一种新型高效湿式除尘器的应用

2014年9月，国家发展改革委、环境保护部、国家能源局联合发布了《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》，明确新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值，鼓励部分地区现役燃煤发电机组实施大气污染物排放浓度达到或接近燃气轮机组排放限值的环保改造。环境保护部同月发布的《火电厂除尘工程技术规范》在除尘方式的选择中提出鼓励采用各种经验证较为有效的除尘新技术组合。粤北某电厂在一台125MW燃煤发电机组烟气综合治理改造工程中，对除尘改造技术路线进行了创新，近6个月的运行情况表明，改造后系统稳定可靠，烟尘排放浓度达标，除尘效率达到并优于性能保证值，收到了良好的效果。 

　　1 除尘系统组合 

　　该机组设计煤种为无烟煤，收到基灰份大于25%，原设计安装了一套双室四电场除尘器，除尘器设计处理最大烟气量为840000m3/h，设计入口烟尘浓度为30g/Nm3，设计电除尘效率99.6%，设计出口含尘浓度≤150mg/Nm3。 

　　2011年国家环保部发布了《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），代替《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003），该机组2003年11月投产，因原设计标准起点较低，无法满足新的排放标准限值要求，必须进行技术改造。 

　　除尘系统组合由原电除尘器、石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔、湿式除尘器组成（见图1）。 

　　本次改造设计阶段明确对原有电除尘器进行内部修复性检修，确保电除尘器达到和接近设计保证除尘效率；湿法脱硫部分对除雾器进行了优化设计，确保除雾器运行效果，保证脱硫系统吸收塔出口烟尘及雾滴脱除效率达到40%以上；湿式除尘器设计粉尘脱除效率≥80%，雾滴去除率≥60%，湿式除尘器出口设计粉尘排放浓度≤20mg/Nm3（见表1）。 

　　2 湿式除尘器 

　　高效湿式除尘器用来处理烟气经湿法脱硫后携带的粉尘、石膏颗粒、雾滴等。烟气从脱硫吸收塔出来后经过除尘器喷淋层加湿，然后进入湿式除尘的文丘里棒层，烟气在文丘里棒层形成局部高速区，同时雾化后的水滴在文丘里棒层附近产生水膜，使得含尘烟气在经过棒层区后粉尘被捕集，水膜除尘后经过集水槽排入循环水箱中。经过除尘后的净烟气经过导流板导流，再经过湿式除尘尾部的烟道式除雾器将烟气中水雾进一步去除，最后经过烟囱排入大气。 

　　循环水箱中的含尘废水大部分经循环水泵输送到湿式除尘喷淋层重复利用，少部分进入再生系统，经过添加生石灰再生中和、混凝沉淀、缓冲后重新进入循环水箱中，使得循环水箱中循环水的PH值及含固量保持在一个合理范围。混凝沉淀后的高含固量废水经污泥泵排入脱硫系统，由脱硫系统一并处理。 

　　湿式除尘装置包括一座宽8×10×15m的除尘反应器，内设1套可调文丘里系统、2级平板式除雾器等。湿式除尘装置配套设计一套循环水系统和循环水中和再生系统。循环水系统共设置1个循环水箱和2台循环水泵；循环水中和再生系统包括再生箱、2台再生水泵、沉淀池、污泥泵及1套加药系统等（图2）。 

　　湿式除尘器烟气系统设计流速分布情况如下：文丘里区域为40m/s，烟道除雾器通道内流速5.5m/s，反应器内流速为4.3m/s。烟道及本体设计压力为±5KPa，其中湿式除尘器的阻力约1500Pa，包括文丘里层900Pa，除雾器区域200Pa和本体阻力约400Pa。 

　　3 投运效果 

　　该机组除尘组合系统共安装了3套连续在线粉尘浓度监测仪用于日常运行监控，测点分别位于电除尘器出口烟道、脱硫吸收塔出口烟道、湿式除尘出口烟道。在线烟尘仪定期进行比对监测，比对监测使用青岛崂应生产的3012H型自动烟尘（气）测试仪按HJ/T397-2007标准进行，确保在线烟尘仪准确度要求（见表2）。 

　　该机组现执行烟尘浓度≤30mg/Nm3限值标准，查阅历次环保比对监测和在线连续监测数据，总排口颗粒物排放浓度稳定达标，湿式除尘器除尘效率能长期保持在80%以上，超过设计性能保证值。如电除尘效率显著提高，湿式除尘器进口粉尘浓度适当降低，湿式除尘器出口粉尘浓度将接近或超过超净排放限值≤5mg/Nm3要求。 

　　4 应用前景 

　　高效湿式除尘器在该机组除尘改造工程中的应用表明，湿式除尘器具有改造投资省，除尘效率稳定，工艺流程简单，运行调整方便，运行维护成本低的特点。湿式除尘器在高效脱除烟气中粉尘的同时，对雾滴、SO3、PM2.5等均有明显的治理效果，因此具有极高的推广价值。 

　　目前正在大力推行燃煤锅炉超净排放改造，在诸多除尘改造技术路线中，湿式除尘器的成功应用为“电除尘+”除尘组合改造新增了一种新的选择。同时，新型高效湿式除尘器在燃煤发电以外的行业也具有广阔的应用前景。