目前，火電機組煙氣除塵主要使用電除塵器和袋式除塵器兩大類。關(guān)于燃煤煙氣除塵中電除塵器和袋式除塵器哪個好的問題，樸華科技之前曾引文分析過，在我國火電機組的燃煤特性情況下，袋式除塵器更具有普遍的適用性。文章主要從我國燃煤含硫情況、粉塵比電阻、粉塵粒徑和煙氣脫汞脫硫效率上進行比較，袋式除塵器在除塵穩(wěn)定性和除塵效率上完勝電除塵器。下面我們從電除塵器和袋式除塵器的除塵原理和實際除塵效果統(tǒng)計數(shù)據(jù)上進行分析，看看電除塵器和袋式除塵器究竟哪個好。

一、電除塵器和袋式除塵器的工作原理

兩大類的除塵器對粉塵捕集的原理是不同的，兩種除塵器捕集PM2.5的效果也有很大的差別，應(yīng)用條件也不相同。所以盡管在燃煤煙氣除塵中袋式除塵器比電除塵器好，但是在一些特殊的領(lǐng)域，電除塵器也能表現(xiàn)出更多的優(yōu)勢。

1、電除塵器的工作原理

電除塵器是在電場中使粉塵帶上荷電，通過電場驅(qū)進力使其快速移向收塵極而被捕集 ，靠振打使粉塵落入灰斗。即荷電越充分，驅(qū)動力越大，荷電越迅速，被收塵極捕集的概率越高。(在上一篇文章中有介紹)但極易受工況條件的影響，如受煙氣性質(zhì)和粉塵特性的影響。對粉塵比電阻特別敏感，過高或過低時，都會引起除塵效率明顯下降。另外，捕集到電極的粉塵是靠振打來收塵的，會造成二次揚塵，PM2.5以下的微細粉塵又會隨煙氣排到大氣中，很難達標排放。

假如煤質(zhì)比較穩(wěn)定，含硫較高，比電阻則相對較低，在5電場以上，仍可能得到較好的效果。所以在我國西南地區(qū)用電除塵器也是較好的選擇。

2、袋式除塵器的工作原理

袋式除塵器開始使用時，靠濾袋材料(過濾針刺氈)孔隙中纖維與塵粒之間的慣性碰撞截留、靜電吸引、布朗擴散等作用捕集粉塵，又稱表面過濾，當(dāng)濾袋表層上形成一層粉塵層后，則主要依靠粉塵層的篩分作用捕集粉塵，又稱深層過濾，也就是粉塵層過濾粉塵的捕集方式。經(jīng)過一段周期性過濾清灰后，殘留粉塵層趨于穩(wěn)定，除塵效率一般可達到99.5%以上。粉塵層越厚捕集效果越好，同時收集PM2.5則更多，但阻力會增加，這種收塵方式與煤種、煙氣性質(zhì)無關(guān)，適用煤種多變，微細粉塵多的工況。

清灰過度或濾袋回縮時與籠骨碰撞，在較高的過濾風(fēng)速時，會使微細粉塵滲漏出去，過濾風(fēng)速提高會使這種滲漏加重。所以，過濾風(fēng)速選取很重要，根據(jù)煙氣參數(shù)合理選用濾料同樣重要。袋式除塵器對10μm以下尤其是1μm以下亞微米顆粒物有較好的捕集效果，所以是捕集PM2.5的重要手段。

從以上簡單的對兩類除塵器粉塵捕集原理分析不難看出，袋式除塵器除塵效果是的，特別捕集1μm以下微細粉塵的能力要優(yōu)于電除塵器。而袋式除塵器不受煤種、煙氣及粉塵性質(zhì)等因素影響，收塵排放濃度可小10mg/m3以下，同時對PM2.5有較高的去除率。重金屬和有害的有機化合物極易富集在10μm以下在微細顆粒物上，提高對微細顆粒物的捕集效果同時有利于提高顆粒態(tài)汞的脫除率。經(jīng)測試也證實，捕集微細粉塵越多也同時去除汞越多，這也是袋式除塵器對PM2.5控制能力的優(yōu)勢，在當(dāng)前環(huán)保要求提高的情況，袋式除塵器理當(dāng)成為除塵設(shè)備的。

