除塵器（qì）_推焦車除（chú）塵器_裝煤車除塵器_布（bù）袋除塵器（qì）_【17C.COM環保】

我國是煤炭消費大國（guó），每年消耗原煤約21.5億噸，約70%被燃煤（méi）電廠使用。我國能源結構決定了以煤炭為主的火力發電格局。煤炭燃燒會（huì）產生大量的粉塵顆粒,其中細微粉塵PM2.5會引起心肺呼吸（xī）道疾病, 同時也會引起灰霾天氣,導致大氣能見度下降。環保麵前，沒有（yǒu）旁觀者

國家環保部於2011 年發布了《火電（diàn）廠大氣汙染（rǎn）物排放（fàng）標準》，規定火力發（fā）電鍋爐煙塵排放濃度高限值為30mg/Nm3,重點地區高限值（zhí）為20mg/Nm3；2012 年發布《環境空氣質量標準》，將（jiāng）PM2.5寫入國標，並納入各省市的（de）強製監測範疇；2013年國務院發布《大氣汙染防治行動計劃》，明確了具（jù）體任務，提出了十條具體措施。隨著各文件的出台，燃煤鍋爐除（chú）塵（chén）領域麵臨著前（qián）所未有的壓力和挑戰（zhàn），僅靠對現有除塵器的常規改造，很難滿足新的煙塵排放標（biāo）準。特別對PM2.5的排（pái）放控製，成為燃煤電廠亟待解（jiě）決的難題。

1 我國煙氣除（chú）塵技術現狀

目前我國電除塵器的生產規模和使用數量均居世界首位（wèi），電除塵技術接近世界先進水平。布袋除塵器的技術（shù）核心（xīn）在於濾料，隨著材料科技的不斷進步,袋式除塵技術（shù）得到廣泛應用。電袋複合除塵技術（shù）是基於靜電除塵和袋式除塵兩種成熟的除塵理論，由我（wǒ）國自行研發提出的新型除塵技術，近幾年已（yǐ）在多家電廠成（chéng）功應用。

1.1靜電除塵技術

靜電除塵器（ESP）的主要工作原理（lǐ）是在電暈極和收塵極之間通上（shàng）高壓直流電，所產生的強電場使氣體電離、粉塵荷電, 帶有（yǒu）正、負離子的粉（fěn）塵顆粒分別向電暈（yūn）極和收塵極運動而（ér）沉積在極板上，使積灰通過振打裝置（zhì）落進（jìn）灰鬥。

由於靜電（diàn）除（chú）塵器基於荷電收塵機理（lǐ），靜電（diàn）除塵器對飛（fēi）灰性質（成分、粒（lì）徑（jìng）、密度、比電（diàn）阻、黏附（fù）性等）十分敏（mǐn）感，特別對高比（bǐ）電阻粉塵、細（xì）微煙塵捕集困難，運行工況變化對除塵效率也（yě）有較大影響。另外其不能捕集有害氣體，對製造、安裝和操作水平要（yào）求較高。

對現有靜電（diàn）除塵器提效改造技術有三種可（kě）行（háng）方向：改進靜電除塵器（qì）（包括靜電除（chú）塵（chén）器擴容、采（cǎi）用電除塵新技術及多種新技術（shù）的集成）、電袋複合除塵技術、濕式電除塵技術。

1.2袋式除塵技術

袋式除塵器的主（zhǔ）要工作原理包含過濾和清灰（huī）兩部分。過濾是指含塵氣體中粉塵的慣（guàn）性碰撞、重力沉降、擴（kuò）散（sàn）、攔截和靜（jìng）電效應等作（zuò）用結果。布（bù）袋過濾捕集粉塵（chén）是（shì）利用濾料（liào）進行表麵過濾和內部深層過濾（lǜ）。清灰是指當濾袋表麵的粉塵積（jī）聚達到阻力設定值時，清灰機構將清除濾袋表麵煙塵，使除塵器保持過濾與清灰連續工作。

袋式除塵器好缺（quē）點是（shì）受濾袋材（cái）料的（de）限製，在高溫、高濕度（dù）、高腐蝕（shí）性氣體環境中,除塵時適應性較（jiào）差。運（yùn）行阻力較大，平均運行阻力在1500Pa左右，有的袋式除（chú）塵（chén）器運行不久阻力便（biàn）超過（guò）2500Pa。另外，濾袋易破損（sǔn）、脫落,舊袋難（nán）以有（yǒu）效回收利用。

美國（guó）環保署的（de）環（huán）境技術認證(Environmental Technology Verification，ETV)項目對ePTFE覆膜濾料做過的性（xìng）能檢測發（fā）現濾（lǜ）料覆膜可一定程的地控製PM2.5和消除有害氣（qì）體，此項目對袋式（shì）除塵技術的發展有較好的引導作用。改進袋式除塵器可從三個方麵進一步研究：濾料覆（fù）膜，濾料的改進創新，舊袋的有效回收利用。

