燃煤锅炉超低排放技术突破治理瓶颈

　　当前，以雾霾为主要特征的大气污染已经到了非常严峻和十分紧迫的程度，而燃煤污染尤其是脱硝及湿法脱硫后的烟羽中大量的超细微尘、气溶胶、未脱除干净的SO2、SO3、NOx及逃逸的NH3等是形成雾霾的重要因素之一。国家《大气污染防治行动计划》要求，在十三五期间，必须完成超低排放（即在6%氧量下，SO2≤35mg/Nm3；NOx≤50mg/Nm3；尘≤5mg/Nm3）改造，而其中尘≤5mg/Nm3又是最难突破的。目前的一些技术都存在相当的局限性。从我国能源传统结构来看，煤炭作为主要的一次能源的格局还会长期存在。所以，实现燃煤锅炉超低排放便成为大气治理的关键。

　　经过脱硫的湿烟气进入阴阳极之间的高压电场，电场空间中存在大量的（每立方厘米上亿个）被电离形成的负离子，烟气中的雾滴、各类小颗粒、某些电负性气体分子（如SO2、SO3、NH3等）被迅速荷电而带上负电荷，在引风力与电场力的同向作用下向金属阳极移动，到达金属网后，在静电引力与物理拦截的双重作用下与丝网碰撞并被库仑力捕获。这样液滴和颗粒在丝网表面不断聚积，形成水膜，进而汇成大液滴落至下方浆液中，洁净的烟气则排入原烟道。丝网上方配有喷淋系统，可定期或据压差对阳极上的灰尘进行喷淋清洗。

　　燃煤锅炉超低排放主要由阴极线、阳极板网、冲洗喷嘴、构成塔内部分，塔外配备相应的供电控制系统、绝缘子、冲洗水系统、热风系统以及阀门管道、平台扶梯等。经过脱硫的湿烟气进入阴阳极之间的高压电场，电场空间中存在大量的（每立方厘米上亿个）被电离形成的负离子，烟气中的雾滴、各类小颗粒、某些电负性气体分子（如SO2、SO3、NH3等）被迅速荷电而带上负电荷，在引风力与电场力的同向作用下向金属阳极移动，到达金属网后，在静电引力与物理拦截的双重作用下与丝网碰撞并被库仑力捕获。这样液滴和颗粒在丝网表面不断聚积，形成水膜，进而汇成大液滴落至下方浆液中，洁净的烟气则排入原烟道。丝网上方配有喷淋系统，可定期或据压差对阳极上的灰尘进行喷淋清洗。

　　拦截式电除雾器与常规的贯通式电除雾器如管束式除雾器，虽然都是利用高压直流电场使雾滴或尘粒荷电，进而在电场力作用下进行捕及的工作原理，但因其结构有重大不同，从而导致效率等多方面有重大不同。贯通式除雾器中，烟气流经通道时，带电微粒必须侧向移动才能到达阳极，做布朗运动的微粒需要克服气流的黏滞阻力，需要较大的驱进速度和较长的时间。而拦截式电除雾器中，所有烟气及带电微粒自下而上必须经过致密的阳极板网，特殊设计的阳极板网对烟气起到了拦截过滤和静电引力的双重捕获作用

　　拦截式除雾器中粉尘所受的电场力方向与风力方向一致，几乎所有粉尘都会多次接触到网丝从而在库仑力作用下（这时其距离为零或很小，库仑力很大）被捕获。而传统的贯通式电除雾器中粉尘所受电场力方向与风力方向垂直，粉尘必须克服烟气较大的粘滞阻力且需要一定时间或概率才会侧向驱进到阳极上，一些极微小的颗粒还未到达阳极就在风速作用下逃逸出电场了，所以其脱除效率较低，而为了提高效率必须降低风速，必须增大体积，从而增加了造价。

　　阳极采用特殊的编织丝网结构，其通透的设计大大降低了运行阻力。和普通的平面阳极板对比，具有最大的集尘面积。较大厚度的多层丝网透气但不透光，其三维立体结构可以多次拦截碰撞到所有大小颗粒或雾滴，甚至SO3等分子结构。湿饱和烟气中的雾滴通常是浓度很稀的盐溶液，尘粒表面也有较大水分，比电阻较小，极易荷电，在电场作用下被阳极捕捉，这比没有电场的单纯丝网具有不可比拟的捕捉能力。这样就保证了其很高的脱除效率。而且能耗水平低根据各类脱硫工况，其电场功率仅为几千瓦至几十千瓦，整体阻力小于300pa,其耗电量低于贯通式电场。该除雾器所有与烟气接触的构件包括框架全为316L不锈钢，具有很高的防腐性能；全套设备寿命可达20年。而其他型式中的导电玻璃钢管束在高压电场作用下会因拉弧放电而损坏。

　　烟气中的SO3以气溶胶形式存在，而在高压电场作用下SO3分子被荷电，就改变了其运动轨迹，被阳极丝网捕获而溶于水膜中，脱除效率高。贯通式除雾器对这类物质的脱除效率明显低于拦截式。对烟气中未脱除干净的SO2、NOx、NH3由于是电负性气体也有同样的脱除机理和效果，从而起到了深度净化作用，实现了几种污染成分的近一步脱除，且无需为将来的SO3治理再进行投资改造。改造后出口排放浓度≤5mg/Nm3,SO3去除率>80%,设计压力： -2 kPa~ 5 kPa

　　据了解，烟尘超低排放技术可以应用的领域有电站燃煤锅炉、焦化炉、炼钢炉湿法脱硫（氨法、石膏法、镁法、双碱法等）后烟气的深度净化处理。垃圾干化、玻璃行业、工业窑炉等尾气经洗涤后的深度处理。其他有组织排放点洗涤塔后的除雾及除尘。