湿式静电除雾器(WESP)
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湿式电除尘器(WESP)原理湿式电除尘器是在克服喷水除尘器和静电除尘器弊端的基础上发展起来的,它的工作原理与普通的除尘器一样,主要涉及了悬浮粒子荷电、带电粒子在电场里迁移和捕集,以及将捕集物从集尘器表面清除这三个基本过程。
该过程大致为:通过进气口和气流分布系统将含尘煤气输送到除尘器电场中,而水则在喷嘴的作用下呈雾状喷入,其中喷嘴同时配置在进气口和电场的上方。
在除尘器的入口部分,含尘煤气中的粉尘会与水雾相碰撞,并以颗粒的形式落入到灰斗中。
在电场区中,荷电水滴由于其电性在电场力的作用下会被集尘极捕获落在集尘极板上,而煤气中的粉尘在被荷电的水滴润湿后也会带上电性,故其也会落在集尘极板上,而在集尘极捕获到足够多的水滴后则会在集尘极板上形成水膜,故被捕获的粉尘先通过水膜的流动流入灰斗中,然后再通过灰斗排入沉淀池中。
如图1所示湿式电除尘过程,金属放电极在直流高电压的作用下,将其周围气体电离,粉尘在电场中荷电并在电场力的作用下向集尘极运动,当运动到集尘极表面时。
随液体膜流下而被除去。
因此,WESP运行的三个阶段与干式ESP相同——荷电、收集和清灰。
然而,与振打清灰不同的是,WESP采用的是液体冲洗集尘极表面来进行清灰。
图1 湿式电除尘器示意图3 湿式电除尘工艺简介 3.1 湿式电除尘器WESP从结构上可分为两种基本型式,即管式和板式(如图2)。
其中管式WESP只有垂直方向烟气流(上升流或下降流),而板式WESP 设计既可以采用水平烟气流也可采用垂直烟气流。
总的来说,管式WESP比板式WESP效率更高且由于外形简单而占用更少的空间,成为湿式电除尘技术研究应用的趋势。
图2 湿式电除尘器两种基本结构型式两种WESP的其它不同点在于:(1) 对于给定的除尘效率,电极长度相同的前提下,管式WESP所允许的烟气流速是板式WESP的两倍;(2) 对于给定的除尘效率,管式WESP的局部干燥区比板式WESP要小。
管式WESP既可设计为垂直向上烟气流也可设计为垂直向下烟气流。
湿式静电除雾器(WESP)在湿法脱硫塔的布置WESP系统原理湿法脱硫塔出来的湿烟气进入湿式静电除雾器(WESP),在WESP的阳极筒和阴极线之间施加数万伏直流高压电,在强电场的作用下,电晕线周围产生电晕层,电晕层中的空气发生雪崩式电离,产生大量的负离子和少量的阳离子,在阳极筒内湿烟气中的微尘(雾)粒子、与放电产生胡正、负离子相碰撞而荷电,荷电后的尘(雾)粒子由于受到高压静电场库仑力的作用,分别向阴、阳极运动;到达两极后,将各自所带的电荷释放掉,尘(雾)粒子就被阴、阳极所收集,靠重力自流向下而与气体分离;部分的尘(雾)粒本身则由于其固有的黏性而附着在阳极板(筒)和阴极线上,通过冲洗的方法清除。
WESP装置结构(1)WESP本体WESP本体采用圆形结构,规格为Φ9.2m×10.7m,上部设有烟气导流板和气体分布板,下部设有液体收集槽,总高度约14m(含盖顶及下部收集槽)。
外壳体为碳钢衬玻璃鳞片。
WESP的出口烟道设置在本体侧面,直接接现有的垂直净烟道,降低了烟气的阻力;而且也能防止净化后的烟气二次带水。
收集的液体自流进入浆液箱,靠水泵打回吸收塔。
(2)阳极装置阳极装置包括沉淀极、支撑梁、冲洗水管、支撑梁。
阳极筒(也称沉淀极)采用先进的导体玻璃钢材质、导电性能好、易冲洗等优点。
阳极膜上、下端由支撑管支撑、张紧,其中上部的支撑管兼作冲洗水管,通过该冲洗水管可实现阳极膜6个面的在线冲洗,以保证阳极膜不结垢。
阳极膜上下的四层支撑管分别由四道支撑梁进行支撑。
阳极膜上部支撑梁固定于塔壁上,下部的支撑梁通过两端的调节机构来调节其高度,以实现对阳极膜的张紧。
沉淀极采用玻璃钢蜂窝状结构。
蜂窝状结构较圆管结构截面面积利用率高,玻璃钢材质具有导电性能好、使用寿命长等优点。
(3)阴极装置阴极装置包括阴极线、上下部吊挂装置、绝缘箱。
每个阳极孔中心布置有一条阴极线,采用芒刺型、铅锑合金材质,阴极线固定于上下框架上,框架通过绝缘箱支撑。
湿式静电除尘器市场发展现状1. 引言湿式静电除尘器(Wet Electrostatic Precipitator,简称WESP)是一种广泛应用于工业领域的空气污染物治理设备。
它通过利用静电原理将空气中的颗粒物和污染物收集并除尘,从而实现环境治理和净化空气的目的。
本文将对湿式静电除尘器市场的发展现状进行探讨。
2. 湿式静电除尘器的工作原理湿式静电除尘器的工作原理可简单概括为电场效应和离子效应的结合。
在湿式静电除尘器中,污染空气首先进入集电电极区域,通过高压电场的作用,气流中的带电颗粒物被电场捕捉。
随后,带电颗粒物与水膜结合并沉积在收集板上,最终被污泥处理。
湿式静电除尘器具有高效除尘,适用于高浓度烟气处理,且对湿烟气也有较好的除湿效果等优点。
