电除尘器的应用前景（通用8篇）
电除尘器的应用前景 篇1
对电除尘能否适应新标准的调查
跨过这道坎，又是海阔天空
日期：2010-10-20 作者：班健 来源：中国环境报第6版
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■电除尘到底能否满足新标准更严格的要求？
■在国外发展了百年的电除尘为何没有遭遇这种危机？
■中国电除尘行业面临什么样的特殊问题？
■电除尘如何面对目前复杂的外部市场环境？
■布袋真的能取而代之吗？
■能否考虑生命周期算总账？
图为华能海门电厂6×1000MW超临界燃煤机组和电除尘器，标志着国内百万机组电除尘器低排放(30mg/Nm3)的时代已经来临
核心提示:在西方走过百年历史的电除尘，在中国也已发展30多年，成为成熟的产业。但在一个特殊的节点上，却遭遇了信任危机，这个特殊节点就是国家将提高燃煤锅炉烟尘排放标准。
随着环境保护要求的日益提高，国家制定了更加严格的排放标准，新的《火电厂大气污染物排放标准》将要推出，有些管理部门和用户对电除尘器能否达到30毫克/立方米的新排放标准表示了担忧，社会上甚至有观点认为电除尘器已不能满足当前国家或者某些发达地区的环保要求，今后应该由袋式除尘器或电袋复合除尘器取而代之。一句话，有舆论认为，电除尘很难适应新标准要求。
记者走访行业内外和相关企业，希望能将相关问题调查清楚。
记者了解到，电除尘行业此次举全行业力量，中国环保产业协会电除尘委员会以行业组织名义发布《关于中国电除尘产业发展和节能减排的报告》，意在向相关部门澄清认识——这种看法是非常不科学的。无论是看当今发达国家电除尘器的使用情况，还是看国内电除尘器的大量应用实例，都充分说明:即使粉尘排放标准提高到30毫克/立方米甚至更严格，电除尘器仍将是消烟除尘的主要设备和技术途径。
中国环境报 记者班健
成熟行业遭遇信任危机
发展了30年的电除尘行业，目前状况如何？记者从中国环保产业协会电除尘委员会了解到，我国目前从事电除尘行业的生产企业有200多个，还有一批高等院校、科研、设计院所，主要骨干企业可与世界知名厂商相媲美。目前，我国已经作为电除尘大国出现在国际舞台，在这个领域的排名位居前列。产品除了满足国内的需求，还出口到世界上数十个国家和地区。去年调查统计的23家企业，出口量已超过14亿元。在我国环保产业中，电除尘行业是唯一能与国际厂商相抗衡且具有竞争力的一个行业。
但电除尘在国内为何被质疑呢？行业权威人士认为，电除尘一直满足的是以前比较低的排放标准，导致大家习惯性地认为其只能满足低标准。
实际上，发展了上百年的电除尘在西方却没有被怀疑过达标问题，世界发达国家粉尘排放要求较高的欧、美及日本燃煤电厂主要采用电除尘器，出口排放一般都低于20毫克/立方米～30毫克/立方米，运行情况良好。如欧盟2001/80/EC指令中规定粉尘排放限值为30毫克/立方米，其电除尘器约占85％左右，目前西欧电除尘的平均排放小于10毫克/立方米；美国2005年规定粉尘排放限值为20毫克/立方米，其电除尘器约占80％左右；日本大部分地方政府制定的粉尘排放标准均低于20毫克/立方米，其燃煤电厂几乎全部采用电除尘器。
发达国家燃煤条件较好，热值高，灰分低，应用电除尘器比较有利。但是值得注意的是，印度、越南等发展中国家燃煤电站也大都采用电除尘器。印度煤种具有高灰分、高比电阻、低热值、低硫、低氧化钠等特性，电除尘器对粉尘的收集比较困难，但近年新建660兆瓦机组燃煤电厂还是选择了具有多电场和大比集尘面积的电除尘器。有数据显示，印度燃煤电厂90％以上均使用电除尘器。
电除尘一直因其具有处理烟气量大、除尘效率高、适应范围广、设备阻力低、使用简单可靠、运行维护费用低且无二次污染等优点，成为工业烟尘治理领域尤其是电力行业众多除尘设备的首选产品。不论是煤好还是煤不好，电除尘器有着许多独特的优点为各国所认识。
退一步说，连印度这样煤种很差的国家也采用电除尘器，在中国，为何电除尘器会被怀疑呢？
在中国，到底有何特殊情况？行业自身有没有问题？暴露出什么问题？
如何把自己的事做好？
30年河东，30年河西，走过30年的电除尘恰好面临这样的节点。如何把自身做好？出现问题了怎么办？也是电除尘需要回答的问题。
如何把自己的事做好？电除尘在感受到布袋的山雨欲来之势时，最明智的选择就是检视自身问题，并从根本上予以解决。
首先，不论争议如何，保持稳定达标将是行业面临的头等大事，比如虽然设计煤种能达到达标要求，但如果煤种变化，如用了电除尘很怕的准格尔煤等怎么办？类似问题应该提前考虑。
业内专家介绍说，应按最差煤种来设计；此外，要设计裕量，煤种比中国还差的印度，之所以稳定使用电除尘，就是因为在设计上要求一定的裕量。近年新建660兆瓦机组燃煤电厂选择了具有多电场和大比集尘面积的电除尘器。
印度这样的国家怎样用电除尘满足高标准要求呢？恰巧，龙净中标印度最大的除尘项目，他们应该很有发言权。
郭俊介绍说，印度的煤种在世界上对电除尘器来说是最差的。那么，煤种差的印度为什么不用布袋呢？记者了解到，印度也有过尝试，但有几个问题比较难解决，一个进口浓度高，一个烟气温度也偏高；另外，整个运行成本比我们算得清楚。郭俊感慨地说，国内没人算总账。
郭俊介绍说，印度和我国的差距实际上反映的就是电场数量。龙净收到的印度国家电力招标书，把电场数定死了，集尘面积不能小于多少，也定死了，在这个基础上再来投标。我们希望国内也能这样，恶性竞争实际上损害了业主的长期利益。因为投入不长时间就要改造再升级，其实是很复杂的事情。
借危机整肃行业规范也很必要。业内专家指出，设计要按照最差煤种来设计。国外有些好办法值得学习，一个是最小设备容量的限制，印度在投标时有最小容量的限制。但在国内是让厂家投，业主不管规模多大，只要能保证达标就行，不会去管里面究竟有没有问题。国外业主对常用煤种质量心里有数，他们会提出一个最基本的要求，对除尘器、比集尘面积都有要求，国内提要求的很罕见。另外选型应该留一定裕量，烟气量要加10％，烟气温度也要提高10摄氏度。
记者了解到，行业已经意识到电除尘普遍存在的问题，拟制定电除尘器选型指导书。相关企业反映，这个行业再也不能用低价竞争，根据煤质和技术要求电除尘器选用几个电场，在行业里要有统一的规范，把方案做小了不行。
谈起自律，在这个行业工作了20多年的郭俊非常有感触，他坦言，我们怎么把自身做好，老标准是一个原因，恶性竞争是深层次原因。电除尘行业应该深刻解剖自己，亮出真情实况。这次的报告不是简单推介，而是用数据说话，把所有大型机组的除尘器都调查了一遍:是什么状态，归到哪里去，占的比例是多少„„这样外界看得就清楚了。现在确实有些观点说布袋解决问题，所以最重要的是让客户和政府主管部门认识这个行业。
行业面临四大问题
山雨欲来。发展了30年的产业面对信任危机时，必须自我反思。
业内资深人士自揭家丑，告诉记者，电除尘确实对一些煤种很敏感，确实有一些项目有冒烟的问题，这样难免会让人担心，习惯于满足老标准的电除尘经得起新标准的考验吗？
到底国内哪些煤种电除尘器适应性差？福建龙净环保股份有限公司副总经理、教授级高工郭俊介绍说，很多厂家都因一些煤种吃过亏，有过经验教训。比如准格尔煤、河南煤等。
虽然个别煤种不适应，但大多数煤种还是适应的。为什么还会有怀疑呢？郭俊坦言，由于历史的原因，我国原来制定的火电厂粉尘排放标准比较低，也无规范的电除尘器设计选型标准和要求，各厂家设计制造的电除尘器比集尘面积普遍偏小或裕量不够。此外，低价竞争也始终是困扰电除尘行业的一个顽疾。
郭俊的概括代表了行业的共识。
此次报告对一些在役运行不佳，排放达不到50毫克/立方米的电除尘进行详细分析，总结出几点原因。
一是原设计参照较低的排放标准。我国1997～2003年执行的《火电厂大气污染物排放标准》规定新建电厂烟尘排放浓度限值为200毫克/立方米，依据这个标准设计的电除尘器大多电场数偏少，比集尘面积偏小。
二是燃煤电厂实际燃用煤种与设计煤种偏差很大。为了减少投资，电厂通常提供较好的煤种作为设计煤种，或提供较小的烟气量作为设计参数。一旦实际煤种变化或烟气量超过设计值时，烟尘排放就会超标。
