我国湿式电除尘新技术助燃煤电厂实现超低排放
企业自主研发,核心技术关键难题有突破
上个世纪,国内已将湿式电除尘器应用于硫酸和冶金工业生产中。到目前为止,国内冶金工业还有使用湿式电除尘器的案例,其粉尘出口排放一直处于10mg/Nm3以下。由于湿式电除尘器存在腐蚀、污泥、污水等需要再处理的问题,加上当时国家对大气污染物排放标准要求比较低,湿式电除尘器没有在电力行业得到推广应用。
面对日益严峻的细微颗粒物污染问题,国内各大环保企业主动出击,有的自主研发,有的采用引进技术。在国内,湿式电除尘技术的自主研发已取得了可喜的成绩,不仅在核心技术上实现了突破,还迅速展开了工业应用,积累了宝贵经验。
湿式电除尘器的研发得到科技部的高度重视和大力支持,被列入国家863计划《燃煤电站PM2.5新型湿式电除尘技术与装备》课题,由高等院校完成湿式电除尘器理论方面的研究,企业完成湿式电除尘器应用方面的研究。
理论研究着重解决PM2.5的测试方法、湿法脱硫产物与湿法脱硫工艺过程的关系、湿法脱硫产物的物理特性、电场规律和收集性能等问题;应用研究着重解决湿式电除尘器的结构、极配、材料选择、防腐、水膜的均匀分布、水循环利用、高低压配套供电、加工工艺、安装工艺等问题。
通过理论研究和应用研究,创造出具有自主知识产权、适合中国国情的性能优越、价格低廉的新型湿式电除尘器,并完成300MW(含)以上等级机组的新型湿式电除尘器示范工程,形成新型湿式电除尘的各项专利、行业标准等,从而填补国内大型湿式电除尘技术和产品的空白。863计划的实施完成,将使中国的湿式电除尘器技术达到更高水平。
为实现863计划,迅速掌握湿式电除尘器的核心技术,企业自主设计制造了国内领先的全尺寸湿式电除尘器综合实验台(见图2所示),用以研究湿式电除尘器的极配、特殊结构、喷淋系统、水膜形成、抗结露、配套高压供电等关键技术。通过实验,获得了许多关键的设计参数,同时建立了湿法脱硫模拟实验台,模拟湿法脱硫后的烟气工况下湿式电除尘器的工作性能。
影响湿式电除尘器应用的关键是水的二次污染和水耗问题,不解决灰水循环利用问题,湿式电除尘器就难以在燃煤电厂推广应用。经过湿式电除尘器喷淋冲洗之后排出的水,含有大量酸性物质和细微颗粒物。直接排放会产生二次污染,而且耗水量大、运行成本高,水必须进行循环利用。
水的循环利用要经过两个环节,一是中和除酸,二是分离固体悬浮物,使污水变成适合喷淋使用的工业用水。通过反复试验,掌握了湿式电除尘器的喷淋系统及均匀水膜形成规律、极配、结构、高压供电等关键技术;研发了悬浮物高效分离、水循环利用系统。
防腐是保证湿式电除尘器安全可靠运行的重要问题,通过材料分析和抗腐蚀实验,寻找重要结构件的材料选择,制定防腐措施和施工工艺。在研发过程中,相关企业已经获得了多项具有自主知识产权的湿式电除尘专利。
降低综合投资和运行费用,具有较好经济性
采用湿式电除尘技术工艺,由于其终端把关的技术特点,布置在湿法脱硫前的除尘装置,只要满足湿法脱硫工艺要求即可,出口排放无需做到很低。这样,既可降低前端除尘装置的投资和运行成本,又能够解决脱硫设备前的场地紧张问题。同时,由于湿式电除尘器运行中的喷淋作用,对烟气中的SO2具有一定的洗涤脱除作用,可以减少湿法脱硫的投资和运行成本。
另外,湿式电除尘器大量减少了烟气中的SO3,有效缓解下游烟道、烟囱的腐蚀,降低烟囱防腐成本。湿式电除尘器在实现粉尘超低排放,解决石膏雨、细微颗粒物(PM2.5粉尘、SO3酸雾、气溶胶)问题的同时,具有较好经济性。
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