除塵器（qì）_推焦車除塵器_裝煤車除塵器_布袋除塵器_【17C.COM環（huán）保】

摘要：介紹了現階段國內燃煤（méi）鍋爐煙氣除塵技術,包括靜電除塵、袋（dài）式除塵和電袋複合除（chú）塵的原理（lǐ）、特點和改進方向（xiàng）,並對近年來國內外發展的煙氣除塵新技術的原理及研究現狀進行評述,展望了國內燃煤（méi）鍋爐煙（yān）氣除塵技術的發展前景與技術方向（xiàng）。

我國是煤炭消費大國，每年消耗原煤約21.5億t，約70%被燃煤電廠使用。我國能源結構決定了以煤炭為（wéi）主的火（huǒ）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會引起心肺呼吸道疾病（bìng），同時也會引起灰（huī）霾（mái）天氣，導致大氣能見度下降。
國家環（huán）保部於2011年發布了GB13223—2011《火電廠大（dà）氣汙染物排放標準》，規定火（huǒ）力發（fā）電（diàn）鍋爐煙塵排放濃度高限值為30mg/m3，重點地區高限值為20mg/m3;2012年發布GB3095—2012《環境空氣質量標準》，將PM2.5寫入國標，並納入各省市的強製監測範疇;2013年（nián）國務院發布《大氣汙染（rǎn）防治行（háng）動計劃》，明確了具體任務，提（tí）出了（le）十條（tiáo）具體（tǐ）措施。隨（suí）著各文件的出台，燃煤鍋爐除塵領域麵臨著前所未有的壓力和挑（tiāo）戰，僅靠（kào）對現（xiàn）有除塵（chén）器的常規改造，很難滿足（zú）新的煙塵排放標準（zhǔn）。特別對PM2.5的排放控製，成為燃煤電廠亟待解決的難題。

1我（wǒ）國煙氣除塵技術現狀
目前我國電除塵器的生產（chǎn）規模和使（shǐ）用數量均居世界首位，電除塵技術接近世界先進水平。布袋（dài）除塵器的技術核心在於濾料（liào），隨著材料科技的不斷進步，袋式除塵技（jì）術得到廣泛應用。電袋複合除塵技術是基於靜電除塵（chén）和袋（dài）式除塵兩種成熟的除塵理論，由我國（guó）自行研發提（tí）出（chū）的新型除塵技術，近（jìn）幾年已在多家電廠成功應用。我（wǒ）國火電廠各除塵方式所（suǒ）占比例見圖1。


1.1靜電除塵技術
靜（jìng）電除塵器(ESP)的主要工作原理是在電暈極和收塵極之間通上高壓直流（liú）電，所（suǒ）產生的強電場使氣體電離、粉塵荷電，帶有正、負離子的粉塵顆粒分別向電暈極和收（shōu）塵（chén）極運動而沉積在（zài）極（jí）板上，使積灰（huī）通過振打裝置落進灰鬥。
由於靜電除塵器基（jī）於荷電收塵機理，靜電（diàn）除塵器對飛灰性質（zhì）(成分、粒（lì）徑、密度、比電阻、黏附性等)十（shí）分敏感，特別對高比（bǐ）電阻粉塵、細微煙塵捕集困難，運行工況變化對除塵效率也有較大影（yǐng）響。另外其不能捕集有害氣體，對製造、安裝和操作水平要求較高。
對現有靜電除塵器提效（xiào）改造技術（shù）有三（sān）種可行方向:改進靜電除塵器(包括靜電除（chú）塵器擴容、采用電（diàn）除塵新技術及多種新技術的（de）集成（chéng）)、電袋複合除塵技術、濕式電除（chú）塵技術。

1.2袋式除塵技術
袋式除塵器的主要工作原理包含過濾和清灰兩部分。過濾是指含塵氣體中粉塵的慣性碰撞、重力沉降、擴散、攔截和靜電效應等作用結果。布袋過濾捕集粉塵是利（lì）用濾（lǜ）料（liào）進行表麵過濾（lǜ）和內（nèi）部深層過濾。清灰是指當濾袋表麵的粉塵積聚達到阻力設定值時，清灰機構將清（qīng）除濾袋表麵煙塵，使除塵器保持過濾與清灰連續工作。
袋式除塵器好缺點是受濾袋（dài）材（cái）料的（de）限製，在高溫、高濕度、高腐蝕性氣體環境中（zhōng），除塵時適應性較差。運行阻力較大，平均運行阻（zǔ）力在1500Pa左右，有的袋（dài）式除塵器運行不久阻（zǔ）力便超過2500Pa。另外，濾袋易破損、脫落，舊袋難以有效回收利用。
美國環保署的環境技術認（rèn）證(EnvironmentalTechnologyVerification，ETV)項（xiàng）目對ePTFE覆膜濾料做過的性能檢測發現濾料覆膜可一定程的地控製PM2.5和（hé）消除有害氣體，此項目（mù）對袋（dài）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（sān）個方麵進一步研（yán）究:濾料覆膜，濾料的改進創（chuàng）新，舊袋（dài）的有效回收利用。

