湿式静电除尘器脱硫脱硝技术进展

湿式静电除尘器脱硫脱硝技术进展

马从生

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摘要：随着经济和社会不断的发展，近年来各行各业以及居民生活对于用电的需求在不断提升。虽然我国在新能源的研发利用上投入非常大，但是受限于技术更新速度缓慢以及现实情况的约束，火力发电仍旧是我国目前最为主要的发电方式之一。在火力发电的过程中，对于焦炭等一次能源的燃烧会产生大量含硫含硝的废气粉尘，给居民生活带来极大的不便和损害。因此，有必要寻求有效的预防措施，并不断研究新技术。本文针对湿式静电除尘器脱硫脱硝技术的进展情况进行了一定的研究，并提出了相关的意见和建议，供有关部门进行参考和改进。

关键词：静电除尘器；脱硫；脱销

引言

近期新的“近零排放”技术主张火电厂机组污染物排放浓度达到燃机机组标准，可以说高于污染物排放控制技术。我提出要求。湿法脱硫（WFGD）是目前最成熟的脱硫技术，脱硫效率高。最常用的反硝化技术是 SCR 和 SNCR。在SCR的情况下，催化剂容易失效并且催化剂的效率高。另一方面，SNCR存在氨泄漏、反硝化效率低等缺点。湿式静电除尘器（WESP）具有强大的除尘、脱硫、脱硝功能。笔者分析了WESP脱硫脱硝的机理和技术进展，特别是根据小试获得的实验数据，介绍了他的WESP脱硫脱硝技术在国内外的应用情况。对于清除污染排放的技术而言，整合的潜力尤为重要。

1湿式静电除尘器脱硫脱硝技术发展情况

    火力发电厂在燃烧焦炭的过程中，会产生大量的有害气体。其中对大气污染影响最重的，是一氧化硫和一氧化氮，还包括其他含硫含硝的组织。在我国的火力发电厂中，对含硫含硝的废气进行处理的过程，最常使用的技术是直接用石灰水进行化合，将一氧化硫和一氧化氮转化为含硫含氮的固体物质。但是这一传统方法不仅去硫去硝的效率较低，而且设备容易堵塞和磨损。 SCR 和 SNCR 是最常用的反硝化技术。 SCR具有催化剂易失效、催化剂效率高等缺点，而SNCR具有脱硝效率低、氨气泄漏等缺点。脱硫脱硝一体化是当今世界范围内的热门话题。目前，WESP的脱硫脱硝技术是大家关注的焦点。

   对高压电除尘器的加湿运行进行了更新，将喷雾分离器和湿式电除尘器巧妙地结合起来，结合了两种分离器的优点：脱硫效率高和收尘效率高。由于机组采用低烟气流量，大大提高了机组的脱硫效率和除尘效率。我们采用全循环系统，最大限度地发挥粉煤灰自身碱性物质的脱硫效果，降低成本，提高脱硫效率。

采用两级除尘脱硫装置设计。除第一级脱硫除尘外，进入气缸前的废气温度和体积降低，有利于废气脱硫除尘。

   采用高效湿式静电除尘器，显著减少板面积。各圈设备发生故障，节能效果明显。灰尘堆积和振动问题。采取特殊措施提高高压电除尘器的绝缘性能，解决立式电除尘器排气短路问题。立式布局，占地面积小，非常适合旧厂房改造。设备耐磨、耐腐蚀有成熟的解决方案，完全可以满足维修周期的需要。

   设备工艺流程和烟气流量设计合理，系统阻力介于电除尘器和文征水膜分离器之间。改装文丘里水膜分离器时，不需要额外的抽风机。改造电除尘器时，只需要有效地更换引风机。

   由于安装了空气增氧装置，砂浆中的大部分 CaSO3 被氧化。这从根本上解决了清除砂浆时的交叉污染，也解决了清灰线结壳的问题。设计了一种自动检测和自动控制系统， 以确保您的设备始终处于最佳、稳定和可靠的状态。