三是电除尘器选型设计不合理。早期对国内有些难收尘煤种认识不足，特别是高硅、高铝、低硫、低钠、含湿量低、比电阻高的煤灰，使电除尘的除尘效果变差。实际上许多制造厂在选型设计时电除尘器容量选择过于“临界”，故而埋下隐患。
四是市场竞争无序低价。以前由于我国粉尘排放标准要求较低，一般电除尘器都能轻易达到排放标准，导致采用先进技术或按高标准设计的企业成本增高，反而成了市场竞争的弱势。市场准入门槛低，“低价中标”误导市场，用户普遍缺乏电除尘器设计参数和保证值之间关系的认识，错误认为谁的价格低就选谁的。
这4点原因其实也是行业普遍面临的问题。
电、袋之争起
的确，自从新标准发布后，相关行业就有弃用电除尘改用布袋的想法，记者从水泥行业协会了解到，水泥企业目前除尘的确出现“电改布”的倾向，很多水泥厂的相关项目在实施；国内滤料行业上市公司三维丝也判断，随着新标准颁布，布袋行业将引来井喷式需求。
而这边，发展30年，已经非常成熟的电除尘，能否经受住考验，难道真的很担心袋式这个初生牛犊的冲击？这是记者反复求证电除尘行业的问题。
一位权威人士指出，国内对技术的认识存在着一窝蜂，说布袋好，似乎布袋就能包治百病，全忘了以前的教训了。
记者了解到，布袋比较娇贵，酸、油、高温、高湿、高氧都受不了。电除尘材质是钢铁，耐受能力较高，高温300摄氏度的电除尘也能设计。但对袋式来说，锅炉点火烧油要设计走旁路，爆管时的水汽也要走旁路，锅炉出现异常时高温也要走旁路。
今年6月环境保护部出台《关于火电企业脱硫设施旁路烟道挡板实施铅封的通知》，严禁脱硫的旁路。显然，布袋的旁路将引起脱硫的严重堵塞。另外国家新标准大幅提高了对氮氧化物排放极限值，烟气脱硝必将普遍应用，脱硝产生的硝酸氢氨对布袋有糊袋的威胁，但这些即将面临的问题眼前却被忽略了。
事实上，这份电除尘报告里确实也提到布袋的脆弱。
报告中指出，到目前为止，我国1000兆瓦等级燃煤机组全部采用电除尘器。袋式除尘器在我国火电厂的应用及研发经历了多次起落。上个世纪70年代在内江、山东淄博等地的小机组以及90年代巡检司和杨树浦电厂应用的袋式除尘器均因破袋、糊袋等原因被迫拆除。2000年以后年高井电厂、焦作电厂、托克托电厂等燃煤机组都先后采用袋式除尘器，在滤袋没破损时出口排放浓度小于30毫克/立方米，但滤袋寿命没超过3万小时(即不到3年半)就出现破袋和局部“糊袋”而面临改造。
布袋的确比较娇贵，不能作主流，却能作补充，尤其是在煤种不好的情况下，近年来，龙净等企业积极发展电袋除尘，可视为积极的开拓新领域、寻找融合点，电袋复合除尘器是我国新开发的除尘设备，2004年开始在我国燃煤电厂应用，目前已经投运的25兆瓦～600兆瓦机组几十台，设备最长运行时间超过5年。
中国环保产业协会电除尘委员会专家王励前表示，电除尘、袋式除尘和电袋除尘这3代除尘方式互相补充，各自有各自的适用条件，比如老厂改造时，为了达到更严格的排放标准，如果将电除尘全部改成袋式除尘，会造成巨大浪费，而保留原有电除尘设备的同时增加滤袋，使用电袋除尘方式就更为合理。
这些问题致命吗？
这些问题致命吗？到底能否满足新标准？事实上，能否满足新标准要求，是电除尘必须回答的问题。
我国燃煤电厂电除尘器30多年的应用历史、大量的实际应用情况和经验表明:只要规划和选型设计时能充分考虑方案的合理性，确保足够的比集尘面积，电除尘器完全能够达到50毫克/立方米甚至30毫克/立方米以下低排放要求。最近，中国环境保护产业协会电除尘委员会组织我国18位电除尘知名专家对电除尘器在我国煤种适应性情况进行了认真分析和总结，对燃煤电厂而言，煤、飞灰成分对电除尘器性能影响最大。通常电除尘行业通行使用表观驱进速度(ωk)作为“收尘难易参数”来定性分析评价电除尘器对煤种的除尘难易程度。
对国内138个电除尘器投标项目分布进行统计表明:对电除尘器“难”的煤种有3种，占总煤种数量的2.46％；“较难”的煤种有14种，占总煤种数量的11.48％；“一般”的煤种有40种，占总数的32.79％；“较容易”的煤种有49种，占总数的40.16％；“容易”的煤种有16种，占总数的13.11％。显然，对于电除尘器而言，国内86％的煤种包含在“容易”到“一般”的范围，即使放在国际视角上比较，电除尘器对我国煤种的适应性也是比较好的。
再看看福建龙净、浙江菲达、天洁集团、兰州电力、上海冶矿等全国5家骨干生产厂的电除尘器应用情况。经统计，2004年至今，上述5家企业已投运并经第三方测试的600兆瓦机组以上(含600兆瓦)配套电除尘器共175台，全部达到合同规定的技术要求。其中在电除尘器电场数3～4个、比集尘面积80～110平方米/立方米/秒这一低电场数量及较低比表面积前提下，电除尘器实测排放低于50毫克/立方米的有83台，占测试项目总数的47.4％，排放低于30毫克/立方米的也有22台。1000兆瓦机组配套电除尘器实测排放值低于30毫克/立方米的情况较普遍。尤其是应用了高频电源等新技术后低排放和节能效果特别好。
另一方面，对以前一些大型机组项目有没有改造能力，也关系到电除尘的行业信任度。
好在世博会给了电除尘行业一个证明自己的机会。地处上海浦东的上海外高桥第三发电有限公司，是目前我国电力行业单台装机容量最大、单位能耗指标最优的火力发电厂之一，其中8号1000兆瓦超超临界机组除尘效率99.8％，电除尘器出口烟尘浓度稳定维持在42毫克/立方米，优于国家规定的50毫克/立方米。但是因为厂区距离世博会主展区仅20多公里，必须满足更苛刻的标准。
在世博会开幕之前，为了进一步节能减排，电厂用电除尘最新技术高频电源替换了原24台工频电源。华东电力试验研究院对8号发电机组现场跟踪测试表明，在同等工况下，电除尘器出口烟尘排放浓度由改造前的42毫克/立方米降低到15.7毫克/立方米，同时电除尘器功耗也有较大幅度的降低，一台百万机组的电除尘器全部电耗功率仅400千瓦左右，下降幅度超过50％。
实际上，此前华能北京热电厂已接受考验。华能北京热电厂的4台220兆瓦机组的电除尘器电控改造，实现了粉尘排放20毫克/立方米，并节能60％，为改善北京地区空气质量和奥运会做出了贡献。
业界专家指出，只要把新建和改造的电除尘器比集尘面积选择到合理范围，同时大力重点推广电除尘器新技术的应用，电除尘器完全可以满足30毫克/立方米低排放的要求。从投资和长期运行费用综合来看，电除尘器具有极其优越的技术经济性。但电除尘的诸多优点，在新标准面前，却似乎很难打动用户。
市场也在悄悄发生变化，作为电除尘市场领先者，龙净是国内大型机组除尘招标上的常客，近半年来也敏感地发现了一种变化。
记者从龙净了解到，今年新建机组除尘项目，电除尘器比例下降很快。因为龙净是国内龙头企业，没参加投标的项目很少。从龙净掌握的数据看，今年上半年，投标了两台百万、4台60万机组，最终3台60万机组用的是布袋或电袋，只有1台是电除尘器。而目前60万机组布袋投运的就只有1台。从现在只有1台60万机组在用布袋，到上半年投标就出现了3台；新投标的项目布袋比例在抬高，电除尘比例下降很快。
这个变化很迅速。而在某一方面，来自环评单位的意见，也倾向于用布袋，用了30年的电除尘，似乎被大家定格在只能满足旧标准的水平中。
电除尘行业对这种变化非常忧虑。
能否考虑生命周期算总账？
布袋在推广过程中，一些问题有意无意被忽视了。郭俊坦言，我们自己做袋式控制系统时发现其可靠性要求其实非常高、难题多，风险比电除尘大很多，管理难度也大很多。有时到现场查看布袋运行，一直交代工作人员定期检测探头，如果有异常就要怀疑，“不敢有问题啊”。
龙净环保技术中心办公室主任吴华秀讲了一个故事，有一次在一个电厂调试，空预器突然出了问题，烟气温度一下子上升到200多摄氏度。电厂采取了紧急措施，但温度不可能一下子降下来。结果整个过程持续了大约1个多小时才恢复正常。1个小时的高温对布袋来说是破坏性的，但对电除尘器就是膨胀一下就回去了，没有大问题。电除尘器的优点是全钢结构，耐高温耐酸，维护相对简单。
不同煤种对布袋的除尘效率没有影响，但是对袋本身有影响。假如是高硫煤，酸的成分对布袋的腐蚀就加强了。如果运行温度低，就会冷凝。有些项目发现坏袋很多，原因就是酸的问题。
