湿式静电除尘器.doc

湿式静电除尘器的过去、现在、(Sam)库马尔贝克考克&,,纽不伦瑞克省,加拿大帕萨迪纳(得克萨斯州),已经实现了全面的商业化。然而,该设备的大多数还是面向电力企业中的小型工业装置,并且在过去的20年里,这项技术被专门应用于燃煤电厂。在燃烧含硫燃料的发电厂中,过去十年,烟气脱硫技术和选择性催化还原技术已被采用来控制二氧化硫和氮氧化物的排放。最近在燃煤电厂采用的新催化还原系统表明硫酸排放的增加是由于一部分二氧化硫在通过催化剂时被氧化所致。尽管对于电厂酸雾的排放并没有正式的监管,但是关于此的考虑和疑问已经得到了人们广泛的重视。焦油和一种釩含量相对较高的奥里油(釩,一种在燃烧过程中可以将二氧化硫氧化成三氧化硫的催化剂)燃烧过程会产生浓度等级更高的硫酸排放,在一些案例中,酸浓度和燃烧高含硫燃煤的电厂排放的尾气中的相当。在烟气脱硫和硫催化氧化联合使用的情况下,高含硫煤或含釩较高的石油燃料燃烧产生的尾气中硫酸所占比例可以超过20ppmvd(ppmvd,容积比为百万分之一)。由于亚微粒固有的光散射特性,排放的废气就造成了显著的模糊影像。酸雾的浓度即使低及5~10ppmvd,空气看上去也会如羽絮一般模糊不清。此文将就过去应用的湿式电除尘技术和现有的在电厂中使用的技术进行讨论,同时从经济上对用于解决潜在的和未来的除尘问题的技术进行分析。这些分析也将比较湿式电除尘技术和吸收剂注入法在控制酸雾上的优缺。湿式静电除尘的过去如上文所述,湿式静电除尘技术在最近的一百年中已经被广泛地应用于冶金等工厂,以控制酸雾和微尘的排放。今天,全世界已经有超过1000台该种除尘器在工作了。在商业买卖中也有多种型号、设计的除尘器以供选择。湿式静电除尘器由一系列满收集电极的细管和平行平板组成。立式的只有垂直的气流通道(向上或向下),而卧式的设计则也可以满足水平而来的气流除尘。在满足冶金工厂处理需求上,建造材料是该除尘器设计上的主要问题。比如在冶炼铜时,二氧化硫在废气中的含量通常超过百分之十,这是由于矿石中含有较多的硫铁矿成分导致的。环保条例对减少废气中的硫含量的要求催生了一个巨大的市场,那就是将在废气中高含量的硫转变成一种可用的资源——硫酸。出人意料的,湿式静电除尘器在除去微粒和三氧化硫(三氧化硫随后将去制酸工厂)的同时也保护釩基催化氧化剂不被毒害和堵塞,它们还成为了工厂在收集酸雾方面结实耐用的机器,在除去痕量元素比如砷以加强生产的硫酸的品质方面也贡献不小。在上世纪中九十年代中,用于酸雾控制的典型的WESP通常采用防腐的铅作收集器和用铅包裹的高压电极(板和管子),用铅保护低炭钢的高电压支撑系统,以及用铅在金属框架表面烧熔并覆盖从而保护金属护板和框架不受酸性烟气流的腐蚀。由于铅的机械性能较差,加之下游制酸设备运行压力和脉冲压力导致其泄漏,这样它下面的金属便会迅速地遭受严重的腐蚀。另外,在运行温度高于150°F时,铅也易于加速机械故障。这些问题导致几乎在每一次停机都需要彻底的保养和维修。最终,内置铅和衬了铅内部结构的外壳材料换成了其他替代品,比如玻璃纤维和增强塑料。这一新设计延长了除尘器的使用寿命也在最大程度上减小了对具有极高铅焊技艺的技工的需求。在同一段时间里,一些该种装置设计中开始使用塑料和玻璃钢收集电极来进一步减少铅的使用。在70年代,一些设备设计开始使用特种不锈钢以代替原设计中的任何镀铅原件。铅的使用不便,结构特殊,养护的劳力需求,可靠性,维护和维修的花费,以及人们过去一段时间不断增长的对铅毒性的担忧成为了这些转变的主要推动力。最近有一份关于冶金厂的湿式静电除尘器由于内部起火燃烧了聚丙烯管道和玻璃钢外壳而导致大量有毒气体产生的报告。类似的经历提高了人们对于使用相同装置的企业的担忧。由此可见,电力生产企业可能在它们自己的湿式静电除尘器上使用含铅或塑料元件方面会表达出合情的疑虑。在七十年代至八十年代,合金在湿式烟气脱离装置进出口上的应用增强了人们对其在未来有广阔前景和需求的信心。今天,包括317,6%含钼量和C-276等等级的合金钢在脱硫装置上的使用已成为常规。过去在该领域的不断探索为人们积淀了一个坚实的经验基础。这个基础包含了卧式和立式两种类型的设计,它们都表现出了很高的捕集效率。湿式静电除尘装置的安置问题和如何将各种净化设备有机结合起来将是做出最经济的决策的关键。在净化过程中其中一个问题是当处理酸雾时会发生电晕抑制现象,而电晕抑制对于静电除尘来说已不是新鲜的了。生成的三氧化硫和烟道气中的水分