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电除尘器配件问题的提出同除尘效果

  • 发布者:濯海环保

    发布日期:2021-02-24
  • {一}、电除配件问题的提出
    目前,国际上总颗粒物控制技术虽然己经达到很高的水平,但对于微细颗粒物的捕集效率却很低,造成大量的微细颗粒物排入大气环境中。在总悬浮颗粒物和可吸入颗粒物的总体污染情况有所好转的同时,我国PM2.5排放量却大幅度增加。近年来多地不断出现严重的雾霆天气,严重影响人们的身体健康和出行活动。这也说明细颗粒物污染己成为我国突出的大气环境问题,是引起大气能见度、雾霆天气、气候变化等重大环境问题的重要因素。因此,控制燃煤排放的细颗粒物迫在眉睫。
    燃煤电厂我国大气环境中PM2.5含量增加的主要污染来源,利用现有的燃煤烟气污染控制设备,通过增强其对PM2.5的脱除性能,是控制PM2.5的重要技术发展方向。
    目前,我国燃煤电厂中干式电除尘技术应用较为广泛,但是电除配件(ESP)对直径0.1一2μm粉尘的除尘效率较差,所以面临日益严格的环境标准和市场竞争的挑战,原有的电除配件大部分不能满足排放要求。尤其在火电厂,厂家普遍采用低硫煤以满足二氧化硫的排放要求,而低硫煤燃烧产生的烟尘中粉尘比电阻较高,易发生反电晕现象,使收尘效率下降,导致电除配件加无法达标。而要使电除尘器配件适应新的排放标准,对其进行机理性提效改造,而反电晕与二次飞扬是两大突破口。
    湿式电除配件(简称WESP)不需要振打清灰,而是利用连续水膜清灰,喷水对烟气可以起到调质作用,不会产生二次扬尘现象,并且除尘效率比其它烟气净化装置高,己经在冶金行业得到了广泛的应用。本课题所研究的就是利用湿式电除配件来收集PM2.5微细粉尘。
    {二}、阳极板的除尘效果
    我国储藏的化石燃料中煤炭储藏量是较为丰富的,并且由于我国能源结构的特点,使得煤炭在我国能源体系中所占的地位是不可忽视十分重要的,而且煤炭的地位在接下来的几十年时间内是不会改变。由国际权威组织预测,到2050年煤炭在我国能源一次消费比中任然要占50%以上。可见我国长期处于世界上较大的煤炭消费国和生产国的事实不会改变。目前,我国经济正处于高速发展时期,能源消费所带来的污染是现在及未来长期要面对的要问题。并且我国的长期以煤炭为主的能源结构,决定了煤烟型污染物(二氧化硫SO2,氮氧化物NOX、烟尘)是我国大气污染的主要来源。当前我国火力发电的煤炭年消耗量己将超过8亿吨,每年都会有上百万吨的粉尘排放到大气,对人类及环境造成的危害是巨大。美国环保协会(EPA)]指出“燃烧装置向大气排放的污染物中,以细颗粒物(PM2.5)的威胁性较大”。近年来我国粉尘污染越发严重,我国大部分地区受到雾霆的影响,危害到了人们的健康。为此国家加大环保治理力度,进一步提高了对火电厂烟囱出口烟气粉尘排放浓度的要求。新修订的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223一2011)要求燃煤电厂粉尘排放浓度降不得高于3Omg/m3,地区(如北京、上海等地)的燃煤电厂烟尘排放浓度要控制在20mg/m3以下,因此,这无疑是对我国的燃煤电厂除尘能力的重大挑战。
    阳极板(ESP)在我国大中型火电厂的除尘方式中占主导地位,约占燃煤电厂的95%以上,因此ESP正面临着严峻的挑战。虽然ESP的除尘效率一般可达97%以上,但是其对PMIo(粒径小于1即m的颗粒)的除尘效率并不高,如ESP对细颗粒物(颗粒直径小于2.5μm的颗粒)的除尘效率只有90.6%左右。因为对细颗粒物的要求变得越发严格,使人们不得不对电厂现有的ESP进行优化改造,使其满足环保要求。
    要想使阳极板的除尘效果满足国家新颁布的环保标准,就通过实践和理论相结合的办法来寻求一条可以使阳极板除尘效率提高的道路,国内外对阳极板的改造措施大多是提高电场电压、增大流通面积、增加电场数等,然而对阳极板内部气流分布的重要性的认识还是十分缺乏。新环保标准出台以前,我们对除尘效率的重视程度并不是很高,对ESP内部流场的轻视还不会变成ESP除尘效果达不到标准的关键因素。但是国家颁布了新的火电厂烟尘排放标准的之后,对烟尘的排放变得十分严格,这时对振打锤的气流分布进行组织和调整就变成了提高阳极板除尘效率的重要要组成部分,因为,从众多理论和实际统计的资料不难看出,气流分布是电除器除尘效率的一个因素。以往的一些研究认为,阳极板内部的气流分布是越均匀除尘的效果就越好,但是自上个世纪九十年代以来,一些国外的科研工作者着手试验一种新的技术,即斜气流技术(SkewedGasFlowTechnology,简称SGFT>,通过科研工作者的研究与试验让人们重新认识了ESP内部气流分布。在斜气流技术中气流速度满足以下分布:电场入口处气流的流速应该是上部低、下部高的分布方式,而出口则与之相反。斜气流技术在工业电除尘设备上的应用收到了很好的效果,并且与均匀气流相比,采用斜气流技术的阳极板的粉尘排放量可相应缩减30%~60%。实际上,斜气流分布之所以会被提出是因为科研工作者开始关注ESP内部粉尘颗粒的分布情况以及其运动状态。近十几年来,我国的科研院所和高校也对斜气流技术进行了一些研究和试验,但是国内大多数都是通过理论分析、数值计算和不加粉尘颗粒的空载气流分布试验对斜气流技术进行研究,而对于阳极板内加入粉尘颗粒的气固两相流的数值模拟非常少。另外,那些被阳极板收集的粉尘(包括阳极板收集以及阳极板没有收集到而掉入灰斗的粉尘)较后则是以重力沉降的方式进入集灰斗里。所以,研究ESP内部气流分布对粉尘颗粒重力沉降的影响对优化ESP的结构和提高其除尘效率是十分重要的。

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