电、袋之争到底只是两个行业之间出于自身利益的口水战，还是有其他原因呢？
如同节能灯在大范围推广后才发现，废弃节能灯的汞污染问题非常严重。业内人士接受采访时指出，新建项目怎么用布袋，国家应该重视，有些问题应该提前想到。
从全生命周期来考虑，选择袋式也许意味着很多问题的开始。电除尘寿命是30年，而布袋寿命有限，能达到3年就不错了，且布袋的成本至少是整个除尘系统的1/3。
电收尘器整个生命周期本身产生的废物少，更换下来的部件大都是钢铁质材料，回收利用方便，基本不会对环境再产生污染。在一般情况下，滤袋的使用寿命在3年以上，但如果使用过程中出现异常，滤袋往往半年甚至3个月就需要进行更换。袋收尘器整个生命周期产生的废物较多，需要更换大量滤袋，更换下来的滤袋回收利用难度大，处理成本高，且容易对环境形成二次污染。
从发达国家的情况来看，欧盟环保署早已将被危险物质污染的滤料列入危险固废目录(《欧洲废物目录和危险废物名录》)，大量废弃的滤袋除小部分得到再利用外，其他大部分因其含有重金属等有害物质直接进行焚烧和深埋处理。目前火电厂袋式除尘器所占比例约5％，需使用高温滤袋337.28万平方米。若将滤袋平均使用周期按3年计算，则火电行业每年废弃滤袋量达112.43万平方米。如果将火电厂袋式除尘器的应用量扩大到30％，则每年废弃的滤袋量将达到674.5万平方米。
水泥行业以袋式除尘为主，火电行业正在扩大袋式除尘器的应用，仅从这两个典型行业的估算数据来看，废弃的滤袋数量已达到2282.43万平方米之巨。
据统计，去年我国用于袋式除尘的滤袋量已超过7000万平方米，其中化纤滤袋和玻纤滤袋分别占75％和25％，年产生的废弃滤袋量至少在4000万平方米以上，这些废弃的滤袋都是自行抛弃，并没有进行有效的处理，造成严重的二次污染。随着袋式除尘器在电力等行业的进一步推广，这种情况正在加剧。
对废弃布袋的处理执行怎样的标准？现在国家仍没有相关规定，大部分把布袋当普通垃圾扔掉。环保部门应该尽早制定相关标准，明确废弃布袋怎么处理。
电除尘器的应用前景 篇2
改革开放以来, 中国经济飞速发展, 但另一方面, 环境污染已成为我国现阶段要解决的最大问题, 空气污染也成为首要问题之一。我国煤炭工业比重较大, 因此燃煤电厂及工业锅炉产生的尾气也成为了大气污染的首要来源。
根据我国最新颁布的《火电厂大气污染物排放标准》, 燃煤电厂的烟尘排放限值不得超过30mg/m3, 重点地区不得超过20mg/m3, 同时标准对二氧化硫和氮氧化物的排放量也提高了要求, 并增加了对汞及其化合物的排放限值指标。因此, 要达到以上要求, 就必须采用更加高效的尾气除尘装置。湿式电除尘器 (Wet Electrostatic Precipitation, 以下简称WESP) , 由于其在去除尾气中的细微粉尘、酸雾、气溶胶和汞等方面的理想效果, 在除尘领域得到了广泛应用, 本文就其原理、设计及其应用做一简单介绍。
2 湿电除尘的原理
工业中常用的有干式和湿式除尘法, 湿电除尘技术是将两者相结合, 其工作原理是:在直流高压电的作用下, 金属放电极放电, 将周围气体电离, 粉尘在电场中荷电, 并在电场力的作用下向集尘极运动。另外, 喷向放电极的水雾在电场中荷电后进一步分裂、雾化, 水雾的碰撞拦截和吸附凝并共同对粉尘粒子起补集作用。最终运动到集尘极表面的粉尘随液体膜流下而被除去, 故湿电除尘包括荷电、积尘和清灰三个步骤。
湿式静电除尘中, 由于电场中存在大量带电雾滴, 使得亚微米粒子碰撞带电的机率大大提高, 带电粒子在电场中的运动速度可达布朗运动的数十倍, 亚微米粒子向集尘极运行的速度得到极大提升, 这样在较高的烟气流速下, 也可捕获较多的微粒, 对于SO3的微液滴, 也可起到相同作用[1]。因此, 对于亚微米粒子和雾滴, 湿电除尘都可达到较高的除尘效率。
3 湿电除尘的设计
3.1 工艺系统构成
湿电除尘在大气污染控制系统的常见应用结构型式为:“SCR (脱硝) +ESP/FF (袋式除尘器) +WFGD (湿法脱硫) +WESP”。其工艺系统主要由以下几部分组成:除尘器本体、阴阳极系统、喷淋系统、灰水处理自循环系统和电控系统。
除尘器本体与干式静电除尘器结构大体相同, 主要也是由进出口烟道、壳体、放电极及其框架、集电极绝缘子、喷嘴和管道以及灰斗等组成。
灰水处理自循环系统主要由水箱、泵、滤网等组成, 水箱有循环水箱、碱液箱和补水箱, 泵包括循环水泵、加碱泵和补水泵。湿电除尘的冲洗水可循环使用, 从集尘板流下的水在灰斗收集后进入循环水箱内, 由循环泵打入过滤器, 过滤后的澄清水可作为循环水使用, 进入湿式电除尘里进行喷淋。过滤后的废水可作为脱硫工艺水或直接排放到废水处理厂。加碱泵用于在循环水中增加一些碱, 用以中和冲洗水中溶解的SO3, 以避免与水接触的部件产生严重的酸腐蚀。
3.2 结构型式
WESP从结构型式上有管式和板式两种。管式WESP中只有垂直方向烟气流, 而板式WESP设计可采用水平烟气流和垂直烟气流两种方式。从应用来看, 管式WESP比板式WESP效率更高, 且外形简单, 占用空间少。对于给定的除尘效率, 电极长度相同的前提下, 管式WESP所允许的烟气流速可以是板式WESP的两倍, 但管式WESP的局部干燥区比板式WESP要小[2]。
3.3 布置方式
WESP的布置方式主要有如下三种:垂直烟气流独立布置、水平烟气流独立布置、垂直烟气流与WFGD系统整体式布置。从实际应用情况来看, 垂直式烟气流布置已经优先成功应用几十年, 且已经能以模件形式供货然后在现场以多种方式连接起来, 该种设计方式对于安装和检修来说比较方便。水平烟气流布置在工程实际应用中的例子并不是很多。垂直烟气流与WFGD系统整体式布置的可靠性比较高, 此种设计在结构上没有活动内件, 只要刚性电极可靠, 材料适当, 在线维护的工作量就很少。
3.4 壳体材料的选择
壳体材料应根据工艺条件的防腐要求, 选择带有内衬板保护的碳钢材料。设计安装时要保证壳体内表面的密封性, 注意焊缝及部件连接处等易泄漏的设计合理性及安装质量, 以避免壳体的腐蚀破坏。内衬板及内部构件材料应根据工艺气体和冲洗液体中氯化物的浓度进行选择。表1给出了氯化物浓度与材料选取的关系。
4 WESP应用及发展前景
湿式电除尘器在国外燃煤电厂的广泛应用始于八十年代后期, 有名的例子如美国的AES Deep-Water电厂采用的“ESP+WFGD+WESP”三级尾气净化系统、N&B电力公司对Dalhousie电厂和Cloeson Cove电厂的WFGD改造, 日本三菱重工在WESP用于处理火电厂的尾气处理方面有着丰富的经验, 其中典型案例为碧南电厂的3x700MW机组湿电除尘器。
近几年来, 国内也开展了对湿式电除尘器的技术研发工作, 并自主设计制造了国内领先的湿式电除尘器试验平台、理化分析试验台、CFD数值模拟仿真研究室等, 进行湿电除尘器关键技术的研发, 并对其进行了推广应用。典型应用如华电淄博电厂#6号机 (330MW) 配套WESP、神华国华舟山电厂二期#4号炉350MW机组WESP新建工程, 广州恒运发电厂#9号炉330MW机组WESP改造工程等。以上项目改造或实施, 经实践证实, 都取得了很好的效果, 除尘效率能达到预期设定目标, 出口烟气排放量满足现行标准要求。
随着大气污染物排放标准日趋严格, PM2.5的治理已提上日程, 湿式电除尘对于高效治理复合污染物 (尤其是PM2.5) 具有强大的经济技术优势。可以预见, 湿式电除尘将会在烟气治理等领域得到越来越广泛的应用。
摘要：对于湿电除尘器的原理、系统构成、结构型式、布置方式和壳体设计, 及其目前的应用情况做了系统阐述, 为日后湿电除尘器的设计和应用提供一定的参考价值。
关键词：湿电除尘,原理,设计,应用
参考文献
[1]陈招妹, 王剑波, 姚宇平, 尹得仕.湿式电除尘器在燃煤电厂WFGD后的应用分析.第十五届中国科协年会第9分会场:火电厂烟气净化与节能技术研讨会论文集, 2013.