2湿式静电除尘技术

煤烟气中的颗粒物难以控制。今天的阴天只能通过有效的颗粒物控制来改。湿式静电除尘技术在我国目前推广的范围并不广，所以没有丰富的经验积累以及创新基础。但是在未来的应用中，仍旧需要不断针对湿式静电除尘技术进行改革和完善，以此提高效率和运行水平。让我们详细分析这种技术。

2.1 工作原理

   湿式电除尘技术的工作原理主要是向除尘板上喷射水雾。水雾冲击产生的粒子通过冲击爆破和雾的吸附、凝结被收集，最后在电场强度的作用下到达收集极。在这一过程中，会对输送来的煤烟气中的颗粒进行吸收处理，有效进行静电除尘。

2.2 技术优势

湿式静电除尘技术有非常大的技术优势，主要体现在以下几个方面。首先，不受防尘率的影响，不存在后电晕和二次扬尘问题。其次，在潮湿的环境中，会产生大量带电场的雾滴，有效地提高了除尘效率，对改善环境有很大的影响。最后，湿式静电除尘技术所使用到的设备以及原材料较为简单，在最大程度上压缩了燃煤发电厂对废气处理所需要耗费的成本，提升了发电厂整体的经济效益。

2.3 应用概述

湿式静电除尘技术的应用前景非常广阔，但是当前并没有进行广泛的推广，仍旧在很多高校以及研究室中进行不断的发展，浙江大学等多所国立大学在研究推进这项技术，推动国内湿式电除尘技术的研发。目前，湿式静电除尘技术以及相关的设备由于技术还不够成熟、缺乏技术操作人才、设备引入以及养护的成本高，只在一些大型发电厂中有推广和应用。小型燃煤发电厂并没有足够的资本引入湿式静电除尘技术和相关的设备，仍旧采取传统的方法，对煤烟气进行净化处理。

2.4 发达国家研究情况

   美国湿式电除尘技术起步较早，并且通过科研人员和企业同步的合作，不断对湿式静电除尘技术进行更新和改良。由研究所对技术进行更新，企业引入技术进行应用，并将使用过程中产生的问题反馈至研究所，形成完整的反馈回路。这使得美国湿式电除尘技术发展迅速。2001年安装了湿式管式电除尘器，初始流量为141584 m3/min，收尘性能非常好。关于距离效率，重点放在技术合作上，它不断改进，取得了显著成效。在除尘器的开发中，针对机箱开发的喷嘴设计以及放电电极和集尘电极的设计都非常紧凑和方便。这些物质在清除污染物方面发挥着重要作用。

2.5 湿式电除尘技术发展方向

随着中央不断落实可持续发展的理念，对发电厂废水废气排放标准也在不断进行更新，这对发电厂处理废水废气提出了更高的要求。针对这一背景，湿式电除尘技术发展有着较为广阔的前景，技术的需求和市场需求也将增加。美、欧、日等发达国家已建成高效高速脱硫塔。

3 脱硫脱硝一体化技术

3.1 工作内容

   脱硫脱硝一体化技术的具体工作内容是，将脱硫和脱硝技术集成到一个工艺流程中。这项技术实施的依据来自我国目前各种污染物的排放状况。脱硫脱硝一体化技术可以简化设备，减少物理空间和材料的使用，操作管理也非常方便 ，受到了广泛关注。一些在用的脱硫和脱硝技术已显示出优异的效果，它们有自己的优势和操作流程。

3.1.1 蓄热式脱硫/脱硝工艺

蓄热式脱硫/脱硝工艺运行必须依靠催化剂的固相吸附进行物理和化学作用的脱硫脱硝一体化。按吸附剂的种类分为活性炭过程、CuO/Al2O3 吸收过程。活性炭吸附工艺对湿度和含氧量有较为严苛的要求，活性炭吸附后将处理完成的废气送至活性吸附塔回收利用。活性炭吸附处理可以吸附烟尘中所含的重金属等挥发性污染物，是一种可以同时去除硫和硝酸盐以外的多种污染物的处理。它在我国、德国和日本工业化程度很高，该技术具有广泛应用的潜力。

