电除配件除尘技术以及除尘效果

一、燃煤锅炉烟气除尘技术

目前，我国采用的烟气处理技术主要有干法电除尘、湿法电除尘和袋式除尘。袋式除尘与电除尘在原理上有本质的区别;袋式除尘的原理是过滤;电除尘的原理是带电颗粒物在静电场中的定向移动。袋式除尘的滤袋换频繁而且麻烦，操作时压降大，所以操作维护成本较高。静电除尘和湿法除尘原理相近，只是清灰方法不同，湿法电除尘利用水膜冲洗阳板来代替振打清灰，此法可降低由振打引起的二次扬尘。但是，湿法电除配件在运行时会产生大量污水和污泥等二次污染物，污水和污泥的治理无疑会增加后处理成本。此外，湿法电除尘运行温度在硫酸的酸结点以下，烟气对钢材的腐蚀作用较强，这会使除尘的的寿命降低增加维护成本。目前，湿法电除尘的投入成本偏高，并受到水资源的影响，难以大面积推广。干法电除尘具有压降小、除尘、能耗低、处理烟气量大、运行温度高、运行稳定等优点而受到广泛的运用。欧洲暖通空调协会联盟(REHVA)/costG3组织认为:“干式电除配件的排放在10~20mg/Nm3是比较平常的事，而且还可以降至5mg/Nm3的限值。湿式电除配件的排放要求＜1mg/Nm3也是可以实现的。将来，会制定加严格的排放标准，而且电除配件仍然会是一种去除废气粉尘的重要设备”。这就充分肯定了电除尘器配件在火电厂烟气治理中的重要作用，但是面对越来越严格的排放标准，研究降低电除配件出口排放浓度的工作还需继续。

二、芒刺线的除尘效果

我国储藏的化石燃料中煤炭储藏量是较为丰富的，并且由于我国能源结构的特点，使得煤炭在我国能源体系中所占的地位是不可忽视重要的，而且煤炭的地位在接下来的几十年时间内是不会改变。由组织预测，到2050年煤炭在我国能源一次消费比中任然要占50%以上。可见我国长期处于世界上较大的煤炭消费国和生产国的事实不会改变。目前，我国经济正处于高速发展时期，能源消费所带来的污染是现在及未来长期要面对的要问题。并且我国的长期以煤炭为主的能源结构，决定了煤烟型污染物(二硫SO2,氮物NOX、烟尘)是我国大气污染的主要来源。当前我国火力发电的煤炭年消耗量己将超过8亿吨，每年都会有上百万吨的粉尘排放到大气，对人类及环境造成的危害是巨大。美国环保协会(EPA)]指出“燃烧装置向大气排放的污染物中，以细颗粒物(PM2.5)的威胁性较大”。近年来我国粉尘污染越发严重，我国大部分地区受到雾霆的影响，危害到了人们的健康。为此加大环保治理力度，进一步提高了对火电厂烟囱出口烟气粉尘排放浓度的要求。新修订的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223一2011)要求燃煤电厂粉尘排放浓度降不得高于3Omg/m3，地区(如北京、上海等地)的燃煤电厂烟尘排放浓度要控制在20mg/m3以下，因此，这无疑是对我国的燃煤电厂除尘能力的重大挑战。

芒刺线(ESP)在我国大中型火电厂的除尘方式中占地位，因此ESP正面临着严峻的挑战。其对PMIo(粒径小于1即m的颗粒)的除尘效率并不高，如ESP对细颗粒物(颗粒直径小于2.5μm的颗粒)的除尘效率只有90.6%左右。因为对细颗粒物的要求变得越发严格，使人们不得不对电厂现有的ESP进行优化改造，使其满足环保要求。

要想使芒刺线的除尘效果满足新颁布的环保标准，就通过实践和理论相结合的办法来寻求一条可以使芒刺线除尘效率提高的道路，对芒刺线的改造措施大多是提高电场电压、加大流通面积、增加电场数等，然而对芒刺线内部气流分布的重要性的认识还是缺乏。新环保标准以前，我们对除尘效率的重视程度并不是很高，对ESP内部流场的轻视还不会变成ESP除尘效果达不到标准的关键因素。但是颁布了新的火电厂烟尘排放标准的之后，对烟尘的排放变得严格，这时对振打锤的气流分布进行组织和调整就变成了提高芒刺线除尘效率的重要要组成部分，因为，从众多理论和实际统计的资料不难看出，气流分布是电除器除尘效率的一个因素。以往的一些研究认为，芒刺线内部的气流分布是越均匀除尘的效果就越好，但是自上个世纪九十年代以来，一些的工作者着手试验一种新的技术，即斜气流技术(SkewedGasFlowTechnology，简称SGFT>，通过工作者的研究与试验让人们重新认识了ESP内部气流分布。在斜气流技术中气流速度满足以下分布:电场入口处气流的流速应该是上部低、下部高的分布方式，而出口则与之相反。斜气流技术在工业电除尘设备上的应用收到了很好的效果，并且与均匀气流相比，采用斜气流技术的芒刺线的粉尘排放量可相应缩减30%~60%。实际上，斜气流分布之所以会被提出是因为开始关注ESP内部粉尘颗粒的分布情况以及其运动状态。近十几年来，我国的高校也对斜气流技术进行了一些研究和试验，但是国内大多数都是通过理论分析、数值计算和不加粉尘颗粒的空载气流分布试验对斜气流技术进行研究，而对于芒刺线内加入粉尘颗粒的气固两相流的数值模拟非常少。另外，那些被芒刺线收集的粉尘(包括阳板收集以及阳板没有收集到而掉入灰斗的粉尘)较后则是以重力沉降的方式进入集灰斗里。所以，研究ESP内部气流分布对粉尘颗粒重力沉降的影响对优化ESP的结构和提高其除尘效率是重要的。