關(guān)鍵詞：管束式；除塵器；除塵技術(shù)

1引言

隨著大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高，勝利油田燃煤鍋爐原有配套的環(huán)保設(shè)施已不能滿足最新的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，接下來的改造中必須采取新的工藝方法降低污染物排放水平。現(xiàn)在，應(yīng)用最廣泛的超低排放技術(shù)為管束式除塵除霧器技術(shù)和濕式電除塵器技術(shù)，兩種技術(shù)方案都可以滿足煙塵排放濃度小于5mg/Nm3標(biāo)準(zhǔn)。合理選擇燃煤鍋爐超低排放除塵方案，需要對(duì)這兩種技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比分析。

2管束式除塵除霧器

2.1管束式除塵除霧器除塵機(jī)理

管束式除塵除霧器是除霧除塵設(shè)備，應(yīng)用于濕法脫硫塔飽和凈煙攜帶的霧滴和除塵凈化。

管束式除塵除霧器主要依賴于吸收塔上部低溫飽和凈煙氣中含有大量細(xì)霧滴的特征，利用大量細(xì)霧滴高速運(yùn)動(dòng)條件增加粉煤灰粒子與霧滴相撞的概率，霧滴子與粉煤灰粒子凝聚，實(shí)現(xiàn)了對(duì)這部分極小的粉煤灰塵和霧滴的捕捉

管束式除塵除霧器的工作原理可以簡單地表現(xiàn)為粉煤灰粒子、霧滴的凝聚、捕捉和消失的3種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在煙霧高速旋轉(zhuǎn)、劇烈混合、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程中，去除煙霧中攜帶的霧滴和粉塵粒子。

凝聚是指大量的細(xì)小液滴與顆粒在高速運(yùn)動(dòng)條件下碰撞機(jī)率大幅增加，易于凝聚.聚集成為大顆粒，從而實(shí)現(xiàn)從氣相的分離。

捕悉是指細(xì)小的液體顆粒跟隨氣體與分離器中的持液層充分接觸后，被液體捕悉實(shí)現(xiàn)分離；除塵器筒壁面的液膜會(huì)捕悉接觸到其表面的細(xì)小液滴，尤其是在增速器和分離器葉片的表面的過厚液膜，會(huì)在高速氣流的作用下發(fā)生“散水”現(xiàn)象，大量的大液滴從葉片表面被拋灑出來，在葉片上部形成了大液滴組成的液滴層，穿過液滴層的細(xì)小液滴被捕悉，大液滴變大后跌落回葉片表面，重新變成大液滴，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)小霧滴的捕悉。

消滅是指在細(xì)小的液體粒子灑到分離器表面時(shí)，附著液膜從煙中脫離的加速器加速后的氣流高速旋轉(zhuǎn)向上運(yùn)動(dòng)，氣流中的細(xì)霧滴落。灰塵粒子在離心力下與氣體分離，向筒體表面運(yùn)動(dòng)。然而，高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的氣流迫使被截留的液滴在筒體壁面上形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液膜層。

氣體分離的細(xì)霧滴.細(xì)塵粒子與液膜層接觸后被捕獲，細(xì)霧滴子和細(xì)塵粒子從煙中脫離。消滅過程中粒子狀物質(zhì)與旋轉(zhuǎn)的液膜層相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度少，液膜層有效避免細(xì)霧滴和粒子狀物質(zhì)直接撞擊筒壁形成更細(xì)的二次霧滴和粒子狀物質(zhì)。

2.2管束式除塵霧器的結(jié)構(gòu)

管束式除塵霧器是具有凝聚、捕捉、消滅作用的裝置，由管束筒體和多級(jí)增速器、分離器、匯流環(huán)和導(dǎo)流環(huán)構(gòu)成。

根據(jù)煙氣和除塵效果的要求，可以選擇不同的增速器、分離器、匯流器進(jìn)行多級(jí)組合。首先，通過一級(jí)分離器去除煙霧中的大霧滴和粒子狀物質(zhì)，通過增速器增速進(jìn)入二級(jí)分離器，去除粒徑更小的霧滴和粒子狀物質(zhì)。

同時(shí)利用匯流環(huán)控制各級(jí)內(nèi)筒壁的液膜厚度，確保高速條件下不產(chǎn)生更細(xì)的二次霧滴。為了保證除塵效果，設(shè)備內(nèi)設(shè)有多級(jí)增速器、分離器、匯流環(huán)，加強(qiáng)氣流運(yùn)動(dòng)，延長氣體停留時(shí)間，提高了除塵器對(duì)粉塵粒子的分離效果。最后氣流排出口設(shè)置導(dǎo)流環(huán)，防止氣流二次夾帶。

