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，在較高的過濾風速時，會使微細粉塵滲漏出去，過濾風速提高會使這種滲漏加重。所以，過濾風速選取很重要，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，在當前環(huán)保要求提高的情況，袋式除塵器理當成為除塵設(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。所以，適當調(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、除塵器本體的漏風率小于1%，運行中阻力維持1200Pa～1500Pa運行(當然也可拫據(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作基布復合的濾袋，價格較高但使用壽命較長。當前濾袋有其他型式的復合材料以及增加強力及性能的水刺氈等品種較多，多層不同濾料復合濾布和每層纖網(wǎng)的纖度可以獨立調(diào)節(jié)復合濾布，當然還有不同材質(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%。總汞脫除率在脫硫前袋式除塵器比電除塵器高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。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)應用和開發(fā)，目前已有三臺300MW機組在應用，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，當前期情況下選用需慎重；

4、對各種除塵器應用選擇時，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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