1.3電袋複合除塵技術

電袋複合式除塵器（qì）的工作過程是，含塵煙氣進入除塵器後，大約70～80%的煙塵在電場內荷電被收集下來（lái），剩餘20%～30%的細煙塵（chén）被濾袋過（guò）濾收集。電袋（dài）複合式除（chú）塵器兼容了靜電除塵（chén）器和袋（dài）式除塵器的優（yōu）點，較好的彌補了（le）兩（liǎng）者的不足，除塵機理科學合理。

電袋複合式除塵（chén）器主要有（yǒu）臭氧腐蝕、運行阻力較（jiào）高、投資大、占地（dì）麵積大等缺點，濾袋壽命短及換袋成本高（gāo）仍是其（qí）重要問題。

電袋複合式除塵器的改進有三個方麵:優（yōu）化靜（jìng）電除塵單元和袋式除塵單元的長時間協同作用以及相對結構布置,消除靜電除塵單元產生（shēng）的臭氧，濾料的技術創新。

2 煙氣除塵新技術

由於種種實（shí）際因素,上（shàng）述三種除塵器很（hěn）難滿足煙氣出口排塵（chén）量低於30mg/Nm3的新標準,尤其對（duì）PM2.5的排放控製不佳。近年來，國內外學者對（duì）除塵（chén）新技術進行了大量的理論研究和實驗論證，如聚並技術、濕式電除塵技術、旋轉電極技術（shù）、高（gāo）頻電源技術、煙氣調質技術，許多技術（shù）已獲得突（tū）破性進展（zhǎn）並初（chū）步開始應（yīng）用，但（dàn）仍需完善和（hé）改進。

2.1 聚並技術

聚並是指微細粉塵通過物理或化（huà）學的途徑互相接觸、碰撞而結合（hé）成（chéng）較大顆（kē）粒的過程。微細（xì）煙塵聚並成較大顆粒後，更容易被除塵器捕集，提高了（le）微細煙塵（chén）的脫除效率。當（dāng）前國內外研究的聚並技術主要有：電聚並、湍流凝並、聲聚並、蒸汽相變聚並、化學聚並和光聚並等。

電聚並是（shì）各聚並技術中（zhōng）好實用有效（xiào）的（de）方法。電聚並是通過細顆粒荷電，促（cù）使細顆粒相互吸引（yǐn）、碰撞（zhuàng）、聚並，使細顆粒團聚成大顆粒。電聚並的效果取決於粒子的濃度、粒（lì）徑、電荷的分布以及外電場的強弱。

澳大利亞Indigo（因迪格）技術（shù）有限公司於2002年推（tuī）出了Indigo凝聚器工業產品，至2008年10月，Indigo凝聚器已經在澳大利亞、美國、中國（guó）等國家的8家電廠中使用，測試結果表明，PM2.5、PM1.0排（pái）放可分別減少80%、90%以上。自2007年始，華北電力大學和北京大（dà）學共同參與國家“863”課題“超細顆粒物聚（jù）並新技術開發”，從（cóng）實（shí）驗和理論計算兩方麵對超細（xì）顆粒物湍（tuān）流聚並技術進行了大量（liàng）研究，自行研發出一套雙極荷電-湍流聚並裝置。

該技（jì）術不僅能較大幅度提高除塵效率，還能對PM2.5有效控製，工藝簡單可靠，有廣闊的應用前景。由於電聚（jù）並器一般（bān）安裝在電除（chú）塵器的（de）煙道前，其安裝空間受到了一定限製。另一方麵因煙道內氣流速度大，不適用於收集磨琢性強的煙塵。此外，如何減（jiǎn）少在電聚並器段（duàn）的壓力（lì）損失也是目前測試（shì）階段需要解決的問題（tí）。

2.2 濕式電除（chú）塵技術（shù）

濕式電除（chú）塵技術與幹法靜電除塵（chén）技術對粉塵捕（bǔ）集的原理（lǐ）基本相（xiàng）同，兩者結構也類似。所（suǒ）不同的是清灰方（fāng）式，濕式除塵器（qì）取（qǔ）消了傳統（tǒng）的機械振打（dǎ）清（qīng）灰方式，通過煙氣與水接觸使飛灰沉降。根（gēn）據濕式除塵器原理和結構的不同，有自激式除塵（chén）、麻石水膜除塵、噴淋式除塵三種主要形式。