二、電除塵器和袋式除塵器的特點比較

從工作原理上我們可以看到電除塵器和袋式除塵器的基本區(qū)別，下面我們從實際應(yīng)用中二者的特點來介紹袋式除塵器和電除塵器。

1、常規(guī)電除塵器

常規(guī)電除塵器是目前在我國電廠應(yīng)用較多的除塵器(歷史原因)。它的優(yōu)點：有較高的除塵效率、阻力小、耐高溫。它的缺點易受工況條件的影響，對粉塵比電阻特別敏感，較適合比電阻為106～1011Ω?cm，過高或過低時，都會引起除塵效率顯著下降，特別是高硅高鋁這種極微細又輕的粉體大量存在及其含量超過85%時，比電阻特別高，Al2O3又有粘性易粘電極，所以，除塵效率降低更加明顯。在近年來煤種多變的情況下，電除塵器一年后大多運行在96%～99.5%之間。

另外，捕集到電極的粉塵是靠振打來收塵，會造成二次揚塵，PM2.5以下的微細粉塵又會隨煙氣排到大氣中，很難達標排放，更不用說收集更多PM2.5的微細粉塵和汞的作用了?？傊?，電除塵器就是5、6電場都很難達到排放標準，因此，就出現(xiàn)了回轉(zhuǎn)電極電除塵器和聚并技術(shù)、濕式電除塵器、低溫電除塵器等。

2、純袋式除塵器

袋式除塵器是通過濾袋材料和其面層上的粉塵層過濾粉塵的，所以粉塵層積累越厚，除塵效率越高，甚致可以接近零排放，但阻力較大。它對煤質(zhì)要求不敏感，對煤質(zhì)多變能適應(yīng)。所以，適當(dāng)調(diào)節(jié)而高效率的去除PM2.5和排放濃度低于20mg/m3是很容易的。是目前達標排放和捕集PM2.5較理想的除塵器。國內(nèi)200MW機組已有73～90個月以及300MW、600MW機組也有4年以上的運行業(yè)績，一般都可達到30000小時以上，也有少數(shù)運行不當(dāng)只有25000小時左右。

目前，袋式除塵器一般采用性價比較高的PPS做濾袋，它適應(yīng)小于160℃煙溫，氧量小于9%，NO2小于15mg/m3的煙氣參數(shù)長期運行。起仃時做好預(yù)噴涂，可防止油和水造成糊袋。另外，要高于酸露點20℃以上運行，設(shè)計時注意氣流分布和濾袋自平衡能力的要求，制造安裝注意質(zhì)量，特別是煙道、除塵器本體的漏風(fēng)率小于1%，運行中阻力維持1200Pa～1500Pa運行(當(dāng)然也可拫據(jù)需要調(diào)至在600～800Pa運行)，過分的追求低阻力運行，對壽命、除塵效率和超微細粉塵和汞去除都不利，根據(jù)需要設(shè)計采用0.9氣布比也可實現(xiàn)低阻力、壽命更長的要求。所以樸華科技一再提醒大家，要根據(jù)實際情況來確定袋式除塵器的配置和安裝，不能盲目依據(jù)除塵器型號判斷除塵器價格。

目前，國內(nèi)已生產(chǎn)PTFE面層十PPS和PTFE作基布復(fù)合的濾袋，價格較高但使用壽命較長。當(dāng)前濾袋有其他型式的復(fù)合材料以及增加強力及性能的水刺氈等品種較多，多層不同濾料復(fù)合濾布和每層纖網(wǎng)的纖度可以獨立調(diào)節(jié)復(fù)合濾布，當(dāng)然還有不同材質(zhì)的濾布，設(shè)計時可根據(jù)各電廠參數(shù)選擇，可有較寬選擇余地。

由于嚴格控制PM2.5，澳大利亞已全采用袋式除塵器。美國在2009年EIA數(shù)據(jù)上顯示：石油發(fā)電占37%，燃煤發(fā)電占21%，天燃氣發(fā)電占25%，可再生能源占8%。21%煤電中，45%使用布袋式除塵器，其他使用電除塵器和電袋除塵器。并要求新建電廠及老電廠改造都要采用袋式除塵器。