2.3管束除塵器的除塵效果保證措施

管束除塵器的除塵效果保證有以下幾種措施。

(1)延長管筒的高度，保證管筒內(nèi)氣體的停留時(shí)間，確保去除效率。

(2)選擇更高效的增速器和分離器，提高對(duì)極小粒徑的霧滴和顆粒物的去除效率。

（3）選擇更為合理的導(dǎo)流環(huán)，最大程度的避免高速氣流引起的二次夾帶問題。

2.4管束式除塵吸霧器模塊在吸收塔的設(shè)置和運(yùn)行

(1)管束式除塵吸霧器采用模塊化設(shè)計(jì)，配置在淋浴層上部，即原始除霧器的位置，完全取代了傳統(tǒng)除霧器的使用功能，除霧效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于當(dāng)前常用的屋頂式除霧器

(2)對(duì)于新建的脫硫單元，只需設(shè)置相當(dāng)于屋頂式除霧器強(qiáng)度的支撐梁，將管束式除塵除霧器模塊直接安裝在梁上即可安裝。對(duì)于改造脫硫機(jī)組，只需拆除原來的除霧器層，保留最下層的除霧器梁即可完成改造作業(yè)量，管束式除霧器安裝在原來的梁上即可。原上層除霧器梁可根據(jù)實(shí)際配置情況確定是否需要拆除。

(3)管束式除塵除霧器內(nèi)無復(fù)雜葉片結(jié)構(gòu)，無結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)，其清洗水的清洗頻率、清洗水的量和清洗水的電動(dòng)閥的數(shù)量比通常的屋頂式除霧器少。

(4)管束式除塵除霧器無動(dòng)設(shè)備，無電氣設(shè)備，運(yùn)行維護(hù)簡單。

3濕式電動(dòng)吸塵器

濕式靜電吸塵器簡稱WESP，是一種高效經(jīng)濟(jì)的除塵設(shè)備，主要用于高效連續(xù)除去煙中的微粒子粉塵，一般作為除塵系統(tǒng)的末端設(shè)備，可以有效地除去濕式脫硫無法收集的灰塵。酸霧.水滴.PM2.5等有害物質(zhì)，達(dá)到5mg/Nm3超低排放標(biāo)準(zhǔn)。近年有多個(gè)濕式電除塵器項(xiàng)目投產(chǎn)，是凈化煙氣粉塵的較實(shí)用設(shè)備。

濕式電動(dòng)吸塵器的工作原理是利用電場負(fù)荷，將煙塵和液滴吸附在陰陽極表面，用水淋浴清洗。濕式電動(dòng)吸塵器用水噴淋時(shí)，在陰陽極表面形成水膜，使陰陽極表面吸附的粉塵和液滴隨水膜向下流入灰斗，最終排出，凈化后的超凈煙氣通過煙囪排出大氣。由于沒有振動(dòng)極板產(chǎn)生的二次揚(yáng)塵，濕式電動(dòng)吸塵器可以達(dá)到低排放濃度。

濕式電除塵器能有效清除煙氣中的氨.銨鹽.SO3酸霧.PM2.5.細(xì)液滴.汞等重金屬，清除率可達(dá)90%以上，出口煙氣處于酸霧幾乎全部清除的比較干燥狀態(tài)，有效降低SO3酸霧凝結(jié)對(duì)煙囪的腐蝕速度，大大降低煙氣混濁度，具有SO2聯(lián)合清除的效果。2.5~5μm的粒子狀物質(zhì)有約100%的去除率的PM2.5有98.2%的去除率，PM0.1~PM1的粒子狀物質(zhì)有約88.7%~93.9%的去除率，詳細(xì)看圖1的粒子狀物質(zhì)分級(jí)去除效率曲線。

由于排放煙氣中冷凝水霧的降低和SO3濃度的降低，可使煙氣酸露點(diǎn)提高，煙囪壁面酸的沉降減少，大大降低腐蝕。

目前濕式電除塵器主要有3大技術(shù)體系，其各有優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)勝利油田供熱鍋爐的特點(diǎn)，選取目前在國內(nèi)外電力行業(yè)中市場占有率最高的導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵器作比較。