[2]陈招妹, 赵琴霞, 杨艳霞, 宣伟桥, 周超炯.湿式电除尘技术及其在电厂的应用前景[C].第14届中国电除尘学术会议论文集, 2011.
电除尘器的应用前景 篇3
【关键词】湿式电除尘器；PM2.5；治理效果；发展前景
自20世纪50年代起，全球各地不同时段出现了持续重度雾霾现象，近年来在我国的一些地区也出现了大范围的重度雾霾现象，尤其是在冬春季节，雾霾发生的程度和频度尤为严重。雾霾现象不仅给交通运输带来不利影响，更对居民身体健康产生严重危害。
PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。目前，高浓度PM2.5的排放成为了一种自然现象，这也是人类经济活动所带来的人为污染状况。当前中国正处于高浓度PM2.5排放上升期，如果不采取强有力的措施加以治理，随着工业化、城镇化进程的推进，PM2.5排放将会继续上升。因而找到减降PM2.5的治理措策对我国生态文明建设和人民健康生活具有十分重要的意义。PM2.5主要来源于日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物。我国“多煤、少油、缺气”这样一种现状决定了在未来很长一段时期内燃煤发电仍是我国主要发电方式之一，因而燃煤废气PM2.5的治理迫在眉睫。湿式电除尘器作为一种有效的治理措施被广泛的应用。并且在美国、日本、欧洲等发达国家应用效果显著。
湿式电除尘器可处理燃煤燃煤锅炉及工业锅炉的微细颗粒物（PM2.5粉尘，SO3酸雾及气溶胶等）、重金属（如Hg、As、Se、Pb、Cr等），有机复合污染物（多环芳烃、二恶英等），尤其是解决了“石膏雨”和SO3酸雾问题，烟气排放可达到10mg/Nm3以下甚至更低。因此，在发达国家的电力工程领域，湿式静电除尘技术得到了广泛应用。
1.湿式电除尘器在国外的应用
湿式电除尘器在国外的应用主要用于燃煤锅炉，在国外主要将其作为大气污染物末端治理措施，用于去除湿式脱硫无法处理的酸雾、控制PM2.5微细颗粒物及解决烟气排放浊度问题。湿式电除尘器作为控制燃煤烟气PM2.5非常有效的设备，已经在欧美和日本得到广泛应用，特别是人口稠密的日本，湿式电除尘设备应用普遍。
日本的湿式电除尘技术在其国内已有30多年的历史。三菱重工是日本最早开发湿式电除尘技术的公司。据统计，三菱重工目前已有33套湿式电除尘器用于燃煤锅炉湿式脱硫后的烟气处理，其中日本装机容量最大的碧南电厂所有机组均在湿式脱硫系统后安装了湿式电除尘器，包括3台700MW超临界机组和2台1000MW超临界机组，5套湿式电除尘器投产后运行状况良好，废气监测结果显示，烟气中粉尘浓度长期处于2～5mg/Nm3之间，且在煤质较好情况下最低值低于1mg/Nm3。
美国的湿式电除尘技术距今也已经有40年的历史，该技术的首次应用是1975年宾西法尼亚电力照明公司的Sudbury电站上安装的一套中试系统。该湿式静电除尘器系统一直保持着良好的运行态势，直到其服役期满。2000年，NB电力公司旗下的部分315MW机组的燃煤锅炉进行了湿式静电除尘器改造，其原采用的是湿法脱硫系统。改造后湿式电除尘系统一直平稳运行。通过美国AES Deepwater电厂、Bruce Mansfield电厂等多家电厂监测报告显示，湿式电除尘器对PM2.5的去除率高于90%，酸雾的脱除效率高于95%，烟气浊度能达到低于10%。
欧盟也有许多国家的燃煤电厂采用湿式电除尘技术来治理PM2.5及酸雾。欧洲锅炉工厂第一套在脱硫系统后安装湿式静电除尘器的是Werndorf燃煤锅炉的#2锅炉，该湿式静电除尘器是由三菱公司制造并安装的，从1997年至今，该湿式电除尘器一直处于良好运行状态。
2.湿式电除尘器在我国的应用
近年来，针对PM2.5污染治理问题，我国科技部设立PM2.5治理专项进行技术攻关。福建龙净环保股份有限公司从2011年开始就开展了燃煤电站湿式电除尘技术开发，在业内率先建立了国内首台1∶1全尺寸湿式电除尘实验台，完成了福建瑞翔纸业20t/h工业锅炉中试项目，较好地掌握了湿式电除尘技术机理、整套实验数据和设计参数。2012年由龙净环保牵头，联合清华大学、东南大学，承担了燃煤电站PM2.5治理湿式电除尘方向国家863攻关课题。2013年1月20日，福建龙净环保股份有限公司自主研发具有自主知识产权的我国首台燃煤电厂湿式电除尘设备在上海长兴岛第二发电厂1#炉一次成功投运，经现场初步测试，出口粉尘排放浓度低于10mg/m3，远低于国家最新《火电厂大气污染物排放标准》中30mg/m3的要求。湖南益阳电厂的湿式电除尘改造工程于2013年初投入运行，通过监测结果显示，该装置对脱硫后的烟气中烟尘、石膏去除效率達86.4%，对液滴去除率为91.3%，PM2.5去除率达85%左右。目前西安热工研究院有限公司、国电环境保护研究院、宜兴化工成套设备有限公司等公司通过自主研发也拥有了该技术，浙江菲达环保科技股份有限公司、中能装备集团兰州电力修造厂、浙江南源环境工程技术有限公司三家企业引进了日本三菱重工与日立的湿式静电除尘器。
3.湿式电除尘器的应用前景分析
湿式电除尘器可以有效捕集PM2.5、SO3和重金属，治霾效果得到业内专家普遍认可。但是，国外进口湿式电除尘器的价格昂贵，湿式电除尘器的投入提高了我国电力企业经济成本。电力企业面对巨大的PM2.5环保压力，迫切需要低成本、高效率的国产环保设备。据初步测算，国产化的湿式电除尘设备价格仅为进口设备或引进技术价格的50%左右。
湿式电除尘技术在国外燃煤电厂成功应用多年，在我国燃煤电厂的应用也已经起步，结合国家近年来出台的节能环保政策、企业逐步提高的环保意识和责任感以及国民对空气质量要求的重视，湿式电除尘器在未来可构成较大的市场需求，未来市场前景广阔。
4.结语
根据国外湿式电除尘器的研究和应用表明，在湿式脱硫系统后布置湿式静电除尘器可以有效地去除烟气中的PM2.5粉尘、SO3、汞及其氧化物等污染物。同时根据国内现有的湿式电除尘器性能研究和废气监测情况，湿式电除尘器对烟气中的PM2.5粉尘、SO3、汞及其氧化物等污染物的处理效果显著，是解决雾霾现象的一项重要解决方案。该技术在国外燃煤电厂成功应用多年，在我国燃煤电厂的应用也已起步，结合国家的节能环保政策，在未来可构成较大市场需求，未来市场前景很广阔。
参考文献
[1]莫华，朱发华，王圣，易玉萍.湿式电除尘器在燃煤电厂的应用及其对PM2.5的减排作用[J].中国电力，2013，46（11）：62-64
[2]赵海波，郑楚光.静电增强湿式除尘器的优化运行[J].动力工程，2007，（6）：954-959
静电布袋复合式除尘器及其应用 篇4
静电布袋复合式除尘器及其应用
摘要：论述了静电布袋复合除尘器结构、原理及其优点,结合实际应用中经常出现的问题论述了其改建方案及研发中需解决的问题.作 者：梁冠华 作者单位：河北省宣化冶金环保设备制造(安装)有限责任公司,河北张家口,075100期 刊：科技创新导报 Journal：SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD年，卷(期)：,(9)分类号：X701.2关键词：静电 布袋 除尘器
电除尘器总体设计优化的研究 篇5
电除尘器总体设计优化的研究