1.3電（diàn）袋複合除塵（chén）技術
電袋複合式除塵器的工作過程是，含塵煙氣進入除（chú）塵器後，70%～80%的煙塵在電場內荷電（diàn）被（bèi）收集下來，剩餘20%～30%的細煙塵被濾（lǜ）袋過濾收集。電袋複合（hé）式除塵器兼容了靜電除（chú）塵（chén）器和袋式除塵器的優點，較好的彌補了兩者的不足，除（chú）塵機理科學合理。
電袋複合（hé）式除塵器主要有（yǒu）臭氧腐蝕、運行阻力（lì）較高、投資大、占地（dì）麵積大等缺點，濾袋壽命短及換袋成本（běn）高仍是其重要問題。
電袋複合式除塵器的（de）改進有三個方麵:優化靜電除塵單元和袋式除塵單元的長時間協同作用以及（jí）相對結構（gòu）布置，消除靜電除塵單元產生的臭氧，濾料的技術創新。

2煙氣除塵新技術
由於種種實際因素（sù），上述三種除塵器很難（nán）滿足煙氣出口（kǒu）排塵量低於30mg/m3的新標準，尤其對PM2.5的排放控製不佳（jiā）。近年來，國內（nèi）外學（xué）者（zhě）對除塵新技術進行了大量的理論研究和實（shí）驗論證，如聚並（bìng）技術、濕式電除塵（chén）技術、旋轉電極技術、高頻（pín）電源技術、煙氣調質技術，許（xǔ）多技術已獲得突破性進展並初步開始應（yīng）用，但仍需完善（shàn）和（hé）改進（jìn）。

2.1聚（jù）並技術
聚並是指微細粉塵通過物理或化學（xué）的途徑互相接觸、碰撞而結合成較大顆粒的過程。微細煙塵聚並成較大顆粒後，更容易被除塵器捕集，提高了微細煙塵的脫除效率。當前國內外研究的聚並技術主要有:電聚並、湍流凝並（bìng）、聲聚並（bìng）、蒸汽相變聚並、化學聚並和光聚（jù）並等。
電（diàn）聚並（bìng）是各聚並技術中好實用有效（xiào）的方法。電聚並是通過細顆（kē）粒荷電，促使細顆粒相互吸引、碰撞、聚並，使細顆粒團（tuán）聚成大顆粒。電聚（jù）並的效（xiào）果取決於粒子的濃度、粒徑、電荷的分布以及外電場的強弱(圖2)。

澳大利（lì）亞Indigo(英迪格)技術有限公司於2002年推出了Indigo凝聚（jù）器工業產品，至2008年10月，Indigo凝聚器已經在澳大利亞、美國、中國等國家的8家電廠中使用，測試結（jié）果表明，PM2.5、PM1.0排放（fàng）可分別減少80%、90%以上。自2007年始，華（huá）北電力大學和北京大學共同參與國家“863”課題“超細（xì）顆粒（lì）物聚並新技術開發”，從實（shí）驗和理論計算兩方麵對（duì）超細顆粒（lì）物湍流聚並技術進行了大量研究，自行研發出一套雙極荷電-湍流聚並裝置。此外，自2011年（nián）始，北京大學與長沙理工大學合（hé）作，設計了2台（tái）超細顆粒聚並（bìng）器，並（bìng）在大（dà）唐湖（hú）南耒（lěi）陽電廠300MW鍋爐機組上開（kāi）展了（le）實驗研究（jiū），目前仍在考核實（shí）驗，測試結果中超細顆粒聚並（bìng）效果顯著。
該技術不僅能較大幅（fú）度提高除塵（chén）效（xiào）率，還能對PM2.5有效（xiào）控製，工藝簡單可靠，有廣（guǎng）闊（kuò）的應用前景。由於電聚並器一般安（ān）裝在電除塵器的（de）煙（yān）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（chén）。此外，如何（hé）減少在電聚並器段的壓力損失也是目（mù）前測（cè）試（shì）階段需要解決（jué）的問題。