3. 湿式静电除尘器市场规模及趋势湿式静电除尘器市场近年来呈稳步增长的趋势。
据市场调研数据显示,2019年全球湿式静电除尘器市场规模达到XX亿美元,预计到2025年将增长至XX亿美元。
这一增长趋势主要得益于环境保护意识的提高和工业废气治理需求的增加。
4. 发展驱动因素湿式静电除尘器市场的快速发展得到了以下因素的推动:4.1 环保压力的增大全球范围内,对环境保护的重视程度越来越高。
在各国政府的支持下,环境法规日益严格,并对工业废气排放标准进行了规范限制。
湿式静电除尘器凭借其高效的除尘效果和低排放浓度,成为了许多企业的首选设备。
4.2 工业制造业的发展全球工业制造业快速发展,尤其在钢铁、石化、电力等行业,排放的废气含有大量有害颗粒物和污染物。
湿式静电除尘器可以有效捕捉这些污染物,降低环境污染,符合企业社会责任。
4.3 技术的持续创新湿式静电除尘器市场在技术方面也取得了一系列创新进展。
例如,采用先进的脉冲式喷淋清洗系统可以提高设备的清洗效果和除尘效率;智能化控制系统和在线监测装置可以实时检测设备运行状况,提高操作方便性和管理效率。
5. 市场竞争格局湿式静电除尘器市场竞争激烈,主要的竞争者包括国内外知名企业和厂商。
湿式电除尘器(wesp)简介湿式电除尘器湿式电除尘器是一种用来处理含湿气体的高压静电除尘设备,主要用来除去含湿气体中的尘、酸雾、水滴、气溶胶、臭味、PM等有害物质,是治理大气粉尘污染的理想设备。
湿2.5式电除尘器通常简称WESP,与干式电除尘器的除尘基本原理相同,要经历荷电、收集和清灰三个阶段。
湿式电除尘器的结构及分类湿式电除尘器有几种结构形式,一种是使用耐腐蚀导电材料(可以为导电性能优良的的非金属材料或具有耐腐蚀特性的金属材料)做集尘极,一种是用通过喷水或溢流水形成导电水膜不导电的非金属材料做集尘极。
湿式电除尘器还可分为横流式(卧式)和竖流式(立式),横流式多为板式结构,气体流向为水平方向进出,结构类似干式电除尘器;竖流式多为管式机构,气体流向为垂直方向进出。
一般来讲,同等通气截面积情况下竖流式湿式电除尘器效率为横流式的2倍。
沉集在极板上的粉尘可以通过水将其冲洗下来。
湿式清灰可以避免已捕集粉尘的再飞扬,达到很高的除尘效率。
因无振打装置,运行也较可靠。
采用喷水或溢流水等方式使集尘极表面形成导电膜的装置存在着腐蚀、污泥和污水的处理问题,仅在气体含尘浓度较低;要求含尘效率较高时才采用;使用耐腐蚀导电材料做集尘极的湿式电除尘器不需要长期喷水或溢流水,只根据系统运行状况定期进行冲洗,仅消耗极少量的水,该部分水可回收循环利用,收尘系统基本无二次污染。
收尘原理湿式电除尘器和与干式电除尘器的收尘原理相同,都是靠高压电晕放电使得粉尘荷电,荷电后的粉尘在电场力的作用下到达到集尘板/管。
干式电收尘器主要处理含水很低的干气体,湿式电除尘器主要处理含水较高乃至饱和的湿气体。
在对集尘板/管上捕集到的粉尘清除方式上WESP与DESP有较大区别,干式电除尘器一般采用机械振打或声波清灰等方式清除电极上的积灰,而湿式电除尘器则采用定期冲洗的方式,使粉尘随着冲刷液的流动而清除。
湿式电除尘器的特点WESP具有除尘效率高、压力损失小、操做简单、能耗小、无运动部件、无二次扬尘、维护费用低、生产停工期短、可工作于烟气露点温度以下、由于结构紧凑而可与其它烟气治理设备相互结合、设计形式多样化等优点。
湿式静电除烟器原理
湿式静电除烟器是一种用于去除空气中悬浮颗粒物(如烟尘、灰尘等)的设备。
它采用了静电吸附的原理,结合湿润的工作环境,以提高除尘效果。
以下是湿式静电除烟器的基本原理:
1. 电离阶段:空气中的颗粒物经过湿式静电除烟器时,首先会进入一个电离区域。
在这个区域,设备产生电离空气,使空气中的气体分子变成带有电荷的离子。
这些电离的离子具有正电荷和负电荷。
2. 电场阶段:接下来,通过静电场的作用,正电离子和负电离子被分开。
通常使用电极来产生电场。
这个电场使得带电的颗粒物受到电力作用而移动。
3. 吸附阶段:此时,空气中的颗粒物带有电荷,它们被引导到具有相反电荷的收集电极上。
这样,正电荷的颗粒物会被负电极吸引,而负电荷的颗粒物则会被正电极吸引。
这种静电吸附的效应使得颗粒物迅速沉积在电极上。
4. 湿润阶段:与传统的干式静电除尘器不同,湿式静电除烟器在电极上通常保持湿润的环境。
这有助于吸附和捕获颗粒物,并减少产生致命的致癌物质的风险。
湿润环境还有助于防止电极表面积聚太多的沉积物,从而维持设备的效率。
湿式静电除烟器在除尘的同时,也能够净化空气,因为它不仅去除了颗粒物,还能够去除一些气体和异味。
然而,使用湿式静电除烟器时需要定期维护,以确保设备长时间内有效运行。
湿式电除雾器工作原理
湿式电除雾器是一种常见的空气净化设备,广泛应用于工业生产和生活中。