摘要：分析研究了火电厂烟尘排放标准、煤种、飞灰特性和锅炉运行等对电除尘器总体设计的影响;对总体设计中的.主要技术参数如电场风速、板间距、线间距、驱进速度等进行了优化选择;研究了高比电阻和高含尘浓度烟气条件下本体结构的优化选型;通过实验研究,提出了最佳线间距,防风型电晕极和减弱反电晕的板线匹配,为电除尘器的设计和运行提供借鉴.作 者：刘玉静 孙喜娟 孙钰 尹琦 LIU Yu-jing SUN Xi-juan SUN Yu YIN Qi 作者单位：华北电力大学环境工程与科学学院,河北保定,071003期 刊：工业安全与环保 PKU Journal：INDUSTRIAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION年，卷(期)：,34(4)分类号：X7关键词：电除尘器 总体设计 本体结构 优化 提效节能
变压吸附技术的应用研究与前景 篇6
涂适 1132236 摘要：文章论述了变压吸附的基本原理，讲述了变压吸附的特点，变压吸附剂的再生以及变压吸附技术在工业上的应用，最后谈到了变压吸附技术的市场前景。关键词：变压吸附 吸附剂 煤层气 空分制氧
引言
变压吸附技术（Pressure Swing Adsorption.简称PSA）是近几十年来在工业上新崛起的气体分离技术, 是物理化学渗流理论在工业上的具体应用。1942年德国发表了第一篇无热吸附净化空气的专利文献, 20世纪60年代初, 美国联合碳化物公司(UCC)首次采用变压吸附技术从含氢废气中提纯氢气获得成功。变压吸附行业是气体分离设备行业的重要组成部分,我国从上世纪70年代就开始对变压吸附技术进行研发，到上世纪90年代中期有了快速发展。进入21世纪，变压吸附已经形成一个重要产业，涌现出一批如四川天
一、北大先锋科、温州瑞气等为代表的优秀企业。
[1]1 变压吸附基本原理
变压吸附法利用吸附剂对吸附质在不同的分压下具有不同的吸附容量、吸附速度和吸附力, 并且在一定压力下对被分离的气体混合物的各组分有选择吸附的特性, 加压吸附除去原料气中的杂质组分, 减压脱附这些杂质而使吸附剂获得再生。变压吸附应用于煤层气中CH4和N2分离，既可以通过平衡效应得到，又可以通过动力学效应得到。（1）平衡效应的变压吸附，基于平衡效应的PSA是利用不同分子在吸附剂上平衡吸附量的差异进行分离，大多数变压吸附分离过程都是基于平衡效应来完成的。PSA分离提纯煤层气，CH4是强吸附组分，在解吸气中获得，除了受到平衡量的限制，吸附剂的再生也有一定的难度。鉴于变压吸附工艺已经成熟，研究者们在吸附剂的改性方面也做了大量的研究工作，希望以此提高CH4和N2的分离系数进行分离。（2）动力学效应的变压吸附，基于动力学效应的PSA是根据分子扩散进入吸附剂孔内的速率不同，适当选择吸附时间控制目标组分和非目标组分的吸附量来实现分离。鉴于吸附平衡效应分离CH4/N2面临困难，而CH4和N2分子存在较小、但可操作的动力学直径差异，CH4动力学直径为0.382nm，N2动力学直径为0.368nm，科研人员将关注目光投到了利用吸附动力学效应进行分离。
到目前为止，在已应用的吸附分离技术中，除了用5A 沸石从异烷烃和环烷烃中分离正烷烃、用3A 沸石进行干燥是利用位阻效应分离和用炭分子筛分离空气是动力学分离之外，其它的 PSA 过程都是混合气体通过在吸附柱上产生气体平衡或竞争吸附来完成气体分离的
[6-9]
[5]
[4]
[3]
[2]
。2 变压吸附的特点
变压吸附技术在石油、化工、冶金、电子、国防、医疗、环境保护等方面得到了广泛的应用, 与其它气体分离技术相比, 变压吸附技术具有以下优点: ①低能耗。变压吸附工艺适应的压力范围较广, 一些有压气源可以省去再次加压的能耗。变压吸附在常温下操作, 可以省去加热或冷却的能耗。②产品纯度高且可灵活调节。如变压吸附制氢, 产品纯度可达99.999%, 并可根据工艺条件的变化, 在较大范围内随意调节产品氢的纯度
[10]
。③ 工艺流程简单, 可实现多种气体的分离, 对水、硫化物、氨、烃类等杂质有较强的承受能力, 无需复杂的预处理工序。④装置由计算机控制, 自动化程度高, 操作方便, 每班只需稍加巡视即可, 装置可以实现全自动操作。开停车简单迅速, 通常开车半小时左右就可得到合格产品,数分钟就可完成停车。⑤装置调节能力强, 操作弹性大。变压吸附装置稍加调节就可以改变生产负荷, 而且在不同负荷下生产时产品质量可以保持不变, 仅回收率稍有变化。变压吸附装置对原料气中杂质含量和压力等条件改变也有很强的适应能力,调节范围很宽。⑥投资小, 操作费用低, 维护简单,检修时间少, 开工率高。⑦ 吸附剂使用周期长。一般可以使用10 年以上。⑧装置可靠性高。变压吸附装置通常只有程序控制阀是运动部件, 其使用寿命长, 故障率极低, 而且由于计算机专家诊断系统的开发应用, 具有故障自动诊断、吸附塔自动切换等功能, 使装置的可靠性进一步提高。⑨环境效益好。除因原料气的特性外, 变压吸附装置的运行不会造成新的环境污染, 几乎无“三废”产生。
3.变压吸附中吸附剂的再生
为了能使吸附分离法经济地实现, 除了吸附剂要有良好的吸附性能以外, 吸附剂的再生方法具有关键意义。吸附剂的再生程度决定产品的纯度, 也影响吸附床对原料的处理量, 吸附剂的再生时间决定了吸附循环周期的长短, 从而也决定了吸附剂用量的大小。因此能否找到一种合适的再生方法, 往往对吸附法的工业化起决定性影响。
变压吸附工艺常用的吸附剂再生方法有以下四种: 1.降压解吸: 把吸附床由较高压力降到较低压力, 使被吸附组分的分压相应降低, 也可收到一定的再生效果。这个方法的最大优点是它的步骤简单;但由于死空间气体中产品组分常因不能回收而损失, 同时吸附剂的再生纯度也常达不到要求,所以一般不单独使用, 而要同其他方法配合[11]。.冲洗解吸: 此法用纯产品气或其它适当气体冲洗需要再生的吸附剂。吸附剂再生纯度决定于冲洗气用量和其中杂质组分含量。.真空解吸: 在吸附床压力降到大气压后, 为了进一步减小杂质组分的分压, 可用抽真空的方法来降低吸附床总压力, 以得到更好的再生效果。但这个方法能量耗费比较大, 而且对易燃易爆气体容易造成事故, 不过由于冲洗气用量可大大减少, 所以用这个方法提取率可以高些。冲洗和真空解吸法只能用于杂质组分吸附力不太强的场合, 亦即在操作条件下它的吸附容量与压力成正比的场合。.置换解吸: 对于难解吸的吸附质, 可以用一种吸附力比它略强或略弱的组分(解吸介质)来把它从吸附剂上置换下来。因为被吸附物质是同解吸介质一起流出的, 所以要求他们之间某一方面的性质(如沸点等)差别比较大以便于分离。常用的解吸介质吸附力比吸附质略弱, 这样在重新吸附时吸附质可又把解吸介质从吸附剂上冲洗下来。这种方法适用于产品组分吸附能力强而杂质组分吸附能力较弱的情况, 例如用在从非直链烃中分离直链烃和从裂解气中分离烯烃。
4.变压吸附技术的应用
目前, 变压吸附技术已推广应用到以下领域: ①氢气的分离与提纯;②二氧化碳的分离与提纯;③一氧化碳的分离和提纯;④空气分离制氧;⑤空气分离制氮;⑥变换气脱碳;⑦废气综合利用;⑧CH4 /N2 气体混合物的分离;⑨从煤矿瓦斯气浓缩甲烷;⑩从富含乙烯的混合气中浓缩乙烯等。不同产品的分离技术采用不同的吸附剂和工艺, 其中氢气的分离提纯是变压吸附技术中最早实现工业化的领域。
变压吸附提氢装置所采用的气源分为两类, 一类是以煤、天然气、重油为原料气或用甲醇、氨裂解制备的含氢气源;另一类为各种工业生产过程中产生的含氢尾气, 如炼油厂含氢尾气、合成氨弛放气、炭黑尾气、DMF 尾气、甲醛及甲醇尾气等。一般而言, 含氢气30% 以上的混合气可作为变压吸附提纯氢气的气源。
从工业废气中回收氢气是合成氨厂普遍采用的节能措施, 回收的氢气用于生产比氨产值高得多的化工产品, 如双氧水、硬化油、甲醇、山梨醇、人工黄油等。目前有200余套从各种工业废气中提纯氢气的变压吸附装置投入使用
