCR后，将使烟囱中排放的SO3成倍增加，SO3直接排放造成蓝羽现象，10mg/Nm3的SO3就可见蓝羽，20mg/Nm3的SO3蓝羽会非常明显，30mg/Nm3的SO3蓝羽会非常严重，而干法排烟中只有在冬天可见蓝羽，其它季节基本不可见。 目前美国等发达国家对烟囱排放SOx严格控制，也就是说同时对烟气排放的SO2和SO3进行控制，我国还没有对烟气中SO3排放提出强制要求，但是随着燃煤机组大量采用SCR装置后，SO3排放增加，必将成为下一步污染物控制的主要目标。 新标准中对汞及汞的氧化物的排放也提出了要求，但国内对烟气中汞的脱险还处在研究起步阶段，脱除工艺和方法还都不成熟。而国外采用的活性碳吸附法，其成本高昂，限制了大规模的使用。 二、湿式电除尘器的工作原理 湿式静电除尘器的主要工作原理：将水雾喷向放电极和电晕区，水雾在芒刺电极形成的强大的电晕场内荷电后分裂进一步雾化，电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并，共同对粉尘粒子起捕集作用，最终粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集。水在集尘极上形成连续的水膜，将捕获的粉尘冲刷到灰斗中随水排出。原理图如图1。 静电除尘器的除尘过程可分为四个阶段：气体的电离；粉尘获得离子而荷电；荷电粉尘向电极移动；将电极上的粉尘清除。 只是湿式静电除尘脱除的对象由粉尘和雾滴，但是由于雾滴与粉尘的物理特性存在差别，其工作原理也有所差异。从原理上来讲，首先由于水滴的存在对电极放电产生了影响，要形成发射离子，金属电极中的自由电子必须获得足够的能量，才能克服电离能而越过表面势垒成为发射电子。让电极表面带水是降低表面势垒的一种有效措施。水覆盖金属表面后，将原来的“金属一空气”界面分割成“金属一水”界面和“水一空气”界面，后两种界面的势垒比前一种界面的势垒低很多。这样，金属表面带水后，将原来的高势垒分解为两种低势垒，大大削弱表面势垒对自由电子的阻碍作用，使电子易于发射。另外，水中的多种杂质离子在电场作用下，也易越过表面势垒而成为发射离子。这些都改变了电极放电效果，使之能在低电压下发生电晕放电。其次由于水滴的存在，水的电阻相对较小，水滴与粉尘结合后，使得高比电的粉尘比电阻下降，因此湿式静电除尘的工作状态会更加稳定；另外由于湿式静电除尘器采用水流冲洗，没有振打装置，所以不会产生二次扬尘。 图1：湿式除尘器原理图 三、影响湿式电除尘器除尘效率的主要因素 静电电压值、水量、粉尘浓度三因素对湿式静电除尘效率都有影响，除尘效率随着电压的升高、水量的增大、粉尘浓度的加大而上升，其中电压对除尘效率的影响最为显著，其次是水量，粉尘浓度的影响最小，静电和水雾相结合可显著地提高除尘效率。 四、湿式静电除尘顺器中对各种污染物去除能力 据国外相关资料表明，湿式除尘器对酸雾、有毒重金属以及PM10，尤其PM2.5的微细粉尘有良好的脱除效果。可以使用湿式静电除尘器来控制电厂的SO3酸雾，具有联合脱除的前景。根据国外湿式静电 除尘器的研究和应用表明