日本中部電力碧南電（diàn）廠五台機組(3×700MW+2×1000MW)使用濕式靜電（diàn）除塵器後，其排放濃度長期穩定在2～5mg/Nm3，遠低於（yú）日本國家標準和新國標的要求，表明濕（shī）式靜電除塵器能高效地除去煙氣中的煙塵。2010年，由（yóu）中國重型機械研究院有限公司設計的濕式電除塵（chén）器應用於浙江某工業窯爐生產線，實測煙塵排放遠低於設（shè）計值(30 mg/m3)達到20 mg/m3以下,低可達到12 mg/m3,且設備運（yùn）行穩定。濕式靜電除塵器衝洗水對煙氣有洗滌作用，對煙氣的脫硫及去除重（chóng）金屬離子有（yǒu）一定作用，尤其對控製（zhì）PM2.5效果明顯。

 

濕式靜電除塵器也有一些缺陷：濕（shī）式靜電除塵器布置在脫硫（liú）係統後，場地空間受限製；雖然濕式靜電除塵係統的衝洗水采用閉式循環（huán），但由於水中含塵量增加，仍（réng）需不（bú）斷補（bǔ）充原水；其大量部件長期處於潮濕環境，對材料的耐腐蝕性要求較高。

2.3 旋轉電極技術

旋轉電極式電除塵器與常（cháng）規電（diàn）除塵器的除（chú）塵原理完全相同,在清灰方式上有很大改變（biàn）。旋轉電極是由若（ruò）幹個小塊極板固定（dìng）在板鏈上低速旋轉,極板由原來的（de）整（zhěng）體壓型板改為小塊極板，通過板鏈帶動旋轉。其清灰方式采用旋轉鋼刷清（qīng）灰，從根本上改變了常規電除塵器（qì）的振打裝（zhuāng）置（zhì）清灰，徹底避免了振打清灰造（zào）成（chéng）的二次揚塵（chén）， 同（tóng）時也解決了（le）高比電阻粉塵的“反電暈”問題。

早在20世紀70年代，國外就旋轉電極技術（shù）做了大量研究。其中（zhōng）日本日立公司首次研發出移動電極式電除塵技術(MEEP)。在我國，自2010年以來，浙江菲達環保科技股份有限公司研（yán）發生產的大型燃煤電站（zhàn）配套旋轉電極式電除塵器，先（xiān）後應用於內蒙古包（bāo）頭第yi熱電廠300 MW機組、內蒙古達拉特電廠330 MW 機組，經過測試，該（gāi）除（chú）塵（chén）器各項技術指標達到或優於設計要求（qiú），粉塵出口排放濃度達到30mg/Nm3以下。

旋轉電極式電除塵器能較大限度地減（jiǎn）少二次（cì）揚塵, 避免反電暈（yūn）效應,從而大幅提高除塵效率，顯著（zhe）降低煙（yān）氣（qì）出口（kǒu）PM2.5濃度。由於不需另占空（kōng）間（jiān），隻（zhī）需將固定電場改成旋轉電極式電場,特別適（shì）合於老機組（zǔ）電除塵器改造（zào）。同時也具有常規電（diàn）除塵器的（de）阻（zǔ）力損失小，運行（háng）維護費用低等優點。

圖4 旋轉電極結構示意（yì）圖

旋轉電極（jí）式電除塵器也有部分缺陷,其結構相對複（fù）雜（zá），對製造和安裝工藝要求較高，具有一定（dìng）的局限（xiàn）性。另外,其長時間穩定運行的可靠性仍需考證。

2.4 高（gāo）頻電源技術

高頻電源采用現代（dài）電力電子技術,是將工（gōng）頻交流（liú）經三相整流橋整流（liú）成約530V的直流，再經逆變電（diàn）路變成20kHz以上的（de）高頻交流電流，好後通（tōng）過高頻變壓器（qì）升壓和頻（pín）整流器整流濾波，形成 40 kHz 以上的（de）高頻脈動直流（liú），供給電除塵器電場（chǎng）。其功率控（kòng）製方法（fǎ）有脈衝高度調製、脈衝寬度調製和脈（mò）衝頻率調製3種方法。目前，多數（shù）高（gāo）頻電源采用的是脈衝頻率調製方（fāng）法。

Nakhorn Thonglek等人通過對常規靜電除塵器和高頻脈衝電源式除塵器（qì）做對比試驗（yàn）發現（xiàn），高頻脈衝式除塵器不僅能量消耗低並且除（chú）塵效率更高,可在9000V條件下長時（shí）間運行而無火花或閃絡現象 [10]。我國於21世紀初開始自主研製該項技術,上海外高橋第三發電有限公司8號機組(1000MW)節能改造,采用國電環境保護研究院研製（zhì）的HF-01型高頻電源，在日常（cháng）運行（háng）工況條（tiáo）件下監測，煙塵（chén）排放濃（nóng）度由42mg/m3下降至17mg/m3,減排59.5%，電除塵器能耗降低71.7%。其結果同（tóng）樣說（shuō）明高頻（pín）電源式除塵器（qì）除塵效率高，並且可以大幅度減少（shǎo）電（diàn）能損耗。另（lìng）外，其控製方式靈活多樣,可（kě）根據電（diàn）除塵器運行工況選擇好合適的電壓波形。

