濕式靜電除塵器在煙氣治理中的應用

當前我國大氣環境形勢嚴峻，在傳統煤煙型污染尚未得到有效控制的情況下，以臭氧、細顆粒物（PM2.5）和酸雨為特征的區域性復合型大氣污染日益突出，部分區域和城市大氣霧霾現象突出，許多地區主要污染物排放量超過環境容量，威脅到人民的身體健康。電除塵器因其具有除塵效率高、適應范圍洸、運行費用低、可靠性高、使用方便且無二次污染等優點被廣泛的應用于工業領域的煙氣處理。常規的除塵器普遍存在除塵效率低和二次揚塵問題，無法滿足對細微顆粒物污染的減排要求。因此，立足中國國情，尋找高效除塵設備迫在眉睫。濕式電除塵器（WESP）擁有控制復合污染物的強大功能，它對微細的、黏性的或高比電阻粉塵及煙氣中酸霧、汞等的收集都是比較理想的。這一高效復合污染物控制技術的潛能正在不斷被挖掘，各種新的濕式電除塵技術及裝備在國外相繼涌現并得到成功應用，為國內燃煤企業提供了一個既能滿足極低排放，又能控制復合污染物的可靠技術。

WESP 工作原理及結構特點

2.1 工作原理

接通高壓直流電源后，兩極之間形成了非均勻高壓靜電場。在電場的作用下，電暈線周圍產生電暈層。電暈層中的空氣發生雪崩式電離，從而產生大量的負離子和少量的陽離子，這個過程叫電暈放電。煙氣進入電場時，酸霧、煙塵等顆粒被荷電。荷電后的酸霧、煙塵等顆粒靜電凝聚作用加強，粒徑增大，荷電量增加，在電場力的作用下迅速抵達陽極（沉淀極）。大量的酸霧及粉塵顆粒不斷地被驅向陽極，同時迅速釋放電荷，從而達到酸霧、煙塵等氣溶膠微粒與煙氣分離的目的。

WESP 運行的三個階段與干 ESP 相同：荷電、收集和清灰。只是濕式靜電除塵脫除的對象有粉塵和霧滴，但是由于霧滴與粉塵的物理特性存在差別，其工作原理也有所差異。由于水滴存在，使得將原來的“金屬—空氣”界面分割成 “金屬—水”界面和“水—空氣”界面，大大削弱表面勢壘對自由電子的阻礙作用，使電子易于發射。另外，水中的多種雜質離子在電場作用下，也易越過表面勢壘而成為發射離子。這些都改變了電極放電效果，使之能在低電壓下發生電暈放電。其次由于水滴的存在，水的電阻相對較小，水滴與粉塵結合后，使得高比電阻的粉塵比電阻下降，因此濕式靜電除塵的工作狀態會更加穩定；另外由于濕式靜電除塵器采用水流沖洗，沒有振打裝置，所以不會產生二次揚塵。相比于傳統的干法電除塵，濕式電除塵具除塵效率不受粉塵特性影響，不受灰分、比電阻影響，除塵效率高、壓力損失小、操作簡單、能耗小、無運動部件、無二次揚塵等優點[3]。

2 結構類型

WESP 主要由進出口煙道、除塵器殼體、導流板、整流格柵、陽極收集板、陰極線、絕緣箱、沖洗水系統、電源及控制系統等組成。在結構上有板式和管式兩種，管式濕式電除塵器一般由一根或一組呈圓形、六角形或方形的管子組成，電暈極放置在管子中間，把管子的內壁作為收塵的表面，含塵氣體自上而下從管內通過。板式濕式電除塵器的集塵板呈平板狀，極板間均勻布置電暈線。板式和管式各有優缺點，詳見表 1。在布置形式上主要包括獨立布置和與 WFGD 整體布置兩種。新建工藝中，可以將 WESP 與煙氣脫硫系統進行一體化設計，結構緊湊，流程簡潔，占地面積小，布置靈活。改造項目中，可以在不改變現有脫硫及除塵設施的情況下，安裝在脫硫塔后，可以垂直布置，也可以落地布置。

3 清灰方式

WESP 一般采用水噴淋濕式清灰。在除塵過程中，對于沉淀到極板上的固體粉塵，一般是用水清洗沉淀極板，使極板表面保持經常有一層水膜，當粉塵沉到水膜上時，隨水膜流下，從而達到清灰的目的。形成水膜的方法，既可以采用噴霧方式，也可以采用溢流方式。

濕式清灰的關鍵在于選擇性能良好的噴嘴和合理地布置噴嘴。一般選用噴霧效果好的小型不銹鋼噴嘴或銅噴嘴。清灰的噴嘴布置是按水膜噴水和沖洗噴水兩種操作制度進行的。

清灰用水一般循環使用，當懸浮物或其他有害物質超過濃度時要進行凈化處理，符合要求后再使用。

4 材料選擇

由于濕式電除塵器處理的是低溫飽和濕煙氣，易引起腐蝕，需合理地選擇各部件的結構材料。

殼體是安全的部分，通常采用普通鋼，內表面需涂防腐材料，安裝時需嚴格控制殼體內表面破損，防治產生腐蝕，如焊接點、構件連接處及蓋板等。

沉淀極需具有較強的抗腐蝕能力。目前，沉淀極材料選擇呈現多元化趨勢，根據場合不同，選材不僅僅局限于傳統的剛性、耐腐蝕的不銹鋼或合金材料也可采用非金屬導電材料如導電玻璃鋼和纖維制的柔性電極。

放電極的抗腐蝕性能應高于其他部件，因為其表面易造成粉塵液結，局部腐蝕較快。一般采用采用耐腐蝕的不銹鋼或合金材料。