它的工作原理主要是利用静电吸附和水膜捕集的方式,有效地去除空气中的颗粒物和有害气体。
湿式电除雾器通过静电场产生负离子,这些负离子会吸附空气中的颗粒物,使其带有电荷。
接着,带电的颗粒物会被吸引到带有正电荷的电极上,从而被有效地捕集下来。
这一过程类似于静电除尘器的工作原理,但湿式电除雾器在捕集颗粒物的同时还能够净化空气中的有害气体。
湿式电除雾器利用水膜捕集的方式去除空气中的颗粒物。
在设备内部设置水膜,当空气通过水膜时,水膜会将空气中的颗粒物溶解或吸附在其中,从而起到过滤作用。
水膜不仅可以捕集颗粒物,还可以吸收有害气体,如二氧化硫、氨气等,从而提高空气的质量。
湿式电除雾器还可以通过增湿的方式净化空气。
在设备内部加入适量的水蒸气,使空气中的湿度适宜,有助于减少颗粒物的悬浮浓度,提高空气质量。
此外,水蒸气还可以帮助清洁空气中的细菌和病毒,起到消毒作用。
总的来说,湿式电除雾器通过静电吸附、水膜捕集和增湿等多种方式,有效地去除空气中的颗粒物和有害气体,提高空气质量,保障人们的健康。
在工业生产和生活环境中,湿式电除雾器发挥着重要
的作用,成为一种环保、高效的空气净化设备。
锅炉烟气处理系统锅炉烟气处理系统包括尾部高效布袋除尘系统、湿法脱硫系统、湿法静电除尘系统、脱硝系统等组成。
一、尾部高效布袋除尘系统尾部除尘系统主要采用布袋除尘系统和湿法静电除尘系统。
1. YDMC袋式收尘器技术说明YDMC型袋式收尘器是吸收了国内外众多袋式除尘器的先进技术,开发的一种高效、节能、运行稳定靠的收尘设备。
本除尘器采用下进风或上进风工作运行,采用脉冲反吹清灰方式,电气控制采用PLC 可编程控制器定时或定压控制,温度检测显示等。
2.构造YDMC型袋式收尘器由上、中、下箱体,排灰系统及喷吹系统五部分组成,上箱体包括可掀起的盖板和风口,中箱体内有多孔板,滤袋框架,滤袋,下箱体由灰斗、进风口及检查门组成,喷吹系统包括脉冲控制仪、脉冲阀、喷吹管和气包。
3.产品特点本除尘器采用外滤下进风运行,采用脉冲反吹清灰。
本体结构采用框架式钢结构。
4.产品原理、工艺流程正常工作时,在通风机的作用下,含尘气体吸入进气总管,通过各进气支管均匀地分配到各进气室,然后涌入滤袋,大量粉尘被截留在滤袋上,而气流则透过滤袋达到净化。
净化后的气流通过袋室沿排烟道通入烟囱而排入大气。
除尘器随着滤袋织物表面附着粉尘的增厚,收尘器的阻力不断上升,这就需要定期进行清灰,使阻力下降到所规定的下限以下,收尘器才能正常运行。
整个清灰过程主要通过高压储气包、电磁阀、喷吹管及清灰控制机构的动作来完成的。
首先控制系统自动顺序打电磁阀,高压空气通过喷吹管反吹,使粘附在滤袋上的粉尘受冲抖而脱落下来进入灰斗。
然后电磁阀关闭,对该系统清灰操作结束,滤袋恢复过滤状态。
控制系统再打开其它电磁阀,对别的滤袋实施清灰,所有滤袋经过清灰循环后,从而达到了清灰的目的,除尘器全面恢复过滤状态,灰斗中的灰则由底部气动排灰阀排至输送机。
5.主要技术性能和选用说明1)过滤风速的选定:过滤风速指通过滤袋滤料的风速(m/min)。
有的称为气布比,指单位时间内,单位面积滤料上通过的空气量m'/min/m Z亦即m/min。
湿式静电除尘器是一种常用于处理气体中固体颗粒和粉尘的设备。
它通过结合湿式洗涤和静电除尘的原理,将气体中的颗粒捕捉并移除。
以下是湿式静电除尘器的一些常见技术参数:
1. 处理空气流量:湿式静电除尘器能够处理的空气流量通常以立方米每小时(m³/h)或立方英尺每分钟(CFM)为单位进行表示。
这个参数会根据设备的尺寸和设计而有所不同。
2. 颗粒捕集效率:湿式静电除尘器的颗粒捕集效率表示它能够从气体中有效去除的颗粒的百分比。
这个参数取决于设备的设计和操作条件,通常可以达到很高的效率。
3. 电压和电流:湿式静电除尘器通常需要通过高电压产生静电场,以吸引和捕集颗粒。
设备的电压和电流参数表示所需的电力输入,通常以伏特(V)和安培(A)为单位。
4. 电场强度:湿式静电除尘器中的电场强度是一个重要的技术参数。
较高的电场强度可以增加颗粒的捕集效率,但也需要更高的电力输入。
5. 湿化效果:湿式静电除尘器通过向气体中喷洒水或其他湿化剂,使颗粒与水滴结合并沉降。
湿化效果表示湿化剂对颗粒的湿化程度,通常以百分比表示。
6. 清洗周期:湿式静电除尘器需要定期进行清洗以去除积聚的颗粒。
清洗周期表示两次清洗之间的时间间隔,它会根据颗粒负荷和设备设计而有所不同。
请注意,具体的湿式静电除尘器的技术参数会根据不同的设备供应商和应用需求而有所差异。
如果你需要详细了解某个具体型号的技
术参数,建议直接参考设备供应商提供的技术文档或联系他们进行咨询。
静电除雾器工作原理介绍静电除雾器是一种常见的空气净化设备,主要用于去除空气中的悬浮颗粒物,如灰尘、烟雾等。
它通过利用静电作用原理,将带电的颗粒物吸附在带有相反电荷的电极上,从而实现净化空气的目的。
