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图1WESP工作原理图
1.2WESP技术特点
WESP具有除尘效率高、克服高比电阻产生的反电晕现象、无运动部件、无二次扬尘、运行稳定、压力损失小、操作简单、能耗低、维护费用低、生产停工期短、可工作于烟气露点温度以下、由于结构紧凑而可与其他烟气治理设备相互结合、设计形式多样化等优点。同时,其采用液体冲刷集尘极表面来进行清灰,可有效收集微细颗粒物(PM2.5粉尘、SO3酸雾、气溶胶)、重金属(Hg、As、Se、Pb、Cr)、有机污染物(多环芳烃、二噁英)等,综合治理能力强。使用湿式电除尘器后,烟气中的烟尘排放可达10mg/m3和5mg/m3以下。在燃煤电厂湿法脱硫之后使用,还可解决湿法脱硫带来的石膏雨、蓝烟、酸雾问题,缓解下游烟道、烟囱的腐蚀,节约防腐成本。
2超低排放技术路线
针对我国燃煤电厂使用的除尘设备80%左右为电除尘器这一现状,同时借鉴国外发达国家的先进电除尘技术,为实现燃煤电厂的超低排放要求,可采用两条技术路线:一条是以低低温电除尘技术为核心实现超低排放的技术路线,一条是以湿式电除尘器为核心实现超低排放的技术路线,从工程应用情况来看,两条技术路线均是可行的。
2.1以低低温电除尘技术为核心的超低排放技术路线
该技术是通过热回收器(又称烟气冷却器)或烟气换热系统(包括热回收器和再加热器)降低电除尘器入口烟气温度至酸露点以下,一般在90℃左右,使烟气中的大部分SO3在热回收器中冷凝成硫酸雾并黏附在粉尘表面,使粉尘性质发生了很大变化,降低粉尘比电阻,避免反电晕现象;同时,烟气温度的降低使烟气流量减小并有效提高电场运行时的击穿电压,从而大幅提高除尘效率,并去除大部分SO3。
该技术优势有:既可以提高电除尘器对工况变化的适应性、提高电除尘效率,又能够去除烟气中大部分SO3,提高湿法脱硫系统协同除尘效果;同时,在节能效果方面,可利用余热、节省燃料。该技术烟尘排放浓度可低于30mg/m3;节省标准煤耗1.0~3.5g/kWh;压力降不大于650Pa;漏风率≤3%。
该技术缺点有:由于烟气温度降至酸露点以下,SO3在热回收器中冷凝,形成具有腐蚀性的硫酸雾,并吸附在烟尘表面上逃逸至电除尘器中,对电除尘器及下游设备造成腐蚀;粉尘比电阻的降低会削弱捕集到阳极板上的粉尘的静电黏附力,从而导致二次扬尘现象有所加重,影响除尘性能的高效发挥;由于吸附了三氧化硫,导致灰斗中灰的流动性变差,易造成灰斗腐蚀。
2.2以湿式电除尘器为核心的超低排放技术路线
湿式电除尘器作为燃煤电厂污染物控制的精处理技术设备,一般与干式电除尘器和湿法脱硫系统配合使用,也可以与低低温电除尘技术、袋式除尘技术等合并使用,可应用于新建工程和改造工程。对PM2.5粉尘、SO3酸雾、气溶胶等多污染物协同治理,实现燃煤电厂超低排放。
该技术优势有:能提供几倍于干式电除尘器的电晕功率;煤种适应性好,不受粉尘比电阻影响,粉尘排放浓度低,可有效捕集其它烟气治理设备捕集效率较低的污染物(如PM2.5等)以及湿法脱硫系统产生的衍生物等,消除石膏雨;可达到其它除尘设备难以达到的极低的排放指标:
颗粒物排放浓度可≤3mg/m3。同时对SO3、重金属汞等具有脱除作用;
阳极板采用耐腐蚀的不锈钢、高端合金等材料,极板机械强度大、刚性好;
运行电压高、稳定性好,运行电流大,性能更高效、稳定;
运行阻力低于300Pa。
该技术缺点有:产生废水,需要排入脱硫系统或者进行过滤处理。
3工程应用
3.1项目概况
华润海丰电厂位于广东省海丰县小漠镇东南海湾,北面靠山,西南为浅滩,东、南面毗邻南海。工程规划8×1000MW机组,本期利用已有场地和部分填海造地建设2×1000MW超超临界发电机组,是广东省“十二五”规划重点工程。为实现大气污染物超低排放要求,浙江菲达环保科技股份有限公司承担了脱硫吸收塔后新增WESP的建设任务。
3.2总体技术思路
华润海丰电厂1000MW机组中采用的WESP装置布置在湿法脱硫设施尾部。采用的工艺路线如图2所示:锅炉+脱硝装置+干式电除尘器+湿法脱硫装置+湿式电除尘器。烟气先经过脱硝系统去除NOx,然后经干式电除尘器去除粉尘,之后再经过石灰石-石膏湿法脱硫装置去除SO2。脱硫塔出来后温度低、湿度大、腐蚀性强的烟气再经过WESP进行深度处理。
图2华润海丰电厂1000MW燃煤机组的工艺路线图
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