三、電除塵器和袋式除塵器除塵效果比較分析

1、表1是8臺電除塵器改袋式除塵器、阻力在1000Pa以下的測試結(jié)果，效率都在99.91%～99.97之間，出口排放濃度都在24mg/m3以下。(測試時依據(jù)的舊環(huán)保標準)新環(huán)保標準下將除塵器阻力設(shè)置1000Pa以上時效果會更好。PM10捕集率大于95.45%，PM2.5都在99.31%以上。

2、4臺電除塵器與1臺袋式除塵器檢測結(jié)果

測試結(jié)果說明： 1、電除塵器和袋式除塵器對總塵的去除率均較高，分別達到99.0%～99.76%和99.94%。電除塵器對PM1和PM2.5的去除率僅為90.83%～98.59%，相比之下，布袋除塵器的去除率較高，分別可達99.54%和99.72%。2、電除塵器和布袋除塵器的穿透率均出現(xiàn)在0.1～1μm范圍內(nèi)，電除塵器中穿透率為1.42%～14.2%，高達到31%，布袋除塵器中穿透率為0.46%，低于電除塵器。

3、6臺電除塵器加脫硫控制前后對微細粉塵去除率

各電廠加脫硫控制前后煙塵PM10和PM2.5分布及其參考文獻實測6臺電除塵器+脫硫除去除PM10及以下微細粉塵的結(jié)果，對PM10去除率為98.88%～99.62%，平均為99.29%，對PM2.5去除率為95.68%～98.47%，平均為97.41%。

4、電除塵器與袋式除塵器測試結(jié)果對比

從數(shù)據(jù)顯示，袋式除塵器總塵去除率高達99.94%以上，對PM2.5一般脫除率也都高于99.30%以上。比電除塵器除塵效率99.89%和PM2.5去除率99.16%都要高。

5、除塵器脫除汞的效果

5.1、各類除塵器脫汞的情況見表4、5：

注：表4 由國內(nèi)遠達、重大專家所測數(shù)據(jù)，表5 源自美國電力研究協(xié)會2000年數(shù)據(jù)。

上表數(shù)據(jù)說明：

電除塵器對汞的脫除主要利用飛灰的吸附性，脫汞效率一般僅4%～27%。

袋式除塵器脫汞效率可以達到58%～80%。由于脫汞效率與除塵效率及粉塵粒徑有關(guān)，而袋式除塵器幾乎可以捕集0.1μm以上的塵粒，對5μm以上的捕集效率可達99%以上，同時袋式除塵器還增加氣固接觸時間。所以，袋式除塵器脫汞效率較高，同時也說明總除塵效率和去除微細粉塵效率也較高。

5.2、 湛江、外高橋1廠煙氣脫汞的測試結(jié)果

1)、在準大發(fā)電廠2號爐，經(jīng)過布袋除塵器后，氣態(tài)汞的去除率較小，為13.21%，顆粒態(tài)汞去除率非常大，為97.55%，絕大多部分的灰以及灰上附著的顆粒汞被截留下來。

2)、湛江、外高橋1 電廠測試結(jié)果，電除塵器總脫汞率約42%～60.46%，袋式除塵器則約為56.39%～72.55%?？偣摮试诿摿蚯按匠龎m器比電除塵器高12.88%，加脫硫后也高11.6%。

6、電除塵器及袋式除塵器除塵率、脫除P2.5及脫汞的分析結(jié)果

6.1、袋式除塵器總塵去除率高達99.94%以上，對PM2.5一般脫除率也都高于99.30%以上。比電除塵器除塵效率99.89%和PM2.5去除率99.16%都要高。電除塵器總脫汞率約42%～60.46%袋式除塵器則約為56.39%～72.55%，對脫汞率袋式除塵器也比電除塵器高。

6.2、 4電場電除塵器與袋式除塵器投資和運行維護費用大體相當(dāng)。為使排放濃度、PM2.5以及汞達標排放，要根據(jù)煤種及變化情況進行選擇，已超標排放的電除塵器，可考慮改用袋式除塵除塵器。