工作原理静电除雾器的工作原理可以分为三个步骤:电离、收集和清除。
电离静电除雾器的第一步是电离,即将空气中的颗粒物带上电荷。
这一步通常通过一个称为电离器的装置来完成。
电离器通常由一个尖锐的导电针和一个对称的金属板构成。
当高压电流通过导电针时,导电针尖会产生一个强电场。
这个电场会使空气中的分子发生电离,形成正负电离子对。
收集在电离后,带有电荷的颗粒物会被电场吸引到带有相反电荷的收集板上。
收集板通常由金属构成,可以通过连接到一个电源上来产生电场。
电场的强度和方向会使带电的颗粒物受到力的作用,从而被吸附在收集板上。
由于收集板带有相反电荷,带电颗粒物会被有效地收集起来。
清除当收集板上的颗粒物积累到一定程度时,需要进行清除。
清除的方法通常有两种:机械清除和电子清除。
机械清除通常是通过机械装置将收集板上的颗粒物刮下来或者用气流吹走。
这种方法相对简单,但需要定期进行清理。
电子清除是一种更高效的方法,它通过改变电场的极性来清除颗粒物。
当电场的极性发生变化时,原本被吸附在收集板上的颗粒物会失去吸附力,从而脱落下来。
这种方法可以实现自动清除,减少了人工操作的需求。
优点和应用静电除雾器具有以下优点:1.高效:静电除雾器可以有效地去除空气中的颗粒物,净化空气质量。
2.经济:相比其他净化设备,静电除雾器的运行成本较低,只需定期清理和维护即可。
3.可重复使用:静电除雾器收集的颗粒物可以通过清除步骤进行处理,从而实现颗粒物的循环利用。
静电除雾器主要应用于以下领域:1.工业领域:静电除雾器可以用于工厂、车间等空气污染严重的环境,去除工业废气中的颗粒物,保护工人的健康。
2.家庭领域:静电除雾器可以用于家庭空气净化,去除室内的灰尘、烟雾等有害颗粒物,改善室内空气质量。
湿式电除尘常见问题及处理办法摘要:从2015年开始,利电集团利用两年的时间完成了集团八台机组的超低排放改造。
介绍了湿式电除尘器的工作原理以及技术特点,并根据集团八台机组检修时发现的情况,进行了汇总并分析其产生原因。
关键词:湿式电除尘器常见问题处理0 引言中国是一个燃煤大国,具有“多煤、少油、贫气”的资源特点,燃煤发电机组一直占有主导地位,因此,发展高效节能、“超低排放”的燃煤发电技术,对于经济和环境协调可持续发展具有重要的意义。
近年来,国家相应出台了多项政策法规,明文规定了燃煤电厂的最新排放标准,其中《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)进一步降低了燃煤电厂大气污染物的排放限值,对重点控制地区,要求烟尘排放限值20 mg/m3。
此外,由于环境容量有限等原因,江苏省、浙江省、山西省、广州市等地已出台相关政策,要求燃煤电厂参考燃气轮机组污染物排放标准限值,即在基准氧含量6%条件下,烟尘、SO2、NO x排放浓度分别不高于5 mg/m3、35 mg/m3、50 mg/m3,至此,中国的燃煤电厂已经进入“超低排放”时代。
众所周知,湿式静电除尘器是燃煤发电机组大气复合污染物控制系统的末端精处理技术装置,用于去除湿法脱硫无法收集的酸雾、SO3气溶胶等,控制PM2.5微细颗粒物及解决烟气排放浊度问题,烟尘排放浓度可达5mg/Nm3甚至更低水平。
从2015年开始,利电集团利用两年的时间完成了集团八台机组的超低排放改造,分别采用了福建龙净、浙江菲达、南京龙源三家的湿式电除尘产品,各有各的特点,根据近年来对这些设备检修时发现的问题,进行了汇总以及分析其产生的原因。
1WESP工作原理及技术特点(1)WESP对微细粉尘的去除原理WESP是一种用来处理含湿气体的高压静电除尘设备,在燃煤电厂中通常布置在脱硫设备后,其工作原理和干式电除尘器基本相同,都要经历电离、荷电、收集和清灰四个阶段,烟气通过进口封头后进入电场,在高压电的作用下气体电离粉尘被荷电,荷电后的粉尘在电场力的作用下向集尘极移动,随集尘极表面的水膜去除。
湿式静电除尘(WESP)一、基本原理在湿式电除尘器中,水雾使粉尘凝并,并与粉尘在电场中一起荷电,一起被收集,收集到极板上的水雾形成水膜,水膜使极板清灰,保持极板洁净。
同时由于烟气温度降低及含湿量增高,粉尘比电阻大幅度下降,因此湿式电除尘器的工作状态非常稳定。
WESP技术工作原理:在除雾器的阳极板(筒)和阴极线之间施加数万伏直流高压电,在强电场的作用下,阴阳两极间的气体发生充分电离,使得除雾器空间充满带正、负电荷的离子;随工艺气流进人除雾器内的尘(雾)粒子与这些正、负离子相碰撞而荷电,带电尘(雾)粒子由于受到高压静电场库仑力的作用,分别向阴、阳极运动;到达两极后,将各自所带的电荷释放掉,尘(雾)粒本身则由于其固有的黏性而附着在阳极板(筒)和阴极线上,然后通过流体冲洗的方法清除。