   在CuO/Al2O3吸收过程中，在吸附和烟气脱除过程中，元素Cu被氧化为CuO。但是这一工艺再生难度较大，催化过程中容易产生有毒物质和中毒现象，不适合工业应用。而且这一技术为消耗型技术，对于原材料的使用是不可逆的。在氧化铜和三氧化二铝对含硫含硝化合物进行吸收后，产生的物质无法进行二次利用，会产生较大的资源浪费。

3.1.2 气固脱硫及催化脱硝工艺

气固脱硫及催化脱硝工艺中最长应用的一共有两种，分别是SNRB法和帕森斯烟气净化工艺。以下会对两种方法的具体内容以及优势特点进行详细论述

SNRB法：这是一种可同时完成脱硫、脱硝和吸烟的新型高温洗涤塔技术。将燃煤烟气的处理步骤进行组合，提升了脱硫脱硝效率，并且降低了成本。这一技术使用方便，用途广泛。用途广泛，脱硝率达90%以上。

帕森斯烟气净化工艺：虽然工艺比较复杂，但脱除效率很高，处理有害烟气的能力可达280 m3/h。其工作原理是在催化反应周围形成烟气、水蒸气、甲烷等，还原后的烟气被选择性吸收转化为元素硫副产物。

3.1.3 烟气循环流化工艺

烟气循环流化工艺有经济节能的优势，该工艺可以有效节约成本。但该工艺的脱硫效果难以有效保证，因为在排气过程中需要加热，而且在排气过程中容易产生二次污染。基于这些原因，烟气循环硫化工艺在我国改革开放以后有一段时间的应用，问题反馈后就被燃煤发电厂淘汰。

3.1.4 液相脱硫/脱硝工艺

该工艺主要包括联合吸收工艺、盐酸氧化工艺和烟气尿素净化工艺。吸收工艺复杂，再生困难，利用效率低，成本高，应用不广泛。盐酸氧化工艺可在室温下进行，操作温度较低，占地面积较小，因此在世界范围内引起了广泛关注。

3.2 WESP脱硫脱硝国内外应用

NE和SE现在是我国空气污染的主要来源之一。但是，目前的脱硫脱硝技术存在很多问题。使用WESP进行脱硫脱硝具有体积小、响应速度快、去除效率高等独特优势。采用WESP，可实现集尘、脱硫、脱硝和污泥液滴去除一体化，节省GGH系统等除尘设备。在电厂建设的情况下，可以在脱硫塔上安装WESP，不仅布局紧凑，而且湿法脱硫增加了废气的湿度，进一步进行脱硫脱硝。 WESP在脱硫脱硝方面具有诸多优势，无疑将成为未来研究的一个方向。但WESP脱硫/脱硝技术存在反应机理不明确、高压电源和反应器结构复杂、影响因素多等缺点，目前尚未达到这一点，有待进一步研究。

WESP 技术已在海外使用了 30 多年。它们大多与 SCR 或 SNCR 系统、静电除尘器和湿法脱硫结合使用。它可以有效地一次去除各种污染物。然而，总的来说，这些工厂使用 WESP 主要是为了除尘（尤其是细粉尘颗粒物）、酸雾、污泥液滴、WESP脱硫脱硝几乎都还处于实验室阶段。

目前我国WESP的使用主要针对中小型工厂，主要用于颗粒物的去除，以及WESP脱硫脱硝的工业应用。

结语

1）NO和SOH现在是我国主要的空气污染源之一，常见的脱硫脱硝技术存在一些问题，去除效率高。

2）采用WESP，可实现除尘、脱硫、脱硝、污泥液滴去除一体化，节省GGH系统等大型除尘设备。

3）电厂建设时，可将WESP置于脱硫塔顶部，不仅布局紧凑，而且通过湿法脱硫提高烟气含水率，有利于进一步脱硫脱硝。

4) WESP在脱硫脱硝方面具有诸多优势，无疑将成为未来的研究方向。然而，WESP脱硫/脱硝技术存在反应机理不明确、高压电源和反应器配置复杂等诸多弊端。工业上不用于脱硫或脱硝。

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