[12]
。氢气是冶金工业中重要的保护气, 主要用作硅钢及其他特殊钢材的退火保护。早期的保护用氢气均由高电耗的电解法提供。钢厂有丰富的含氢气源(如焦炉煤气), 第一套从焦炉气中提纯氢气的变压吸附装置于1990年在武汉钢铁公司建成投产, 氢气生产能力为1000m /h, 纯度达99.999% , 用作硅钢片光亮退火的保护气。原电解法制氢装置耗电6~7 kW·h /m, 变压吸附法从焦炉气中提纯氢气仅为0.5 kW·h /m。继武汉钢铁公司之后, 我国几大钢铁企业如鞍山钢铁公司、本溪钢铁公司、攀枝花钢铁公司等纷纷采用变压吸附技术取代电解法制氢。在石油炼制过程需要大量氢气, 同时石油加工过程中又产生大量含氢尾气, 如加氢裂化尾气、催化重整副产气、回炼渣油的催化裂化干气等, 这些尾气有很大的回收价值。用于石油工业的变压吸附提氢装置规模较大, 原料气处理能力一般在1万Nm/h以上, 国外最大的变压吸附制氢装置处理气量已超过10万Nm/h3 [13]
333。辽阳石油化纤公司特油厂引进德国林德股份有限公司10床变压吸附控制技术、[14] 阀架和吸附剂。林德变压吸附技术具有其独特的控制功能和相当高的生产灵活性, 控制采用顺序控制和模拟控制相结合, 自动化程度高, 并具有智能化等特点。开停工及正常生产过程中安全可靠, 具有世界20世纪90年代先进水平。该工艺的原理是: 根据吸附剂中对变换气各组分的吸附力不同, 对进料自下而上有选择地吸附杂质, 提纯氢气。
5.变压吸附分离技术推广应用的前景
变压吸附法是从混合气中分离和净化气体的有效方法，以其明显的优势倍受青睐。变压吸附分离技术的新应用领域现已拓展至 N2/CH4、CO2/CH4、CO/N2 及Ar/空气的分离。其发展方向是：能同时分离两种以上工业上有价值的产品；减少吸附剂的用量；提高设备的生产能力；在保证产品纯度的同时增加产品回收率，并降低生产单位产品所需能量的消耗；采用一套装置，同时生产多种产品的PSA 新技术；PSA 技术与深冷技术或膜技术相结合推出复合型分离技术[15]，甚至还可以推广到提高地下煤层气抽放率的注入增产法方面
[16]。
变压吸附技术市场潜力巨大，其中变压吸附技术在聚氯乙烯（PVC）尾气的净化回收、煤层气制氢及空分制氧等领域的应用PVC尾气净化
PVC装置排放尾气中的氯乙烯，若被人体呼吸后，会引起不同器官及组织的急慢性中毒，国际有关组织已把氯乙烯确认为致癌物质
[18]
[17]，在业内尤其引人关注。
。国内现有近100家PVC生产厂，几乎都存在尾气排放问题，以一个中等PVC生产厂为例，每年就排放氯乙烯1300吨。如何对PVC尾气进行净化回收，成为业界共同面临的环保难题
[19]
。四川天一科技股份有限公司抓住这一环保难题，组织科研人员采用变压吸附分离技术净化回收氯乙烯尾气。他们研制的对氯乙烯和乙炔的吸附容量大、选择性好、组分间分离系数大的专用吸附剂，在回收氯乙烯的同时也可回收尾气中的乙炔。现场测线实验证明，经过变压吸附处理后的回收气中氯乙烯和乙炔的回收率均大于99.9%，净化后排放尾气中氯乙烯的含量小于36mg/m，乙炔含量小于120mg/m，达到国际标准。目前，该技术成果已在山西太化集团、广西南宁化工公司等企业进行工业应用，技术经济指标全部达到设计要求，装置运行不到一年时间就全部收回了投资。
煤层气制氢
煤层气是富含甲烷的气体，也是一种清洁燃料。在煤炭开采过程中，为保证安全生产，我国从井下大量抽放煤层气。但受技术所限，得到的煤层气浓度仅为30% ～ 60%，民用数量有限，发电效率又低，因此抽出来的煤层气大都排入大气，污染环境又浪费资源。西南化工研究设计院的专家们对此提出，将煤层气转化为氢气产品，即利用煤层气中的氧与甲烷的燃烧反应热，使甲烷与水蒸气发生转化反应
[20]
3，得到含氢、一氧化碳、二氧化碳和氮的混合气，然后通过变压吸附一次除去所有杂质而得纯氢。用煤层气制氢，既可为氢石油化工、化工、冶金、电子、食品、机械、轻工、能源等行业提供廉价的氢源，也解决了煤层气排放造成的环境问题[21]。
中小型空分制氧
变压吸附空分制氧技术以其能耗低、投资少、规模灵活、自动化程度高等优势，逐步成为中小型空分制氧的主要方法
[22]
。目前，变压吸附空分制氧正在向规模的大型化、微型化及高纯度三个方向发展，其中微型化发展非常迅速，尤其是在低压下使压缩机的排气量得到很大提高。新型锂分子筛的应用、节能技术开发也为制氧机微型化提供了强有力的技术支撑。北京科技大学的专家在对微型变压吸附制氧机系统分析的基础上提出，要解决四大关键技术[23]：一是新型高效的专用压缩机。即需要排气量小、能耗低、体积小而排气压力不太高的压缩机；二是高效专用吸附剂。吸附剂是变压吸附制氧技术的核心，采用吸附容量大、分离系数高、所需压力小的锂分子筛可减少吸附剂用量，从而减小制氧机的体积
[24]
；三是节能工艺。降低系统的能耗可以降低压缩机的功率，而提高氧气回收率是降低能耗的重要途径，也是变压吸附制氧工艺的研究重点。四是优化吸附塔、制氧机结构及外观。据介绍，微型变压吸附制氧机与其它小型制氧设备相比，安全可靠、使用方便、经济实惠、可连续供氧，适用于医院、宾馆、氧吧及家庭，成为医疗保健的主要供氧设备。有专家认为，微型变压吸附制氧机将成为广泛应用的家电产品。
参考文献：
电除尘器的应用前景 篇7
关键词：高频电源,节能减排,应用情况,问题和建议
0 引言
电除尘器是发电厂重要的烟尘治理环保设备,同时也是火电厂的高能耗设备。随着粉尘排放标准的提高,电除尘器面临节能减排的新要求。高频电源及控制技术的不断发展,使得电除尘设备可以在不改变本体结构的前提下,通过高频电源的应用,实现提高除尘效率的同时,大幅度降低能耗。
1 基本工作原理和结构
高频电源采用现代电力电子技术,将三相工频电源经三相整流桥整流成直流,经逆变电路逆变成20kHz以上的高频交流电,然后通过高频变压器升压,经高频整流器进行整流滤波,形成高频电流供给电除尘器电场。高频电源原理框图如图1所示。
高频电源目前有倍压式和直升式2种升压方式,各有优缺点。主要区别在于倍压式高频电源在整流、逆变后形成20 kHz高频交流电,经整流变压器升压到20 kV,再通过电容倍压回路将电压抬升到80kV,最后经整流形成高频脉动电流送除尘器,而直升式高频电源则在整流逆变后直接经整流变压器升压到80 kV。而目前在所有的电除尘高频电源中,金华佳环公司的JHGP型产品为倍压式,其他厂家的产品都为直升式。
2 高频电源性能特点与节能提效
电源的输出电压电流对除尘效率有很大影响,从国内外对电除尘器高频电源的理论研究及应用实践中证明其相对于传统工频电源具有明显的节能提效优势:a)电晕功率更大。与工频电源相比,高频电源可增大电晕功率,从而增加了电场内粉尘的荷电能力。高频电源纯直流供电时,输出的直流电压比工频电源平均电压高约30%,因为工频电源峰值电压在电除尘器电场中触发火花,显著地限制了加在电极上的平均电压。而高频电源谐振频率为20 kHz~50 kHz,高频电源纹波系数小于3%(而工频电源约30%),在直流供电时它的二次电压波形几乎为一条直线,提供了几乎无波动的直流输出,从而提高了电除尘器的供电电压和电流,增大了电晕功率的输入,提高了电除尘器的效率;b)火花控制性能更好、电场恢复快。高频电源仅需很短的时间(<25 us,而工频电源需要10 000 us)即可检测到火花发生并且立刻关闭供电脉冲,因而火花能量损失很小。同时高频电源火花放电后电场恢复快,仅需工频电源恢复时间的20%,从而进一步提高了电场的平均电压,提高了除尘效率;c)调整方便,适应性强。脉冲宽度、幅度及频率均可以任意调整,提供各种电压波形,控制方式灵活。高频电源间歇供电时,开关的时间任意可调,具有更窄的脉冲宽度、更宽的脉冲频率选择范围、更陡峭的电压上升率,可以有效提高脉冲峰值电压,增加粉尘荷电量,克服反电晕,增加粉尘驱进速度,提高电除尘器的除尘效率并大幅度节能。在高比电阻粉尘工况条件下,当激发反电晕控制功能后,设备根据反电晕严重程度自动进入间歇脉冲供电状态并寻找、跟踪最佳的脉冲宽度和脉冲频度,以获得最佳的除尘效果;d)高频电源采用三相平衡电源,对电网影响小,无缺相损耗,电能转换效率较高。由于采用三相交流供电,一次、二次电能转效率约为90%,高于单相工频电源20%左右,因此可降低固有的转换能耗[1,2]。