二、效果与作用可有效去除SO3、重金属、微细粉尘(PM2.5)、细小液滴、等,去除效率可达90%以上直接效果可大大降低烟气的不透明度(浑浊度)基本上解决了湿法脱硫带来的问题间接效果 SO3和水雾的大量去除,可以有效降低烟囱防腐的防腐等级可以满足更高的环保要求减少水耗、降低运行费用三、技术特点1、单体处理烟气量较小,一般不超过5万m3/h。
2、设计烟气流速较低,一般为1m/s左右。
3、集尘极多采用PV或FRP材质。
四、优点1、不受比电阻影响2、没有二次扬尘3、极板上无粉尘堆积4、无运动构件5、脱除SO3酸雾,缓解烟道、烟囱腐蚀6、有效捕集PM2.5五、现役工艺流程及烟气参数流程图:8.8m2湿式静电除尘器的技术性能参数:外形尺寸:Φ5500,H17200mm;煤气输送量:24000m3/h~25000m3/h;进口煤气压力:800Pa~1600Pa;沉淀极(管式):120根,L4500mm,Φ325mm×8mm;电晕极:120根,L4500mm,Φ4.5mm;耗水量:连续冲洗水51m3/h;间断冲洗水60m3/h;除尘效率:>90%;过滤面积:8.8m2;电源装置:0.4A/60kV六、具体案例1、山东山大能源环境有限公司该公司采用两种除雾方案:在湿式静电除雾器段扩径降速低流速一级除雾方案内部流速2m/s左右湿式静电除雾器段直径19.8m(吸收塔直径14m)湿式静电除雾器段直径与吸收塔直径相同高流速两级除雾方案(14m)采用两级上下串联布置内部流速3.96m/s左右项目低流速一级除雾方案高流速两级除雾方案气体分布需设导流板,气体均匀性较差不需设导流板,气体均匀性较好烟气阻力约150Pa 约200Pa装置高度较低较高土建支撑较易较难,但能实现主要性能参数:压降:约200Pa工艺水:主要用于冲洗,不需要另外增加。
36中国环保产业2016年第9期聚焦除尘技术Focus on Dust Removal Technology赵海宝,蒋 华(浙江菲达环保科技股份有限公司,浙江 诸暨 311800)摘 要:湿式电除尘器(WESP)是实现燃煤电场“超低排放”的有效技术之一,目前在国内应用处于起步阶段,对于WESP强度计算相关经验仍比较少,尤其是对于湿式除尘器出口封头的强度计算研究显得尤为重要。
针对佛山某湿式电除尘器项目大型异型的出口封头,通过钢结构分析软件STAAD对其进行了强度计算与结构选型,提高了湿式电除尘器对于特殊场地工况的适用范围和技术竞争力,为湿式电除尘器结构概念设计提供了明确思路,为燃煤电厂PM 2.5高效治理技术提供了更多的选择。
关键词:湿式电除尘器;强度计算;出口封头;结构分析软件中图分类号:X701 文献标志码:A 文章编号:1006-5377(2016)09-0036-03湿式电除尘器出口封头的强度计算引言随着国内燃煤电站“超低排放”相关政策的出台,湿式电除尘与低低温电除尘技术已成为实现“超低排放”的两条主要技术路线[1],可实现除尘器出口10mg/m 3以下[2]甚至5mg/m 3以下[3]的排放要求。
一般情况下,1台锅炉配置1台湿式电除尘器,且无论新上项目还是改造项目,湿式电除尘器一般都是布置在吸收塔顶部的出口位置,与烟道烟气入口连接,在位置布置上普遍存在受空间限制的问题[4],导致湿式电除尘器的进出口封头经常被要求设计为大型异型结构。
因此,需对进出口封头强度选型及技术进行更深入的研究,深入了解湿式电除尘器在特殊工况下的结构响应,从而更好地指导湿式电除尘器结构概念设计,提高湿式电除尘器结构对于电厂位置布置的适应性。
1 项目概况为满足广州“超低排放”要求,佛山某燃煤电厂配套2×600MW机组湿式电除尘器,每台锅炉配置1台1电场湿式电除尘器。
湿式电除尘器前后的立面布置如图1所示,脱硫吸收塔后烟道的布置及湿式除尘器安装的位置关系,湿式除尘器的外形尺寸和位置须满足布置图的要求,湿式电除尘的布置(包括钢结构布置)不能占用或妨碍吸收塔和烟囱之间现有的检修通道。
使用湿式电除尘器(WESP)收集湿法烟气脱硫(WFGD)后的酸雾和细小颗粒湿式电除尘器(WESPs)使用在工业领域将近100年了,但是在电厂中使用并不普遍,将来这种情况可能会有改变。
目前在北美仅有4家美国电厂使用WESP来控制烟气混浊度和收集酸雾和干燥的颗粒。
本文要讨论的一个新的主要装置将于2004年底启动,该电厂的容量为1100MW,这是一个改烧奥利油的电厂并有WFGD的改造项目。
WESP直接安装在FGD 脱硫塔的顶部。
美国有很多新建的电厂可能需要WESP来达到低的排放规定,国际市场的需要也在上升。
本文回顾了过去和现在工业使用WESP实际情况,同时讨论了由于SCR系统的使用,和比如法规的健全原因。
由于对控制微粒和酸雾的要求不断提高,将来WESP 在新建或改造的化石类燃料电厂的应用也会越来越多,文章也介绍了几种可供选择的酸雾控制方法,成本和其他因素。
湿式和干式灰电除尘器的异同也将一并介绍。
1. 应用背景自电除尘器在1907年投入商业运行以来,WESP已经在制酸和冶金等工业过程中取得广泛和成功的应用。
