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立式导电玻璃钢电极湿式除尘器

[2015-02-05] 点击:

立式导电玻璃钢电极湿式除尘器发展背景

近日,国家环保部为降低燃煤发电机组污染物排放量,联合发改委,国家能源局下发了关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》的通知,文件要求到2020年,现役60万千瓦及以上燃煤机组、东部地区30万千瓦及以上公用燃煤发电机组、10万千瓦级以上自备燃煤发电机组及其他有条件的燃煤发电机组,改造后大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值。排放限值为:SO2≤35mg/Nm3,NOx≤50mg/Nm3,烟尘≤10mg/Nm3。

火电厂目前配置的烟尘处理装置是为了满足:国家环境保护部颁布了《关于执行大气污染物特别排放限值的公告》(公告 2013年 第14号)的要求,重点地区排放标准为20mg/Nm3;进行的改造项目有:电除尘前加低温省煤器、在静电除尘上增加高频电源、增加旋转电极、增加布袋除尘器等,这些方案都很难实现烟尘≤10mg/Nm3的目标,因此,燃煤机组的新一轮环保改造已近在咫尺,2014年以浙能为代表的超低排放改造工程在全国燃煤机组中已吹响号角,嘉兴、舟山等已率先投运,五大集团中,国电在苏龙、宿迁已进行了试点,大同、泰州等电厂正在改造中,大唐集团在乌沙山、南京电厂正在做试点,政策导向也在为改造工作推波助澜,三部委的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》的出台、环保专项补助资金的应用、改造电价补贴的传言等都带来了利好。

湿式静电除尘器的工作原理

湿式静电除尘器(WESP)是用于脱除湿烟气中的尘、雾、液滴及气溶胶、PM2.5等杂质的静电除尘设备。由于处理的烟气为湿烟气(一般烟气中含有的水份为饱和状态),通常称为湿式静电除尘器。工作原理包括三个基本过程:

a悬浮粒子荷电;

b带电粒子在电场内迁移和捕集;

c捕集物从沉淀极上滑落清除。

湿式静电除尘器(WESP)主要由阳极系统(沉淀极)、阴极系统(电晕线)、高压直流供电电源组成,工作时利用高压静电装置对架设在湿式静电除尘器内的电晕线施加高压电,在阴、阳两极之间形成了高压静电场,在电场力的作用下,整个沉淀极管内都形成电晕区。当含尘、液滴、气溶胶、酸雾及其他污染物的烟气进入足以使气体电离的静电场时,产生大量的正负离子和电子并使尘、酸雾、液滴等荷电,荷电后的粒子在电场力的作用下向沉淀极移动并在沉淀极上沉积,在沉积过程中沉淀极管内壁形成含尘液膜,含尘液膜在重力作用下流到湿式静电除尘器下部的集液槽中,从而达到捕集烟气中尘、液滴、气溶胶、酸雾和其他污染物的目的。

导电玻璃钢电极湿式电除尘技术

导电玻璃钢电极湿式电除尘收尘(雾)是使含尘(雾)气体通过高压直流静电场,利用静电分离原理将气体净化。利用静电分离作用净化气体一般分为四个过程:

(1)气体电离

使气体通过阴阳极间的电场,电场保持在电晕放电状态,为此电收尘(雾) 器都采用非均匀电场,使电晕控制在电场强度较大的区域内。目前电收尘(雾) 器的电晕电极(又称放电电极)是用导线做成,收尘电极采用管式电收尘(雾) 器的操作电压一般在50-70千伏,为了维持比较高的极间电压,均采用负极作电晕电极。

(2) 颗粒荷电

在电场的作用下,离子与颗粒碰撞荷电的过程。当一个离子接近颗粒时,颗粒靠近离子的部位被感应生成相反的电荷,于是离子被吸着的颗粒上,使颗粒荷电。

(3) 荷电烟尘(雾)的运动

荷电烟尘(雾)在电场力的作用下,向着与其电性相反的电极方向产生加速度,于是它与气体的相对速度从零开始增大,这就使烟尘与气体开始分离。由于电晕电极有一强大高速离子流(也称电风)流向收尘极,其电性与电晕电极相同。使原来向电晕电极运动的颗粒的电性被电风的离子中和,然后又带上与电风电性相同的电荷向收尘电极运动。

(4)荷电颗粒放电

荷电烟尘(雾)在电场力的作用下到达收尘电极以后,烟尘(雾)上的电荷变与收尘电极上的电荷中和,从而使颗粒恢复中性,如烟气含湿量较大,则可以自流至底部的集液装置,吸附在收尘极上尘(雾)则通过定期的冲洗来将尘(雾)洗涤下去。

导电玻璃钢电除雾器制作时主要由以下部分组成:上壳体、集尘极室、中下壳体、绝缘子室、阴极系统及内部冲洗装置。

导电玻璃钢阳极板,蜂窝结构,具有收尘面积大,荷电均匀,长寿命等特点。

导电玻璃钢阳极管生产车间现场

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玻璃钢电除雾器本体、阳极管组等的材料为碳纤维增强复合塑料,阴极线材料为钛合金。

碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。

CF是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MPa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000~43000MPa亦高于钢。因此CF的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000MPa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59MPa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。

立式玻璃钢结构湿式除尘器的指标如下:

粉尘去除率(含石膏): ≥ 80%

SO3去除率: ≥ 20%

雾滴含量: 不高于20mg/Nm³

系统阻力: 300~400 Pa

立式导电玻璃钢电极湿式除尘器在化工行业已拥有上百台的使用业绩,但由于行业的局限性,处理的烟气量普遍偏小,约在20万m3/h左右。

目前,立式导电玻璃钢电极湿式除尘器已在国电都匀福泉电厂的600MW机组中、国电苏龙电厂、宿迁电厂投运,国电泰州电厂、大唐南京电厂等正在施工中。

湿式静电除尘器WESP

导电玻璃钢电除雾器

(本文文字内容选自来源:燃煤电厂“超低排放”新技术交流研讨会论文集 作者:司徒有功 乔林)

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