6.3、換下來大量破損老化的濾袋怎樣處理?目前國內(nèi)有專門的廠家可以回收處理，不再產(chǎn)生二次污染了。

四、電除塵器改造的近況

1、回轉(zhuǎn)極板電除塵器

電除塵由于粉塵荷電量不足或在過程中互相中和、煙氣流沖刷、振打清灰二次揚塵等原因，所以，除了高、低比電阻等粉塵特性影響捕集效率外，又以減少二次揚塵是注重點。我國引進這種技術(shù)應(yīng)用和開發(fā)，目前已有三臺300MW機組在應(yīng)用，開始時效果尚可。

回轉(zhuǎn)極板一般設(shè)在電除塵器的電場，極板平行煙氣流動方向由鏈條、鏈輪、減速電機帶動周而復(fù)始運轉(zhuǎn)。粉塵靠設(shè)置在灰斗內(nèi)的旋轉(zhuǎn)鋼絲刷清除，避免二次揚塵和反電暈現(xiàn)象。有較好的收塵作用。由于轉(zhuǎn)速很低、傳動部件均設(shè)置在殼體之外，不受高溫、粉塵影響，實現(xiàn)安全穩(wěn)定運行，當(dāng)出現(xiàn)故障易發(fā)現(xiàn)和檢修。

另據(jù)曾與日本專家交流得知：移動電極電除塵入口煙塵濃度要低于100mg/m3以下，煤的灰分要小于20%，一般在10%左右的好煤，才能保證排放濃度小于50mg/m3以下。在日本國內(nèi)有49臺使用業(yè)績，電站煤粉爐只有26臺，300MW以上的機組也只有8臺。據(jù)法國專家介紹歐美各國沒有使用的案例。

這種除塵器仍存在電除塵器的缺點，當(dāng)氧化鋁及氧化硅較高仍會粘前級電極，會影響移動電極收塵效果。已投運3臺其排放濃度為41mg/m3左右，脫硫后為20mg/m3，半年后，其中2臺再測試排放濃度超標，另一臺420t/h鍋爐投入后不久也同樣排放濃度達到60mg/m3～80mg/m3，運行不到二年就有問題，其可靠性和穩(wěn)定性尚需進一步考驗和改進(可能與煤種變化、部件變形、陰極振打等有關(guān))。

2、在煙道中加裝雙極荷電擾流聚合的技術(shù)

電除塵器對較大的飛灰顆粒(d >2.5μm)的除塵效率理論上很高，但對于0.1～1μm飛灰顆粒的除塵效率只有65%～85%。因此以顆粒數(shù)量計仍有占飛灰總數(shù)95%以上的超細顆粒物(PM2.5)進入大氣中，雖然所占的質(zhì)量分數(shù)較少，但具有更大的危害性。如果將這些小顆粒聚并成大顆粒，電除塵器就可以很容易將其除去。

帶異性電荷的粒子比帶同性電荷的粒子的凝并效果好，因此，雙極荷電明顯優(yōu)于單極荷電。采用正極、接地極、負極交替布置，構(gòu)成雙極性荷電區(qū)，使異性電荷的塵粒得到凝并效果，這就是雙極荷電凝并器，

盡管粉塵經(jīng)過雙極荷電，有部分粉塵已經(jīng)凝聚成大粒徑顆粒，再通過改變氣流的流向以使更多帶相反極性電荷的粒子混合，從而促進粒子的凝聚。而當(dāng)流體處于湍流形態(tài)時，創(chuàng)造渦旋就會促進顆粒凝并。渦旋數(shù)量越多、旋轉(zhuǎn)強度越大越能促進粒子的接觸，提高粒子的凝并概率，從而大幅度提高聚并效率，亞微細粉塵排放減少80%以上。

缺點：要有較長煙道直管段。存在磨損以及灰沉積等問題，此技術(shù)仍保留有電除塵器的部分缺點，長期運行效率可能會下降，目前在國內(nèi)仍需在更多大機組長期工業(yè)試驗中考驗。

3、濕式電除塵器

用濕式電除塵器去除小的難以捕獲的微米以下顆粒、霧和金屬等組成的污染源的一種方法。因此，對于要求去除酸性物質(zhì)、SO3、霧狀或者粘性顆粒以及PM2.5達到新標準，煙氣的溫度低于露點等，干式靜電除塵器顯然不是符合實際的裝置。因為濕式電除塵器連續(xù)的沖洗收塵表面，被捕捉的塵粒不會再次飛揚。此外，用于燃燒低硫煤將產(chǎn)生高電阻率的煙塵時也不會出現(xiàn)惡化。試驗結(jié)果二氧化硫和其它微細顆粒物的脫除效率達70%，除塵器出口排放濃度可以小于30mg/m3。