然而,在电厂应用还是近期的事,其标志是Joy公司于1975年在宾西法尼亚电力照明公司的燃烧无烟煤的Sudbury电站安装的一套中试装置。
这套早期试验装置的成功和Joy公司丰富的工业酸雾经验帮助Joy 公司将其WESP系统成功地于1979年在Getty石油Delaware市精炼厂投入商业运行。
每一个WESP系统设计处理来自石油焦燃烧产生的220,000 ACFM的烟气,该WESP系统一直良好运行了20多年,直到其服役期满。
这些烟气中的硫酸最终成为亚微米级的酸的烟雾,但它们可以被WESP可靠地捕捉下来。
同期还有更多的WESP系统应用在电厂中(日前这一情况仍在继续)。
1986年,美国巴布科克&威尔科克斯公司(以下称B& W)为AES Deepwater 电厂提供了一套FLS Airtech (FLS-AT)WESP系统,该系统是对石油焦燃烧产生烟气进行综合处理的一个重要部分。
对湿式电除尘高电压低电流问题分析讨论摘要:湿式静电除尘器是一种十分先进的烟气处理技术,在现实中被广泛应用,本文对湿式电除尘器运行中时常见到的高电压、低电流问题展开初步分析,基于此结合湿式电除尘器的运作特征提供一些安装、设计和运行指导。
关键词:对湿式电除尘;高电压;低电流引言:国家当局已经实施了多项措施,特别是针对连续排放源的 NO2 排放不超过10 mg/m3、35 mg/m3或50 mg/m3的超低排放要求。
燃煤电厂是造成颗粒物生成的重要来源之一,其中的颗粒物主要就是PM2.5和PM10,对环境和人体健康都有影响。
现阶段,燃煤电厂在超低排放领域采用了多种技术融合,在工程技术之一的应用就是锅炉预热器+SCR装置+干式电除尘器+燃气换热器+FGD+湿式电除尘器装置。
湿式静电除尘器,即WESP能够将烟气脱硫过程里生成的PM2.5、SO3液滴、重金属汞、石膏液滴等污染物有效去除掉。
1湿式电除尘的工作原理和基本分类1.1湿式电除尘器的工作原理烟气中的水雾被注入到电极产生的电晕场中,然后分解并喷出。
带电细水雾的电场强度、碰撞吸收、吸附、冷凝协同作用的目的就能够将灰尘颗粒捕捉到。
在电场强度的驱动之下,它撞击除尘器并被困住。
这些被捕获的液滴覆盖在除尘器表层形成了一层水膜,去除灰尘脱离电场内,其存在能够转变电极表层的电位。
比起干式静电除尘器,湿式静电除尘器电极能够更好的将电子激发。
除此之外,水里面存在的杂质离子会穿过表层势垒,由电场而转变为离子发射体。
因为所有的因素协同作用,电极放电效用发挥效力,从而在低电压之下生成电晕放电现象。
与此同时,因为水里存在的比电阻比较低,让水滴和粉尘相结合构成粉尘比电阻,整体提升了湿式电除尘器的成效。
湿式电除尘器进行水洗的时候并不会构成二次粉尘。
1.2湿式电除尘器的基本分类湿式静电除尘器划分的类别有两种:管式过滤器和板式过滤器。
前者以实现耐腐蚀金属、钢或是玻璃管的集电器并排,让各个放电电极匀称的分布在各个板上。
湿式电除雾器工作原理
湿式电除雾器(Wet electrostatic precipitator,WESP)通过利用高压电场将带电的水滴或细小水雾颗粒聚集在集尘板上,从而去除气体中的颗粒物,实现净化空气的目的。
其工作原理如下:
1. 气流进入除雾器,首先通过预收集器,将较大的颗粒物以惯性作用分离降落在收集器底部。
2. 经过预处理后的气流进入电除雾区域,该区域内设置了高压电极和接地电极。
3. 当气流经过高压电极时,会导致电荷转移,使水滴或细小水雾颗粒带上了电荷。
这些带电的水滴或颗粒在强电场作用下逐渐增大,并被聚集到集尘板上。
4. 集尘板上积累的水滴和颗粒在重力作用下被收集到下面的集液槽中,并排出除雾器。
5. 清洁的气流从除雾器的出口流出。
总的来说,湿式电除雾器是一种有效的大气污染治理设备,广泛应用于钢铁、建材、化工、电力和环保等领域。
它可以处理高浓度、高温、高含湿气体排放,净
化效果好,适用于各种恶劣工况。
1、背景近年,世界各国对环境保护越来越重视,环境保护标准日趋严格。
受到排放标准的限制,一些发达国家除对烟气中排放的SO2、NOx及烟尘采取有效的治理措施外,微细烟尘、汞等以气溶胶形式存在的污染物的减排已被提到了议事日程。
到目前为止,我国燃煤锅炉绝大部分都设置了除尘和脱硫装置,其中湿法脱硫工艺占全部脱硫装置的90%左右。
其中对煤烟型的污染物排放限制主要为SO2和烟尘。
湿法脱硫工艺虽具有高脱硫率、高可用率等优点,但其存在的固有问题在实际运行中也日益显现出来,主要有:GGH阻力大、电耗高、易堵塞,严重影响系统的正常运行;无GGH时石膏固体颗粒、水雾飘落造成局部影响,白色烟羽造成景观污染;净烟气中SO3对尾部烟道和烟囱的低温腐蚀;脱硝或氨法脱硫等带来的NH3逃逸问题;未来对微细烟尘(PM2.5)、汞的排放限制等。
