关键词：管束式；除尘器；除尘技术

1引言

随着大气污染物排放标准的进一步提高，胜利油田燃煤锅炉原有配套的环保设施已不能满足最新的污染物排放标准，接下来的改造中必须采取新的工艺方法降低污染物排放水平。现在，应用最广泛的超低排放技术为管束式除尘除雾器技术和湿式电除尘器技术，两种技术方案都可以满足烟尘排放浓度小于5mg/Nm3标准。合理选择燃煤锅炉超低排放除尘方案，需要对这两种技术进行详细的对比分析。

2管束式除尘除雾器

2.1管束式除尘除雾器除尘机理

管束式除尘除雾器是除雾除尘设备，应用于湿法脱硫塔饱和净烟携带的雾滴和除尘净化。

管束式除尘除雾器主要依赖于吸收塔上部低温饱和净烟气中含有大量细雾滴的特征，利用大量细雾滴高速运动条件增加粉煤灰粒子与雾滴相撞的概率，雾滴子与粉煤灰粒子凝聚，实现了对这部分极小的粉煤灰尘和雾滴的捕捉

管束式除尘除雾器的工作原理可以简单地表现为粉煤灰粒子、雾滴的凝聚、捕捉和消失的3种运动状态，在烟雾高速旋转、剧烈混合、旋转运动过程中，去除烟雾中携带的雾滴和粉尘粒子。

凝聚是指大量的细小液滴与颗粒在高速运动条件下碰撞机率大幅增加，易于凝聚.聚集成为大颗粒，从而实现从气相的分离。

捕悉是指细小的液体颗粒跟随气体与分离器中的持液层充分接触后，被液体捕悉实现分离；除尘器筒壁面的液膜会捕悉接触到其表面的细小液滴，尤其是在增速器和分离器叶片的表面的过厚液膜，会在高速气流的作用下发生“散水”现象，大量的大液滴从叶片表面被抛洒出来，在叶片上部形成了大液滴组成的液滴层，穿过液滴层的细小液滴被捕悉，大液滴变大后跌落回叶片表面，重新变成大液滴，实现对细小雾滴的捕悉。

消灭是指在细小的液体粒子洒到分离器表面时，附着液膜从烟中脱离的加速器加速后的气流高速旋转向上运动，气流中的细雾滴落。灰尘粒子在离心力下与气体分离，向筒体表面运动。然而，高速旋转运动的气流迫使被截留的液滴在筒体壁面上形成旋转运动的液膜层。

气体分离的细雾滴.细尘粒子与液膜层接触后被捕获，细雾滴子和细尘粒子从烟中脱离。消灭过程中粒子状物质与旋转的液膜层相对运动速度少，液膜层有效避免细雾滴和粒子状物质直接撞击筒壁形成更细的二次雾滴和粒子状物质。

2.2管束式除尘雾器的结构

管束式除尘雾器是具有凝聚、捕捉、消灭作用的装置，由管束筒体和多级增速器、分离器、汇流环和导流环构成。

根据烟气和除尘效果的要求，可以选择不同的增速器、分离器、汇流器进行多级组合。首先，通过一级分离器去除烟雾中的大雾滴和粒子状物质，通过增速器增速进入二级分离器，去除粒径更小的雾滴和粒子状物质。

同时利用汇流环控制各级内筒壁的液膜厚度，确保高速条件下不产生更细的二次雾滴。为了保证除尘效果，设备内设有多级增速器、分离器、汇流环，加强气流运动，延长气体停留时间，提高了除尘器对粉尘粒子的分离效果。最后气流排出口设置导流环，防止气流二次夹带。

2.3管束除尘器的除尘效果保证措施

管束除尘器的除尘效果保证有以下几种措施。

(1)延长管筒的高度，保证管筒内气体的停留时间，确保去除效率。

(2)选择更高效的增速器和分离器，提高对极小粒径的雾滴和颗粒物的去除效率。

（3）选择更为合理的导流环，最大程度的避免高速气流引起的二次夹带问题。

2.4管束式除尘吸雾器模块在吸收塔的设置和运行

(1)管束式除尘吸雾器采用模块化设计，配置在淋浴层上部，即原始除雾器的位置，完全取代了传统除雾器的使用功能，除雾效果远远优于当前常用的屋顶式除雾器

(2)对于新建的脱硫单元，只需设置相当于屋顶式除雾器强度的支撑梁，将管束式除尘除雾器模块直接安装在梁上即可安装。对于改造脱硫机组，只需拆除原来的除雾器层，保留最下层的除雾器梁即可完成改造作业量，管束式除雾器安装在原来的梁上即可。原上层除雾器梁可根据实际配置情况确定是否需要拆除。

(3)管束式除尘除雾器内无复杂叶片结构，无结垢风险，其清洗水的清洗频率、清洗水的量和清洗水的电动阀的数量比通常的屋顶式除雾器少。

(4)管束式除尘除雾器无动设备，无电气设备，运行维护简单。

3湿式电动吸尘器

湿式静电吸尘器简称WESP，是一种高效经济的除尘设备，主要用于高效连续除去烟中的微粒子粉尘，一般作为除尘系统的末端设备，可以有效地除去湿式脱硫无法收集的灰尘。酸雾.水滴.PM2.5等有害物质，达到5mg/Nm3超低排放标准。近年有多个湿式电除尘器项目投产，是净化烟气粉尘的较实用设备。