導(dǎo)電玻璃鋼濕法電除塵器的技術(shù)特點(diǎn)：導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵器（以下簡稱濕電除塵器）是專門為脫硫尾氣處理研制的，現(xiàn)在濕電除塵器在化工.冶金.電廠等行業(yè)應(yīng)用成熟，但其處理的氣量一般較小。

現(xiàn)多采用采用蜂窩式導(dǎo)電玻璃鋼管束和改良高效的鉛銻合金或2205雙相不銹鋼芒刺電暈極線，具有導(dǎo)電性能好.除塵效率高.耐腐蝕性能良好.強(qiáng)度好.重量輕等優(yōu)點(diǎn)，能滿足絕大多數(shù)鍋爐使用要求。

濕法電除塵器在正常使用操作情況下故障率非常低的，當(dāng)然日常的養(yǎng)護(hù)也是很重要的，要隨時(shí)觀測二次電壓和電流的數(shù)值，如果在短時(shí)間內(nèi)波動(dòng)并呈下降趨勢，則說明極線或陽極管內(nèi)部受污染了，應(yīng)及時(shí)沖洗。

4濕式電動(dòng)吸塵器與超凈脫硫技術(shù)的對(duì)比

為了確保煙氣出口粉塵的排出濃度達(dá)到5mg/nm3以下的標(biāo)準(zhǔn)，無論是管束式吸塵吸塵器方案還是濕式電動(dòng)吸塵器方案，脫硫塔煙氣入口的粉塵濃度都得超過30mg/nm3。因此這兩種方案都需要按照煙氣協(xié)同治理的理念，采用合理有效除塵技術(shù)控制前端塵的排放濃度，包括前端脫硫前布袋除塵或者靜電除塵技術(shù)，也包括脫硫塔內(nèi)的托盤.噴嘴.導(dǎo)流板等一系列裝置。兩種方案的主要區(qū)別在于脫硫塔高效除霧器或濕式電動(dòng)吸塵器的選擇。

管束式除塵器與濕式電除塵器的比較如表1。

從上述比較可以看出，濕式電動(dòng)吸塵器相對(duì)管束式吸塵器技術(shù):

(1)設(shè)備投資高，濕式電動(dòng)吸塵器需要陽極管、陰極線、高壓電源等一系列附件，投資成本高，運(yùn)行電力消耗高。

(2)系統(tǒng)復(fù)雜，需要維持高壓電場的控制設(shè)備，對(duì)于濕式電吸塵器中的金屬極板類，需要增加專用的廢水處理系統(tǒng)，增加設(shè)備投資成本和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

(3)現(xiàn)場要求高，濕式電動(dòng)吸塵器一般單獨(dú)配置，占地面積大，部分方案配置在脫硫塔的上部，但脫硫塔的強(qiáng)度和后部煙道配置的要求高，管束式除塵除霧技術(shù)只稍微增加脫硫塔的高度，對(duì)改造項(xiàng)目就有明顯的優(yōu)勢。

(4)管束式除塵除霧技術(shù)多個(gè)項(xiàng)目通過環(huán)境檢查，具有較成熟的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和明顯的技術(shù)優(yōu)勢，但結(jié)合勝利油田現(xiàn)有的供熱鍋爐室，鍋爐室運(yùn)行中負(fù)荷變化極大，管束式除塵除霧器運(yùn)行不穩(wěn)定

(5)濕式電吸塵器對(duì)微粒子的除塵效果更好，煙霧中的SO3.煙囪常見的石膏雨和重金屬微粒子也有很高的除塵率，煙霧的凈化程度比管束式除塵除霧技術(shù)高。隨著環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的提高，濕式電動(dòng)吸塵器對(duì)微粒子和重金屬處理的優(yōu)勢更加突出。

5結(jié)論

濕式電動(dòng)吸塵器和管束式吸塵吸塵器技術(shù)是目前燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)采用的兩種技術(shù)，遵循煙氣協(xié)同管理理念，配合布袋除塵和靜電除塵、強(qiáng)化淋浴等技術(shù)手段，兩種方案對(duì)超細(xì)粉塵.SO3.石膏滴有很高的除塵效率

管束式除塵器技術(shù)節(jié)約投資.系統(tǒng)簡單可靠.施工和維護(hù)方便.場所要求低，在鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定的狀態(tài)下，場所.工期和資金緊張的工程具有明顯優(yōu)勢的濕式除塵器對(duì)煙氣凈化程度高，特別是超細(xì)粉塵.重金屬和SO3酸霧等污染物