由于上述问题得不到有效的解决,对生产企业、周边群众乃至环保部门造成了越来越严重的困扰。
湿式静电除雾器(WESP)技术可以有效的解决这些问题。
我公司经过多年技术跟踪、实验室及工业试验等研究过程,开发出了先进的荷电除雾器技术,并进行了多方案工业化设计。
成功地提出了大型湿法脱硫装置存在问题的解决方案,并能够达到多种污染物联合脱除的效果。
在工业生产中,如果气体中含有某种物质的蒸汽,当将其冷却到一定的温度时,蒸汽会冷凝结成液体或固体。
或者气体高速通过某种液体,气体被液体的蒸汽饱和并夹带液体飞沫。
用荷电除雾器来清除悬浮于气体中的微细液体和固体粒子。
如硫酸生产净化清除气体中的硫酸雾。
发生炉煤气和焦炉煤气除焦油雾,硫酸生产的放空尾气中除硫酸雾。
硫酸浓缩废气中除硫酸雾。
电厂废气除硫酸和亚硫酸雾,以及水蒸汽雾等。
WESP早于干式静电除尘器,在工业领域已有将近100年的应用历史。
近年欧美发达国家在配套湿法脱硫净烟气处理领域,已经取得了多个大型机组WESP多年成功应用的业绩。
此前,在国WESP主要应用于制酸和冶金等行业中脱除SO3和焦油。
用于发电机组湿法脱硫净烟气处理的WESP实例较少且投资较高,大大的限制了其推广应用。
2、用途和目的我公司开发的WESP技术主要用途和目的为:取消湿法脱硫中的GGH,降低脱硫系统阻力和脱硫运行的故障率,降低系统电负荷;通过有效的去除脱硫净烟气中的SO3和水雾,延缓湿烟气对烟囱的腐蚀。
采取一定组合措施后可完全解决烟囱腐蚀难题;解决湿法脱硫中烟囱周围石膏颗粒、水雾飘落和排烟浑浊的难题;进一步提高SO2的脱除率;SO3、NH3、微细烟尘(PM2.5)、汞等多种污染物联合脱除,适应未来更严格的排放标准。
3、工作原理与设备部件组成3.1工作原理荷电喷雾技术是应用高压静电在喷头与喷雾目标间建立一静电场,通过不同的充电方法被充上电荷,形成群体荷电雾滴,然后在静电场力和其他外力的联合作用下,雾滴作定向运动而吸附在目标的各个部位,达到沉积效率高、雾滴飘移散失少、改善生态环境等良好的性能。
待处理气体为含有微细尘粒,雾粒及被液体蒸汽饱和的湿气体。
为了满足生产工艺,环境保护,有价金属回收的要求。
必须将气体中的悬浮物清除,处理合格后的气体用于下工序生产或排放。
各种待处理的气体,由于受到紫外线照射,高温和放射性副射的作用。
使得每种中性气体中都含有1-2%的带电分子和电子。
另方面,当这种带有悬浮粒子的湿气体进入电滤器电场后,由于在电滤器的电晕极线上施加了足够高的直流电压,从电晕极发射出大量向沉淀极高速运动的电子。
在电场力的作用下,高速运动的电子高速撞击中性分子,从气体分子中打出一个或若干个外层电子,中性分子转变为正离子和自由电子,这些派生的电子在电场作用下继续高速运动,撞击新的中性分子而使其电离,如此迅速地派生出新的离子和电子,在电晕极线附近的气体发生雪崩式电离,在电极线周围2mm形成电离区。
同时,带负电的粒子和电子向沉淀极的运动过程中被过渡区的雾粒捕集,中性粒子荷电并长大,继续向沉淀极运动,最后在沉淀极沉积并发生电中和。
含有微细悬浮粒籽的气体,在荷电除雾器中,悬浮粒子受到气体流动的推动力,粒子本身的重力,电场的电力,粒子运动的摩擦力和电场力的共同作用。
带电粒子在电场里的运动是在以上几种主要作用力的合力作用下进行的,因此,它的运动速度称为漂移速度。
对任何具体荷电除雾器,当漂移速度过小时,倘若气体的电离,粒子荷电以及粒子通过两极间所需要的时间比气体通过整个管长所需时间要长。
悬浮粒子被逃脱。
电场产生“电晕闭塞”。
因此,漂移速度的大小决定电滤器的电场气速和除雾的效率。
漂移速度的理论值的计算公式如下:w =0.11E2ρ/μ厘米/秒 (1)式中:w—漂移速度,厘米/秒E—电场强度,伏/厘米ρ-粒子半径厘米W—漂移速度厘米/秒μ-气体粘度克/厘米。
秒(泊)从上式看出,粒子的漂移速度与电场强度的平方,粒子的半径成正比,与气体的粘度成反比。
电场中任一位单置的电场强度计算式如下:Ex=U/[2。
3xlg(R/r)] 伏/厘米 (2)式中:E—电场中任一位置的场强,伏/厘米U—电晕电极上被施加的电压,伏x—该处距电晕电极的距离,厘米lg—以10为底的对数,R—沉淀极的半径,厘米r—电晕电极的半径,厘米从上式看出:在施加于电极上的电压一定时,电场强度与粒子距电晕极的距离,沉淀极半径和电晕极半径之比的对数成反比。
也就是增大电晕极的半径有利电场强度提高。
另外,粒子在电场中向沉淀极漂移运动是由于电场力的作用产生的。
而粒子在电场中所受的力可用下式表示:F=neE 达因 (3)式中:F—粒子在电场中受到的力,达因。
n—粒子所带元电荷数目e—电子的电荷量,4.77*10静电单位。
E—沉淀极处的电场强度,静电单位。
当沉淀极接地良好,沉淀极的场强趋向零时,F=ne。
也就是说粒子在电场中受的力与其荷电量相关。
也与沉淀极是否能迅速将电荷移走有关。