湿式电动吸尘器的工作原理是利用电场负荷，将烟尘和液滴吸附在阴阳极表面，用水淋浴清洗。湿式电动吸尘器用水喷淋时，在阴阳极表面形成水膜，使阴阳极表面吸附的粉尘和液滴随水膜向下流入灰斗，最终排出，净化后的超净烟气通过烟囱排出大气。由于没有振动极板产生的二次扬尘，湿式电动吸尘器可以达到低排放浓度。

湿式电除尘器能有效清除烟气中的氨.铵盐.SO3酸雾.PM2.5.细液滴.汞等重金属，清除率可达90%以上，出口烟气处于酸雾几乎全部清除的比较干燥状态，有效降低SO3酸雾凝结对烟囱的腐蚀速度，大大降低烟气混浊度，具有SO2联合清除的效果。2.5~5μm的粒子状物质有约100%的去除率的PM2.5有98.2%的去除率，PM0.1~PM1的粒子状物质有约88.7%~93.9%的去除率，详细看图1的粒子状物质分级去除效率曲线。

由于排放烟气中冷凝水雾的降低和SO3浓度的降低，可使烟气酸露点提高，烟囱壁面酸的沉降减少，大大降低腐蚀。

目前湿式电除尘器主要有3大技术体系，其各有优缺点，根据胜利油田供热锅炉的特点，选取目前在国内外电力行业中市场占有率最高的导电玻璃钢湿式电除尘器作比较。

导电玻璃钢湿法电除尘器的技术特点：导电玻璃钢湿式电除尘器（以下简称湿电除尘器）是专门为脱硫尾气处理研制的，现在湿电除尘器在化工.冶金.电厂等行业应用成熟，但其处理的气量一般较小。

现多采用采用蜂窝式导电玻璃钢管束和改良高效的铅锑合金或2205双相不锈钢芒刺电晕极线，具有导电性能好.除尘效率高.耐腐蚀性能良好.强度好.重量轻等优点，能满足绝大多数锅炉使用要求。

湿法电除尘器在正常使用操作情况下故障率非常低的，当然日常的养护也是很重要的，要随时观测二次电压和电流的数值，如果在短时间内波动并呈下降趋势，则说明极线或阳极管内部受污染了，应及时冲洗。

4湿式电动吸尘器与超净脱硫技术的对比

为了确保烟气出口粉尘的排出浓度达到5mg/nm3以下的标准，无论是管束式吸尘吸尘器方案还是湿式电动吸尘器方案，脱硫塔烟气入口的粉尘浓度都得超过30mg/nm3。因此这两种方案都需要按照烟气协同治理的理念，采用合理有效除尘技术控制前端尘的排放浓度，包括前端脱硫前布袋除尘或者静电除尘技术，也包括脱硫塔内的托盘.喷嘴.导流板等一系列装置。两种方案的主要区别在于脱硫塔高效除雾器或湿式电动吸尘器的选择。

管束式除尘器与湿式电除尘器的比较如表1。

从上述比较可以看出，湿式电动吸尘器相对管束式吸尘器技术:

(1)设备投资高，湿式电动吸尘器需要阳极管、阴极线、高压电源等一系列附件，投资成本高，运行电力消耗高。

(2)系统复杂，需要维持高压电场的控制设备，对于湿式电吸尘器中的金属极板类，需要增加专用的废水处理系统，增加设备投资成本和运行维护费用。

(3)现场要求高，湿式电动吸尘器一般单独配置，占地面积大，部分方案配置在脱硫塔的上部，但脱硫塔的强度和后部烟道配置的要求高，管束式除尘除雾技术只稍微增加脱硫塔的高度，对改造项目就有明显的优势。

(4)管束式除尘除雾技术多个项目通过环境检查，具有较成熟的技术经验和明显的技术优势，但结合胜利油田现有的供热锅炉室，锅炉室运行中负荷变化极大，管束式除尘除雾器运行不稳定

(5)湿式电吸尘器对微粒子的除尘效果更好，烟雾中的SO3.烟囱常见的石膏雨和重金属微粒子也有很高的除尘率，烟雾的净化程度比管束式除尘除雾技术高。随着环境标准的提高，湿式电动吸尘器对微粒子和重金属处理的优势更加突出。

5结论

湿式电动吸尘器和管束式吸尘吸尘器技术是目前燃煤锅炉除尘系统采用的两种技术，遵循烟气协同管理理念，配合布袋除尘和静电除尘、强化淋浴等技术手段，两种方案对超细粉尘.SO3.石膏滴有很高的除尘效率

管束式除尘器技术节约投资.系统简单可靠.施工和维护方便.场所要求低，在锅炉运行稳定的状态下，场所.工期和资金紧张的工程具有明显优势的湿式除尘器对烟气净化程度高，特别是超细粉尘.重金属和SO3酸雾等污染物