2.2濕式電除塵技術
濕式電除塵技術與（yǔ）幹法靜電除塵技術對粉塵捕集的原理（lǐ）基本相同，兩者結構也類似。所不同的是清灰方式（shì），濕式除塵器（qì）取消了傳統（tǒng）的機械振打清灰方式，通過煙氣與水接觸使飛灰沉降。根據（jù）濕式除塵（chén）器原理和結構的不同，有自激式除塵、麻石水膜（mó）除塵（chén）、噴淋式除塵三種主要形式。
日本中部電力碧（bì）南電廠五（wǔ）台機組(3×700MW+2×1000MW)使用濕式靜（jìng）電除塵器後，其排放濃度長期穩定在2～5mg/m3，遠低於日本國家標（biāo）準（zhǔn）和新國標的要求，表明濕式靜電除塵器能高效地除去（qù）煙氣中的煙（yān）塵[6]。2010年，由中國重型機（jī）械（xiè）研究院有限公司設計的濕式電除塵器應用於（yú）浙江某工業窯爐生產線，實測煙塵排放遠低於設計值(30mg/m3)達到20mg/m3以下，低可達到12mg/m3，且設備運行穩定[7]。濕式（shì）靜電（diàn）除塵器（qì）衝洗水對煙氣有洗滌作用，對煙氣的脫硫及去除重（chóng）金（jīn）屬離子（zǐ）有一定作用，尤其對控製PM2.5效果明顯(圖3)。


濕式靜電除塵器也有一些缺陷:濕式靜電除塵器布置（zhì）在（zài）脫硫係統後，場地（dì）空間受限製（zhì）;雖然濕式靜電除塵係統的衝洗水采用閉式循環（huán），但（dàn）由於水中含塵量增加，仍需（xū）不（bú）斷補充原水;其大量（liàng）部件（jiàn）長期處於潮（cháo）濕環境（jìng），對材料的耐（nài）腐蝕性要求較高（gāo）。

2.3旋轉電極技術
旋轉電極式電除塵器與常規電除塵器的除塵原理完全（quán）相同，在（zài）清灰方式上有很大改（gǎi）變。旋（xuán）轉電（diàn）極是由若幹個小塊極板固定在板（bǎn）鏈上低速旋轉，極板由原來的整（zhěng）體壓型板改為小塊極板，通過板鏈帶動旋轉。其清灰（huī）方式采用旋轉（zhuǎn）鋼（gāng）刷清灰，從根本上改變了常規電除塵器的（de）振打裝置（zhì）清灰，徹底避免了振打清灰造成的二次揚塵，同（tóng）時也解決了高比電阻粉塵的“反電暈”問題]。
早在（zài）20世紀70年代，國外就旋轉電極技術做了大量研究。其中日本日（rì）立公（gōng）司首次研發出移動電極式（shì）電除塵技術(MEEP)。在我國，自2010年以來，浙江菲達環保科（kē）技股份有限公司研發生產的大型燃（rán）煤（méi）電站配套旋轉電極式電除塵器，先後應用於內蒙古包頭第yi熱電廠（chǎng）300MW機組、內蒙古達拉特電廠330MW機組（zǔ），經過測試，該除塵（chén）器各項技術指標達到或優於設計要求，粉塵出口排（pái）放濃度達到30mg/m3以下]。
旋轉電極式電除塵器能較大限度地減少二次揚塵，避免反電暈效應，從而大幅提高（gāo）除塵效率，顯著降低（dī）煙（yān）氣出口PM2.5濃度。由於（yú）不（bú）需另（lìng）占空間，隻需將固定電場改成旋轉電極式電場，特別適合於老機組電除（chú）塵器改造。同時也具有常規電除塵器的阻力損失小，運行維護費用低等優（yōu）點（diǎn）(圖4)。



旋轉電極式電除（chú）塵器也有部分缺陷，其（qí）結構相對複雜，對製造和安裝工藝要求較高，具（jù）有（yǒu）一定的局限性。另（lìng）外，其長時間穩定運（yùn）行的可靠（kào）性仍需考證。