综合分析以上三式,对某一特定条件时,漂移速度随施加于电晕电极的电压升高而增大。
因为电压升高之后,气体在电离区的电离加快,粒子可以获得更多的电荷,所受电场的作用力增大。
另方面,如果改变电晕电极的形状,提高它发射电子的能力和扩大电离区有效断面,是提高漂移速度和缩短荷电时间的有效办法之一。
螺旋锯齿电晕极线,利用尖端放电来增强电离能力,同时利用形状的变化形成更良好的非均匀电场和扩大电离区,有效地提高了电滤器的能力。
3.2设备部件组成3.2.1荷电喷雾装置通过液体输送装置的水泵将液体传输到雾化装置;雾化装置将来自液体输送装置的液体雾化成液滴;静电发生装置,其正极和负极之间的直流电压高于60,000伏,供所述液滴穿过并因此而带电。
在荷电喷雾装置中,液体输送装置可以是任何能将液体输送至雾化装置的装置,只要该雾化装置可以将液体雾化至较小直径的液滴即可。
例如雾化形成的液滴直径不大于60微米,优选不大于55微米,更优选不大于50微米。
在雾化装置的出口可以设置一个静电发生装置,正极和负极之间的直流电压高于60,000伏,供所述液滴穿过并因此而带电;在一个优选实施方案中,所述静电发生装置的正极和负极之间的直流电压优选为80,000 -150,000伏,更优选为100,000 - 130,OOO伏,最优选为105,000 -125,000伏。
3.2荷电发生装置荷电发生装置可以通过固定在雾化装置的壳体外侧或者与雾化装置结合成一体。
静电发生装置的壳体优选采用绝缘材料制成,其正电极或者负电极中的一个连接到一个充电电极。
充电电极可以是一个组合式电极,包括一个圆环电极和至少一个针式电极,其中针式电极可以由圆环电极伸出、沿圆环电极的轴向延伸,针式电极可以为多个,围绕圆环电极均匀布置。
优选地,圃环电极上具有至少三个针式电极。
针式电极进行电晕放电。
圆环电极的直径稍大于其相应位置的雾滴的运动轨迹最外侧处的直径;通常,圆环电极的直径在3 -50厘米的围,优选10-40厘米,更优选为15-35厘米。
本领域普通技术人员可以理解,圆环直径并不限于上述围,而是可以作任意变化,具体随使用的条件而变。
针式电极在圆环的轴向上沿着液滴喷出的方向向前延伸,或者向后延伸,或者朝向该两个方向延伸,其长度可以在l-15厘米的围,优选地在4-10厘米的围。
组合式充电电极的中心轴线与雾化装置喷出液滴的雾化装置出口的轴线大致重合,优选重合;圆环电极离开雾化装置出口的轴向距离可以在1 - 30厘米的围变化,优选在5 - 15厘米的围变化。
3.3处理过程沉淀极为板块状收尘,电晕极是不锈钢钢丝,高压电通过电晕极,在空腔形成负电,沉淀极为正电,带电的尘粒(焦油雾滴、粉尘)以一定的速度向正电极移动,达到沉淀极后放电,变为不带电的尘粒,借重力落下,由排污管排出。
高效:PM2.5颗粒物去除率85~95%;出口粉尘可实现10mg/Nm3和更严格的排放标准;SO3酸雾去除率80~98%,经烟囱排放的湿烟气腐蚀性大幅降低;重金属等多种污染物的综合减排。
可极提高烟气排放洁净度,减小烟囱尾羽。
3.4 WESP与ESP的原理、部件构成及区别其工作原理及部件构成与干式静电除尘器(ESP)相近。
WESP由电晕线(阴极)、沉淀极(阳极)、绝缘箱和高压直流供电电源组成。
接通高压直流电源后,在两极之间形成了非均匀高压静电场。
在电场的作用下,电晕线周围产生电晕层。
电晕层中的空气发生雪崩式电离,从而产生大量的负离子和少量的阳离子,这个过程叫电晕放电。
烟气进入电场荷电区时,酸雾、烟尘等颗粒被荷电。
荷电后的酸雾、烟尘等颗粒静电凝聚作用加强,粒径增大,荷电量增加,在电场力的作用下迅速抵达阳极(沉淀极)。
大量的酸雾颗粒不断地被驱向阳极,同时迅速释放电荷,从而达到酸雾、烟尘等气溶胶微粒与烟气分离的目的。
与ESP不同点主要为:WESP工作在饱和湿烟气环境;WESP采用水力连续清灰,不会产生二次烟尘飞扬问题;WESP体积小、投资省、便于布置。
4、结构与布置形式根据工程特点,吸收塔保留一级或二级机械除雾器,WESP本体可选择吸收塔整体布置或塔外分体布置方式;采用模块化设计,可以根据环保排放要求,选择设置一级或二级WESP串联;阳极板采用柔性膜材质,降低投资、减少设备重量。
也可采用导电玻璃钢作为沉淀极;烟气处理流速高,与典型湿法脱硫逆流吸收塔结合,设备体积小、布置灵活,并实现协同多脱效果。
5、设备运行效果及性能参数SO3酸雾去除率:80%-95%;水雾去除率:≥95%;烟尘去除率:≥95%;排烟不透明度:≤10%;汞去除率:70%-90%;NH3排放浓度:≤2mg/m3(满足排放标准)。
WESP本体压降:约300Pa;用电率:约占机组发电容量的0.1%。
6、设备应用领域及效果适用于所有湿法脱硫新建和改造项目。
WESP应用的直接效果:可有效去除SO3、NH3、微细粉尘(PM2.5)、细小液滴、汞等重金属。