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2.2 布置型式
WESP主要有两种布置型式:整体式(湿式吸收塔塔顶布置)和分体式(塔外地面布置),其结构示意图如下图2所示。
整体式WESP:WESP直接布置在湿式吸收塔塔顶,布置紧凑、占地面积小,但维护难度高。另外,吸收塔需要额外增加的高度较高,使重量大幅度增加,原有吸收塔的钢支架及基础是否能满足要求,需要重点考虑;且整体式WESP中冲洗水和烟气的流向刚好相反,要保持稳定的水膜较难,最大处理烟气量常常受最大烟气流速的限制,因此,WESP用于现有湿法烟气脱硫吸收塔的改造,困难很大。
分体式WESP:WESP塔外地面布置,根据脱除SO3以及细微颗粒物效率的不同,电场数从一~三不等,另外,需要额外布置烟道及加水冲洗装置等,使分体式WESP体积庞大,因此,占地大,费用也相对较高。相对塔顶布置的WESP,虽然维护方便,但对于改造机组,一般可用场地极其狭小,恐难以满足。
因此,在实际工程应用中多数采用垂直烟气流向的塔顶布置的整体式WESP。
图2 WESP塔顶式和分体式布置示意图
3. WESP的发展历程
在美国,湿式静电除尘器最早在1907年开始应用于硫酸和冶金工业生产中,直到1986年才首次
被应运用到燃煤电厂(美国的AES Deepwater电厂,容量为155MW,主要燃料为石油焦)当中[1-2]。
此后,在2002年New Brunswick(N&B)电力公司对Cloeson Cove电厂(1050MW)进行改造,增设了WESP,用于控制酸雾排放。日本的湿式电除尘技术最早是由三菱重工开发的,从1975年开始应用于处理化工厂的重油锅炉产生的烟气,目前共有约25台套投运于锅炉后烟气治理,其典型案例为碧南电厂(3×700MW机组湿式电除尘器)。在欧盟,第一台安装于湿法脱硫后的WESP,是在1997年由三菱公司设计的。到目前为止,全球只有约50套的WESP应用于美国、欧洲及日本的电厂中[3]。国内这方面的研究相对滞后,发展也较晚,目前在大型机组上的应用几乎空白。
4. WESP存在的几个主要问题
WESP可高效去除WFGD无法收集的酸雾(尺寸为0.1~0.5μm)和PM2.5,改善湿法脱硫后烟气浊度高的问题[4],对解决湿法脱硫存在的石膏雨和进一步降低细微颗粒物的浓度有利。但WESP在实际应用中受许多因素的制约,加上投资大、运行维护要求高,因此,虽然技术开发早,但实际运用程度不高。WESP在运行过程中存在的主要问题如下[5]:
(1)集尘极液体分布不均匀冲洗不彻底导致板结问题:由于液体的表面张力作用和集尘极表面存在凸凹,液体在集尘极分布不容易均匀,导致清灰不彻底,局部出现积灰板结问题,时间一长,将导致烟尘捕集效率降低、维护量增加。这一问题,在前级电除尘器低、湿法脱硫除雾效果不佳的情况下,将愈发严重。
(2)灰水的二次污染问题:WESP冲洗水虽然采用闭式循环,但水中含尘量增加,则需不断补入原水,排出废水,这可能需要另外设置废水处理设施。废水量与烟气中含尘量成线性关系。我国大量湿法脱硫前的除尘器效率不高,除雾器效果差,因此,WESP的灰水的二次污染问题可能非常严重。
(3)场地问题:分体式湿式静电除尘器布置在脱硫系统后,虽然循环水箱和水泵等均可布置在湿式电除尘器下部,但仍需占用炉后的位置,特别是对于老机组改造,由于可供改造的场地有限,场地布置将成为一个主要难题。
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