高頻電源的成功（gōng）實踐（jiàn）令電源技術水平（píng）有質的飛（fēi）躍, 使電除塵器（qì）有更廣闊的適用範圍。越來越嚴格的排放標準（zhǔn）也激（jī）勵著高頻電源技術向更成熟、更完善、更現代化的（de）方向發展,相（xiàng）信高頻電源技術將會為除塵領域做出（chū）更大（dà）貢（gòng）獻。

2.5 煙氣調質（zhì）技術

煙氣調質技術是指（zhǐ）在（zài）除塵器前對煙氣進行調質處理，向煙氣中（zhōng）注入調質劑（jì）,改變煙塵的一些物理化學特性，如飛灰比電阻,化學成分,黏附性,粒度分布,顆粒的形態等。調質後的煙（yān）塵更容易被除塵器捕捉，從而提高除塵（chén）效率。用（yòng）於（yú）實驗研究的調（diào）質劑有無水氨、氨溶（róng）液、硫酸、三氧化硫、磷酸、二乙胺、氨基磺酸、氯化鈉等，目前應用較（jiào）多的調質劑是SO3。

在國外，SO3調質技術（shù）己（jǐ）經是一項（xiàng）成熟的技術,被不少公司采用（yòng）。例如在過去20年中（zhōng），世界各地大電廠安裝應用了500多台由美國Wellco公司研發的SO3煙氣調質裝置,並且運行效果良好（hǎo）。我國在新世紀（jì）初就對煙氣調質技術進行了大量的實驗研究，並且（qiě）在多家電廠測試應用，例如華潤（rùn）電力登封（fēng）有限公司一期2x320MW機組電除塵器原先的除塵效率隻有98.5%左右,引入煙氣調質係統後（hòu），除塵效率（lǜ）大（dà）於99.8%。

煙氣調質技術可保留電除塵（chén）器阻力低、可靠（kào）性高的特點。調質係統具有集成度高、全（quán）自動控製、維護費用低、操作靈活、占用（yòng）空間小等優點，特（tè）別適合老機組的提效改造。針對高（gāo）比（bǐ）電阻工況下提高除塵效率也是一項實用的（de）補丁技術。需要注意的是，煙氣調（diào）質技（jì）術並（bìng）不適用於所有工況，需（xū）要對煤種、煙氣條件和煙塵性質分析後使用。

3 各新式除塵技術綜合比較

表1 各新式除（chú）塵技術比較

技術（shù）種類	PM2.5去除率	投資	可（kě）靠性
聚並技術	高	小	較高
濕式電除塵技（jì）術	高	大	較低（dī）
旋（xuán）轉電極技術	較高	較大	較低
高頻（pín）電源技術	較高	小（有節能效果（guǒ））	高（gāo）
煙氣調質技術	較低	小	高（gāo）

4 建議與展望

燃煤鍋爐排放的大量粉塵已經給（gěi）大氣環境和人類健康帶來了嚴重威脅，國家（jiā）對工業粉塵的治理已經提高到一個前所未（wèi）有的高度。節能環保行業被列為國家七大戰略新興產業之首，在“十二五”期間，工業煙氣除（chú）塵行（háng）業將麵臨更大的機遇和（hé）挑戰（zhàn）。目前國內（nèi）大多除塵設備相對老舊，煙塵排放量遠不能達到低於30mg/Nm3的新要求。結合我國（guó）目前除塵現狀，提出以下建議：

(1)逐（zhú）步淘汰老舊（jiù）除（chú）塵設備，找到相（xiàng）對適合（hé）改造的新除塵技術。對新（xīn）建（jiàn）燃煤電（diàn）廠的常規除塵器進行升級改造，使（shǐ）其達到新的煙塵排放標準。

(2)加快（kuài）除塵新技術的研發（fā）和應用，積極引進國外已成功工業化（huà）的新式（shì）除塵技術，開發和示範適合我國國（guó）情的煙氣除（chú）塵技術。

(3)針對PM2.5排放控製，結合新除（chú）塵技（jì）術對（duì）我國煤種（zhǒng）適（shì）應（yīng）性的研究,進一步對新技術優化集成，實現綠色環保與清潔（jié）電力（lì）生產的目標。