湿式静电除尘技术研究及应用

1.3多种污染物脱除研究

湿式静电除尘器主要用于高效脱除粉尘和酸雾等细颗粒物，但实际运行经验和实验测试结果指出，其同时还可协同脱除SO2、SO3、汞等多种污染物。台湾的TsengChaoheng等[21]研究了湿式静电对SO2的脱除效果，结果表明在不使用添加剂的条件下，SO2脱除效率达到70%，SO2的脱除效率随着停留时间、水流量、入口SO2浓度和电晕功率等的增加，SO2的脱除效率相应提高。

Chang等[22]采用柔性材料作为收尘极，研究了硫酸雾滴物粒径、浓度与收尘效率之间的关系，实验结果表明随着雾滴粒径增大、浓度上升，脱除效率有所提高，最大可达到95.74%。Jeong等[23]研究不同电极形式放电特性，随后搭建中试试验台，研究SO3分级脱除效率，实验结果得出在0.6~1μm分级脱除效率出现低点。

俄亥俄大学Yatavelli等[24]通过测试在140~150℃及60~70℃这2个温度范围内脱除效率，研究了膜湿式电除尘器对可溶性汞脱除是否适用，研究结果表明，二价汞离子可作为凝结核，形成液滴，被除尘器脱除，其脱除效率在温度为140℃可达97%。

2湿式静电工业应用现状

湿式静电技术在冶金、制酸、煤气及发电等行业废气净化处理中均发挥巨大作用，由于处理废气所含成分不同，其设计各具其特点。在冶金行业与制酸行业，由于生产过程中生成大量酸性雾滴，在除尘器设计中需着重考虑防腐与绝缘的问题[3，25]。在煤气行业，由于废气中含有大量焦油，焦油黏度较高，需要大量喷淋水提供足够冲刷压力[14]。

发电行业废气中所含污染物成分复杂，既包括细颗粒物，又含有黏度较高的石膏浆液等成分，烟气处理量大，则常需采用多通道同时处理技术。

随着各国对火电厂污染物减排要求提高，湿式静电除尘技术在电厂烟气污染物控制方面发展迅速。在北美，美国巴威公司于20世纪80年代将湿式静电技术引入电厂，先后实施了多项湿式静电除尘工程项目。其中AESDeepwater燃油电厂155MW机组（以石焦油作为燃料，含硫量高达6%）改造项目[26]，烟气量为46000~51000acfm。该装置置于脱硫塔后，采用三电场串联立式结构（图6），用于脱除烟气中的酸雾和细颗粒。

为防止硫酸雾滴对除尘器腐蚀，巴威公司与F.L.SthAirtech公司合作，于1999-2005年改造WESP极板与极线模块，采用6%钼合金材料替代原有非金属材料，至今运行良好。其采用芒刺线为阴极线，从装置顶端喷淋水雾并在收尘板上形成水膜，气体停留时间为4.2s。

测试结果表明，细颗粒脱除效率可达99%，酸雾脱除效率达91%，粉尘排放浓度可降低至3mg/m3以内，酸雾可脱除至1×10-6，不透明度可降低到10%[26-27]。对NorthernStates电力公司2×750MW加装立式湿式静电除尘器，使用两电场管状结构设计，实现95%以上的PM脱除效率[27]。

与NewBrunswiek电力公司（N&B）合作对Colesoncove电厂1050MW机组进行改造，极线采用芒刺线结构，极板采用C-276不锈钢，为高效利用空间，采用12个气流通道（图7），硫酸雾滴浓度可脱除至5×10-6，细颗粒物可脱除至18.5mg/m3，脱除效率高于90%，可协同脱除NOx、SOx、汞等多种污染物[26]。

美国Croll-Reynolds于2001年BruceMansfield电站安装调试流量为141.584m3/min管式湿式电除尘器，实验测得细颗粒物脱除效率96%，SO3脱除效率为92%，汞脱除效率达77%[2]。

该公司2003年与俄亥俄大学共同开发研究一种膜式的湿式静电除尘器，把收尘极换成了一种有毛细作用的纤维薄膜，这样相比于传统的WESP可以节约成本，减少重量，与普通金属湿式静电除尘器对比表明，PM及SO3脱除效率均有小幅度提高。

美国AMP-ohio公司对480MW燃煤锅炉脱硫塔后进行改造，颗粒物脱除可降低到18.5mg/m3，SO3脱除可降低到9.25mg/m3，能见度可降低到20%。

在欧洲，湿式静电除尘技术的应用领域很广泛，ALSTOM公司[30-31]生产的湿式静电除尘包括水平板式和垂直管式结构，采用连续喷流或间断性喷淋清灰装置，其中对ElmRoad[32]电厂2×650MW机组燃煤锅炉脱硫塔后进行WESP改造，该WESP采用4电场两通道，阳极板采用2205钢，设计气流流速2.46m/s，出口粉尘浓度可达5.2mg/m3。

德国鲁奇公司开发研究的管式静电除雾器[33]，首次采用PVC作为阳极板材料，电场内硫酸雾粒的平均迁移速度已达10~15cm/s，气体流速达2.5~3m/s，单台设备最大处理气量约为100000m3/h[33]。

AirPolHP[34]公司针对重金属脱除生产的湿式静电除尘器，喷淋系统采用水循环装置，收尘板采用特种合金，不需要停工清洗，采用多点电极提高电晕放电，能见度可降低到5%，细颗粒物脱除效率高达99%以上。

日本湿式静电除尘器工程应用相对成熟，其中以日立与三菱重工公司为代表。日立公司的湿式静电除尘器（图8）于2001年开始应用于中部电力的碧南电厂4、5号1000MW机组上[35]，极间距选用300mm，喷淋形式采取阳极板与阴极线分开喷淋，间断喷淋阴极线，连续喷淋阳极板[35]。

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