3 电除尘器高频电源应用实例
高频电源已在大型发电机组的电除尘节能改造中取得了良好的运行业绩,同时也在工程实践中证明,采用高频电源可以大幅度增强烟尘的荷电量,减少电场内无效的空气电离所消耗的能量,既能提高电除尘器除尘效率和降低排放,又能减少能耗。现主要以浙能兰溪电厂为例,进行介绍和分析。
3.1 改造方案
3.1.1 改造前设备情况
兰溪电厂4#炉(600 MW)为北京巴·威公司生产的单炉膛、前后墙对冲燃烧、平衡通风、超临界参数固态排渣变压直流炉,每台锅炉配置静电除尘器一套,为双室4电场。高压供电电源型号为:EPSUPER-III2.0A/72KV高压智能控制器,共16台整流变、16台控制柜,并配控制系统一套,采用32位DSP微处理器控制。根据2011年12个月的电除尘变压器电度表读数统计,改造前电除尘电源平均电耗为901 kW,其中高压部分电耗约为700 kW。
3.1.2 改造方案主要内容
浙能兰溪电厂4号炉电除尘高频电源改造项目于2012年10月10日开工,2012年12月中旬完成热态性能测试。高频电源生产厂家为浙江佳环电子有限公司。改造主要内容为:a)在电除尘顶部拆除原16台整流变设备,安装16台高频电源装置及相关通讯光纤及交换机。同时高频电源所需的电缆截面(3×90 mm2)与原电缆(2×240 mm2)有差别,因此在每台电除尘高频电源旁增加一个电源转接箱;b)新增上位机一套,采用IFIX组态软件,并将原低压系统程序融入到新的上位机系统。增加网络服务器和网络交换机,实现上位机对高频电源的监控,实现与电厂灰控辅网等的连接;c)将原高压程控柜改造成高频电源配电柜的配套,即保留原高压程控柜,取消其控制功能,将柜内原两相电缆改造为三相电缆连接,并安装三相电度表。
3.2 热态测试数据分析
由于投运时高频电源的参数设置处于出厂缺省状态,没有根据电厂的运行实际工况对输出波形进行调整,因此在投运后进行高频电源的热态调试,调试内容主要是在机组的运行工况下,找到高频电源在间歇供电状态下的占空比与输出功率、出口含尘量的关系,从而确定最佳工作状态。热态性能测试分能效兼顾、节能优先和效率优先三种运行模式进行,测试由南京电力设备质量检测中心完成,相关数据见下表1:
由上表可以看出,当在能效兼顾及效率优先工作模式下运行,其节能效果分别为58.81%及47.29%,如在节能优先工作模式下运行,则节能可达74.19%。需要说明的是,该机组在高频电源应用前已进行了高压电源智能控制器的改造工作,从而在实践中证明了高频电源在节能方面比工频单相电源具有巨大的优势。
在三种模式中电除尘效率都有不同程度的提高,并均大于99.68%的设计要求。电除尘出口烟尘浓度在能效兼顾、节能优先、效率优先三种模式下分别减少烟尘排放43%、35.12%、54.6%。由此可见,采用高频电源后在保证电除尘效率的同时,节能和减排的效果明显。
3.3 经济效益分析
经试验,当高频电源运行在节能优先模式下,同时脱硫系统正常运行时,电除尘烟气含尘量达到了30mg/m3的标准要求,节能优先可作为该电厂的日常运行模式。按此模式下的节能电量计算节能效益。在此模式下高压部分节能约500 kW,目前兰溪电厂上网电价为0.41元/(kW·h)(不含税),根据兰溪电厂2011年机组运行小时为7 500 h左右估算,采用高频电源后每年节能的经济效益为:500×7 500×0.41=153.76×104元。
本次高频电源改造工程的投资约为255×104元。由此可推算,本项目的投资回收期约在1.7 a,投资回收期短。
4 存在的问题及应对措施
由于电除尘高频电源在实践应用的时间相对不长,虽然各厂家已对出现部分问题进行了改进和完善,但在实际应用中还存在着一些问题和缺陷,需在改造和应用中采取相应措施防范:
4.1 高频电源装置高温运行环境的改善
高频电源装置安装于电除尘顶部,户外布置,夏季高温对装置内部的电子元件、板卡及通讯的稳定可靠运行是一大考验。为避免夏季太阳直晒,在电源改造时对高频电源设备加装防晒顶棚,改善运行环境是非常必要的。需要注意的是,沿海区域的电厂,在设置防晒顶棚时应充分考虑台风季节时的安全问题。
4.2 高频电源运行中的防尘维护需进一步加强
电除尘顶部环境恶劣,灰尘很多,而高频电源的强风冷却系统上设有进出风滤网,一般要求半个月需对滤网进行清洁维护,但在实际运行中由于电除尘顶部位置较高,滤网数量较多,清洁维护工作量较大,难以按要求进行,许多滤网积灰严重,将影响装置冷却效果。
建议各电厂应根据高频电源装置周围的环境,确定合理的清洁维护周期,并对冷却风扇进行定期检测和解体检查,并配备一定的备品,以便及时更换滤网和冷却风扇。
4.3 高频电源会产生电磁干扰应加强抗干扰屏蔽措施
高频电源装置含有电力电子元件,在高频整流和逆变过程中不可避免会产生电磁干扰。兰溪电厂在改造后的试运行中,当所有的高频电源同时进行连续火化放电模式时,电除尘附近部分辅机电机的测量数据发生跳变,且在配电母线中测试发现谐波电压达8%左右,超过国标要求。当所有高频电源在间歇供电方式下,配电母线中谐波电压则满足国标要求。因此高频电源应尽可能在间歇供电方式下运行。在改造及安装过程中,应加强隔离、屏蔽、接地等抗干扰措施的落实,如:a)在380 V配电母线上加装有源滤波器或高频电源入口加装电抗器。电除尘高频电源的主回路进线端装设EMC滤波器,在电源进线端,由电感和电容组成的低通滤波电路所构成,主要作用是减少和抑制高频电源所产生的电磁干扰,它允许直流或50Hz电流通过,对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。在EMC滤波器之后设输入电抗器,可以抑制谐波电流,限制电网电压突变和操作过电压引起的浪涌电流冲击,平滑电源电压中包含的尖峰脉冲。它既能阻止来自电网的干扰,又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染;b)动力电缆和控制电缆在桥架、竖井上敷设时进行分层隔离,在电缆进出竖井时是隔离的薄弱环节,应特别注意隔离;c)控制和信号电缆采用屏蔽电缆,电缆两端的屏蔽层必须接地,必要时可加小电容再接地。
5 结语
无论是理论研究还是在工程实践中,相比电除尘工频电源设备,电除尘高频电源在节能提效方面较工频电源设备具有明显的优势,同时也非常切合国家节能减排的环保要求。且高频电源投资性价比高,回收期短,具有良好的投资效益。因此,电除尘器高频电源设备在发电厂有着广阔的应用前景,在取得环保效益的同时具有明显的节能经济效益。
参考文献
[1]陈颖,郭俊,毛春华,等.电除尘器高频电的提效节能应用[J].中国环保产业,2010(12):28-31.