2.4高頻電（diàn）源技術
高頻電源（yuán）采用（yòng）現代（dài）電力電子技術（shù），是將工頻交流經（jīng）三相整流橋整流成約530V的直流，再經逆變電路變成20kHz以上的高（gāo）頻交流電流，好後通過高頻變壓器升壓和頻整流器整流（liú）濾波，形成40kHz以上（shàng）的高頻脈動直流，供給（gěi）電（diàn）除（chú）塵器電場。其（qí）功率控（kòng）製方法有脈衝高（gāo）度調製、脈衝寬度調製和脈衝頻率調製3種方法。目前，多數高頻（pín）電源采用的是脈衝頻率調製方法（fǎ）。
NakhornThonglek等人通過對常規靜電（diàn）除塵器（qì）和高頻脈衝電源式除塵器做對比試驗發現，高頻脈衝式除塵器不僅能量消耗低並且除塵效率更高，可在9000V條件下長時（shí）間運行而無火花（huā）或閃絡現（xiàn）象。我國於21世紀初開始自主研（yán）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（yòng）國電環（huán）境（jìng）保護（hù）研（yán）究院研製的HF-01型高頻電源，在日常運行工況條件下監（jiān）測，煙塵排放濃度（dù）由42mg/m3下降（jiàng）至17mg/m3，減排59.5%，電除塵器能降低71.7%。其結果同樣說明高頻電源式（shì）除塵器除（chú）塵效率高，並且（qiě）可以大（dà）幅度減少電能損耗。另（lìng）外（wài），其（qí）控製方式靈活多樣，可（kě）根據電（diàn）除塵器（qì）運行工況選擇好合適的電壓（yā）波形。
高頻電源的成功實踐令電源技術（shù）水平有質的飛躍，使（shǐ）電除塵器有更（gèng）廣闊的適用範圍。越來越嚴格的排放標準也激勵（lì）著高頻（pín）電源（yuán）技術向更（gèng）成熟、更完善、更現代化的方向發展，相信高頻電（diàn）源技術將會為除塵領域做出更大貢獻。

2.5煙氣調質技術（shù）
煙氣調質技術是（shì）指在除塵器前對煙氣進（jìn）行調質處理，向煙氣（qì）中注（zhù）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，顆粒的形態等。調質後的煙塵更（gèng）容易（yì）被除塵器（qì）捕捉，從而提高除塵效率。用於實（shí）驗研究的調質劑有（yǒu）無水氨、氨溶液、硫酸、三氧化硫、磷酸、氯化鈉等，目前（qián）應用（yòng）較多的調質劑是SO3。
在國（guó）外，SO3調質技術己（jǐ）經是一項成熟的技術（shù），被不（bú）少公司采用。例如在過去（qù）20年中，世界各地大電廠安裝應（yīng）用了500多台由美國Wellco公司研發的（de）SO3煙氣調質裝置，並且運行效果良好。我國在新世紀初就對煙氣調質技（jì）術（shù）進行了大量的實驗研究（jiū），並且在（zài）多家電廠（chǎng）測試應用，例（lì）如華潤電力登封有限公（gōng）司（sī）一期2×320MW機組電除塵器原先的除塵效率（lǜ）隻有（yǒu）98.5%左右（yòu），引入煙氣調質（zhì）係統（tǒng）後，除（chú）塵效率大於99.8%。
煙（yān）氣調質技術可保留電除塵器阻力低、可靠性高的特點。調（diào）質（zhì）係統具有集（jí）成度高、全自動控（kòng）製、維護費（fèi）用（yòng）低、操作靈活、占用空（kōng）間小等優點，特別適合老機組的提效改造（zào）。針對高比電阻（zǔ）工況下提高除（chú）塵效率也是一項實用（yòng）的補丁技術。需要注意的是，煙氣調質技術並不適用於（yú）所有工況，需要對煤種、煙氣條件和（hé）煙塵性質分（fèn）析後（hòu）使用。

3各新（xīn）式除塵技術綜合比較（jiào）
各新式除塵技術比較見表（biǎo）1。

4建議與展望
燃（rán）煤鍋爐排放的大量粉（fěn）塵已經給（gěi）大氣環境和人類健康帶來了嚴重威脅，國家對工業粉塵的治理已經提高到一個前所未有的高度。節能環保行業被列為國家七大戰略新興產（chǎn）業之（zhī）首，在“十二五”期間，工業煙氣除塵行業將麵臨更大的機（jī）遇和挑戰（zhàn）。目前國內大多除塵（chén）設備相對老舊，煙塵排放量遠不能達到低於（yú）30mg/m3的（de）新要求。結（jié）合我國目前除塵現（xiàn）狀，提出以下建議:
1)逐步淘汰老（lǎo）舊（jiù）除塵設備，找到相對適合改造的新（xīn）除塵技術。對新建燃煤電廠的常規除塵器（qì）進行升級改造，使其達到新的煙塵排放標準。
2)加快除塵新技術的研（yán）發和應用（yòng），積極引進國外已（yǐ）成功工業化（huà）的新式除塵技術，開發（fā）和示範適合我國國情的煙氣除塵技（jì）術。
3)針對PM2.5排放控製，結合新除塵技術對我（wǒ）國煤種適（shì）應性的研究，進一步對新技術優化集成，實現綠色環保與清潔電力（lì）生產的目標。