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4.4 湿式电除尘器岛烟尘排放提效技术
湿式电除尘技术是在干式电除尘技术上发展而来。其主要工作原理:直接将水雾喷向放电极和电晕区,水雾在芒刺电极形成的强大的电晕场内荷电后分裂进一步雾化,在这里,电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并,共同对烟尘粒子起捕集作用,最终烟尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集;与干式电除尘器通过振打将极板上的灰振落至灰斗不同的是,湿式电除尘器则是将水喷至集尘极上形成连续的水膜,流动水将吸附的烟尘冲刷到灰斗中随水排出。原理图如下
湿式静电除尘器的除尘过程可分为四个阶段:气体的电离;烟尘获得离子而荷电;荷电烟尘向电极移动;将电极上的烟尘清除。
湿式静电除尘脱除的对象是烟尘和雾滴,但是由于雾滴与烟尘的物理特性存在差别,其工作原理也有所差异。从原理上来讲,首先由于水滴的存在对电极放电产生了影响,要形成发射离子,放电极中的自由电子必须获得足够的能量,才能克服电离能而越过表面势垒成为发射电子。让电极表面带水是降低表面势垒的一种有效措施。水覆盖电极表面后,将原来的“电极一空气”界面分割成“电极一水”界面和“水一空气”界面,后两种界面的势垒比前一种界面的势垒低很多。这样,电极表面带水后,将原来的高势垒分解为两种低势垒,大大削弱表面势垒对自由电子的阻碍作用,使电子易于发射。另外,水中的多种杂质离子在电场作用下,也易越过表面势垒而成为发射离子。这些都改变了电极放电效果,使之能在低电压下发生电晕放电。其次由于水滴的存在,水的电阻相对较小,水滴与烟尘结合后,使得高比电的烟尘比电阻下降,因此湿式静电除尘的工作状态会更加稳定;另外由于湿式静电除尘器采用水流冲洗,没有振打装置,所以不会产生二次扬尘。
放电极结构和电晕场荷电示意图
在电除尘器中对烟尘颗粒有两种类型的荷电过程,对于直径大于1μm的颗粒来说场荷电是主要作用,颗粒碰撞沿电力线运动的负离子而带电,这时电压的强弱是影响这个过程的最主要因素。对直径小于0.5μm的颗粒来说扩散荷电是主要作用,亚微米粒子在随机运动时与负离子碰撞而带电,注入的电流密度是影响扩散放电最重要的因素。湿式静电除尘中,因放电极被水浸润后,电子较易溢出,同时水雾被放电极尖端的强大电火花进一步击碎细化,使电场中存在加上大量带电雾滴,大大增加亚微米粒子碰撞带电的机率,而带电粒子在电场中运动的速度是布朗运动的数十倍,这样就大幅度提高了亚微米粒子向集电极运行的速度,可以在较高的烟气流速下,捕获更多的微粒。
国外的研究表明,虽然在高于露点温度以上时,但是烟气中的SO3在205℃(400F)以下时,还是以H2SO4的微液滴形式存在。其平均颗粒的直径在0.4μm以下,属于亚微米颗粒范畴。这也是干式静电除尘器和FGD对SO3的去除率较低的主要原因。湿式静电除尘因对亚微米颗粒的高捕获率,所以对SO3的微液滴有很高的脱除率。
因此湿式静电除尘能够高效地去除亚微米粒子、雾滴、粒径小至0.01μm的微尘。
三、结语
煤炭产业作为我国重要的能源基础产业,以煤炭为主要能源的现状短期内不会改变,且环境污染的日趋严重,火电厂污染物减排压力也越来越大,这就需要研究更可靠、更高效、更经济的多污染物协同控制技术。
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本文为《华能伊敏电厂三期2×600MW机组SNCR+SCR超净排放技术探讨》。全文如下:
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