电除尘器的应用前景 篇8
关键词：湿式电除尘器；发展；火电厂；应用；研究
中图分类号：TM621.7+3；TK223.27 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）27-0121-02
在当前全面践行可持续发展战略的过程中，面对大气环境越加严峻的发展形势，如何实现对大气污染的有效治理，以助力于生态中国发展之目标的实现，亟待解决。基于燃煤火电厂是产生大气污染的主要源头之一，为了迎合国家政策之要求，逐渐采取了一系列除尘方式，但从应用的现状看，传统的电除尘器不仅限值大且除尘的效率低且功能单一，对于重金属离子等难以实现有效去除。而湿式电除尘器虽然目前尚未实现推广性运用，但是这一全新除尘技术的运用能够实现对大气污染物的有效去除。
1 湿式电除尘器概述
1.1 发展史
在电除尘器的发展领域中，湿式电除尘器的诞生开辟了该领域的新起点，作为一种全新的除尘设备，在实际运用的过程中，能够实现对湿气体中的粉尘、酸雾以及重金属离子等污染物的有效去除，因此，对于火力发电厂而言，则成为了目前最为理想的除尘设备。与干式电除尘器相比而言，二者的作用原理是基本相同的，都是借助荷电、收集以及清灰这三个阶段来实现除尘的作用。
从这一除尘器的发展历程看，最早诞生于1907年，由乔治·科特雷尔发明，被运用到了制酸以及冶金生产中。而历经近百年的发展历程后，这一除尘器在去除与控制烟气中酸雾以及重金属离子上表现出了较高的应用价值，但是，被运用到火力发电厂中相对较晚。
最初是在1965年，日本三菱将其运用到了燃气轮机用高炉煤气除尘，当前日本已经有32加火力电厂在运用这一除尘器，而美国是从1975年开始运用这一除尘器的，中国当前处于大力推广应用阶段。
1.2 结构形式与结构材料
第一，在结构形式上。主要有管式与版式两种结构，其中，管式静电除尘器适用于上下垂直流动的烟气除尘，而板式电除尘器则适用于水品与垂直良好总流动烟气的除尘，而当集成面积相同时，经过对比分析表明，其中管式要比板式除尘器内烟气流动的速度快两倍，同时占地面积小，除尘效率高。
第二，在结构材料上。而在实际运用的过程中，因湿式电除尘器运行环境特点所致，极为容易发生腐蚀问题，所以需要对结构材料进行科学选择。一般而言，使用壳体结构能够达到最为安全的使用状态，相应材料主要是使用普通钢，而为了避免腐蚀问题的发生，则需要在内里与表面涂抹防腐材料，并要注重处理好在安装过程中如焊接点等处的防腐蚀工作。在集成板上，表面的抗腐蚀性能较高，但一旦连接点被腐蚀则会发生故障，因此需要采用一定的防护措施。
2 湿式电除尘器在火电厂的实际运用状况分析
2.1 在国外火电厂中的应用情况
在北美地区，美国是从1975年开始运用这一除尘器的，首次是在Sudbury电厂上进行安装试行，到了1986年，湿式电除尘器的使用以基本能够满足火电厂排放标准要求。比较典型的如Coleson Cove电厂、Sherco电厂等，在实施电除尘器上，相应的模块与布置为12模块内置于FGD、2块模块内置于FGD，主要采用的湿式电除尘器的型式为2电场垂直管式与3电场垂直管式。在欧洲地区，主要将这一除尘器运用到了化工与冶金行业中，以实现对酸雾与颗粒污染物的清除，从1997年开始，Werondorf电场首次将由日本三菱公司生产的湿式电除尘器运用到了生产中，但是基于在欧洲地区，燃煤火电厂机组本身相对而言十分少，所以在这一运用领域的实践经验相对也偏少。而在日本，目前使用湿式电除尘器已经有30多年的历史，近30多套这一除尘设备被运用到了火电厂中。
2.2 在国内火电厂中的应用情况
在中国，湿式电除尘器最早被运用到了化工领域中红，而在近年来，随着大气污染问题的日益加剧，加上我国在发展中电力行业的迅猛发展，促使对火电厂的生产排放标准提出了更高的要求，因此，这就促使这一除尘器在近几年被逐渐应用到了火力发电厂中。
首次将这一除尘器进行运用的是我国的鞍钢第二发电厂，而到了2010年，上海电力长兴岛电厂则首次将自主研发的湿式电除尘器运用到了发电机组中，随后在2012年华电益阳电厂也将这一除尘器进行了运用。
到了2014年，我国从政策上对进一步实现湿式电除尘器在火力发电厂中的推广性运用进行了规定，针对当前我国燃煤火力发电厂烟气粉尘的排放浓度标准进行了严格规定，进而从政策上为实现湿式电除尘器的推广性运用奠定了基础。
3 湿式电除尘器在应用过程中所呈现出的不足与发 展对策
3.1 所呈现出的不足之处
从目前湿式电除尘器在国内火电厂中的发展与应用历程看，虽然起步较晚，但是发展较快，且具备着良好的市场应用与发展空间，但是，当前湿式电除尘器目前还未在火电厂中实现推广性的运用，因此，从投运业绩角度看，因时间多而致使业绩相对少。
在这一类型的除尘器的运用中，柔性电极与导电玻璃钢电极的湿式电除尘器当前还处于试用阶段，因此，到底这一新型的湿式电除尘器的除尘效益如何、运行的是否安全可靠以及相应使用寿命长短等问题，都还有赖于进一步的验证与观察。而从实际应用的现状看，主要存在的不足之处为：
第一，在进行布置时，将其置于脱硫装置后，进而则就会因烟气中石膏的作用而存在结垢的问题；与此同时，在实际运行的过程中，在机组的作用下，相应极板与板线等都存在着变形与损坏的风险性，进而也就致使相应除尘器的效果难以得到保障；
第二，采用这一除尘器进行布置时，主要的问题在于老机组改造上，由于场地本身有限，因此，如果实现选型与布置则面临着极大的难题，且相应施工的难度与风险性提高，如何实现对安全与火灾等风险事故的有效规避，亟待解决；
第三，在金属板式的这一除尘器类型下，因需要采用工业水进行冲洗，进而也就存在废水处理问题，而基于现有脱硫系统的运行状态不稳，致使在冲击与废水排放上也依旧存在问题；
第四，基于脱硫后粉尘浓度高的状态下，其适应性还有待进一步研究；同时，当前这一除尘器还没有实现大规模的生产与运用，整体上建设维护与管理成本偏高。
3.2 发展对策
基于目前湿式电除尘器所具备的良好发展空间与前景，对于火电厂而言，实现这一除尘设备的运用，能够为满足国家政策之要求并实现自身发展的目标奠定基础。
而基于现行这一除尘器在应用过程中所呈现出的一系列问题，则就需要从材料上进行严格把关，以此来提升设备运行的可靠性，并提升设备的使用寿命、降低维护管理成本；同时，在未来研究中，重点在于使用这一除尘器对烟气流速等的要求相对较高，而对老机组进行改造的过程中，现有的空间场地均有限，因此，这就需要对这一除尘器进行优化改造；
此外，针对引起携带石膏而致使结垢隐患发生的问题，需要在研发这一除尘器的过程中，就如何降低脱硫石膏携带问题进行重点研究。
4 结 语
综上，在火电厂中，借助湿式电除尘器的引用，能够为有效去除湿气中所还有的重金属离子以及酸气等污染物，进而为达到目前国家规定的烟气排放标准奠定基础。
而从目前这一除尘器运用的现状看，在国内还处于试运行阶段，并存在着一系列的不足之处，因此，需要在日后研究中明确研究重点，以此来满足当前市场应用之需求。
参考文献：
[1] 廖大兵.湿式电除尘器的发展及其在火电厂的应用[D].广州：华南理工 大学，2014.
[2] 李奎中，莫建松.火电厂电除尘器应用现状及新技术探讨[J].环境工程 技术学报，2013，03：231-239.