穿過濕式電除塵器的煙氣分布是一個關(guān)鍵的技術(shù)。而且，材料必須能夠耐煙氣中的酸霧的腐蝕。也可以在前面安裝一些洗滌器來消除酸性腐蝕性氣體。同時，噴入濕式電除塵器再循環(huán)利用的水應(yīng)該處理其酸性。

濕式電除塵器可以除去0.01微米這樣小的顆粒、液滴以及霧，并且工作效率可以達到99.9%以上，國外較早一臺835MW機組脫硫塔后裝有兩級濕式電除塵器，PM2.5收集效率達到95%，煙氣中SO3酸霧去除90%，并可收集較多的汞元素。

益陽電廠一臺300MW機組，為去除石膏雨和酸性水改善煙囪防腐條件。在4電場電除塵及脫硫塔后加有2電場濕式電除塵，收塵用導(dǎo)電布(有機物)的柔性電極。濕式電除塵入口煙塵濃度約350mg/m3，經(jīng)檢測出口排放濃度7～19mg/m3，PM2.5沒有測出，只檢出粒徑0.1～1.1μm的微細粉塵。并脫除酸性水2～3t/h，同時去除HF、HCl、SO3約60% (數(shù)據(jù)以鑒定會公布為準)。下一臺準備在河南滎陽600MW機組進行改造。

缺點：要考慮扱板水流均勻避免粉塵堆積結(jié)垢、噴嘴磨損、堵塞、設(shè)備腐蝕等。另外，投入成本較高，以及污水處理困難，對于高粉塵濃度或高NOx濃度的煙氣條件不宜采用。

4、前置低溫換熱器的電除塵器(低溫電除塵器)

低溫電除塵器在電除塵器前設(shè)置降低煙溫的熱交換器，使煙溫從130℃降到90℃，可大幅度降低比電阻，同時煙氣量相對也減少，提高除塵器效率。新機組設(shè)計時可減少體積和鋼材。另外，還可提高鍋爐熱效率。日本在90年代己開發(fā)應(yīng)用(低低溫電除塵)，據(jù)報道一般可以小于30mg/m3排放濃度。能否更好收集PM2.5和汞，未收集到有工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)。

缺點：投資高，熱交換器及前級設(shè)備可能產(chǎn)生積灰、堵塞和腐蝕。另據(jù)有資料介紹，在低煙溫下SO3會霧化而被粉塵吸附帶走，在酸露點以下運行時，不會結(jié)露腐蝕，這種解釋尚待考證。但比電阻降低，粉塵粘結(jié)力減少，會產(chǎn)生二次揚塵，要對振打、極板結(jié)構(gòu)要進行改進等措施。還要注意含高濃度粉塵原煙氣側(cè)使熱交換器積灰，要采用特殊清灰裝置，如鋼球噴射清灰 。

五、本文總結(jié)：電除塵器和袋式除塵器哪個好？

1、袋式除塵器在滿足環(huán)保要求上，總體來看有較大優(yōu)勢，特別是控制PM2.5微細粉塵及重金屬的重要手段，符合新的環(huán)保要求，是當(dāng)前火電廠PM2.5及汞控制技術(shù)的。電除塵器在某些煤種下可以使用，但可能要使用5電場以上，會受場地和經(jīng)濟上的制約；

2、回轉(zhuǎn)極板式電除塵器在電除塵器改造中雖有一定優(yōu)勢，但當(dāng)前仍要經(jīng)過進一步改進，減少排放濃度和提高PM2.5控制，對各種煤種有更寬的適應(yīng)性還待解決；

3、對凝聚、濕式電除塵等技術(shù)，仍有不足之處，當(dāng)前期情況下選用需慎重；

4、對各種除塵器應(yīng)用選擇時，要有前瞻性，除考慮粉塵排放濃度外，也同時考慮PM2.5和汞的脫除效果，袋式除塵器具有多污染物協(xié)同控制綜合優(yōu)勢。

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