壹.導言
對於燃煤煙氣排放的細顆粒物，三部委要求中、東、西部地區新建燃煤電廠和東部地區在役燃煤電廠排放濃度標準基本達到或接近燃氣輪機排放限值，鼓勵安裝濕式靜電除塵器等成熟適用的環保改造技術(WESP)。在美國、日本、德國等世界發達國家，從1991到1992，都有濕式靜電技術用於脫硫尾氣處理的工業應用案例。在國內，從2014下半年開始，國內建設了壹批濕式靜電除塵改造工程，釋放的煙氣排放濃度越來越低，從10mg/Nm3到5mg/Nm3，到3mg/Nm3，甚至到1mg/Nm3。結合高效脫硫脫硝技術”。WESP作為高效除塵的精密精細處理設備，在處理復雜濕煙氣中的PM2.5成分方面具有明顯優勢，得到了業內人士的廣泛認可。本文僅對WESP在中國的應用現狀進行探討和分析。
二、WESP技術分類
WESP不僅在處理復雜濕煙氣中的PM2.5組分方面具有明顯優勢，而且對高比電阻粉塵、酸霧、汞、重金屬、二噁英等氣溶膠粒子具有優異的協同去除效果。嚴格來說，“深度凈化聯合去除”是該技術應用於燃煤煙氣汙染物終端去除的準確表述，而非僅實現除塵功能的常規理解。隨著濕式靜電除塵設備的大規模應用，業主在選擇濕式靜電除塵設備時，通常根據陽極材料的不同進行分類，即:
1，柔性陽極濕式除塵設備
該技術采用柔性有機纖維作為陽極，利用纖維結構的毛細現象，使其在運行過程中自然形成“全表面”均勻水膜，從而不會出現剛性板常見的“溝流”和“分支”現象，降低陽極結垢的可能性。柔性有機纖維材料具有優異的耐腐蝕性能，運行時無需使用堿性溶液進行保護性清洗，不產生二次廢水。柔性陽極可在極板上自然形成並維持均勻的水膜，起到“自洗”水力沖灰效果，無需大量沖洗水。該技術由山東神華山大能源環境有限公司針對燃煤濕煙氣的特點自主研發，具有完全自主知識產權。是國內電力行業最早大規模應用(300MW機組以上)的濕式除塵設備技術，可根據需要垂直或水平布置，運行費用是國內外同類技術的40%~50%。
2、剛性板濕式除塵設備
(1)不銹鋼陽極濕式除塵設備:該技術采用316L不銹鋼作為陽極材料，技術來源為日本三菱和日立。國內壹些環保企業也通過消化吸收上述技術，引進了自己的不銹鋼陽極WESP技術，技術水平排列。由於316L不銹鋼在脫硫後高腐蝕環境的煙氣中長期運行存在顯著的腐蝕結垢風險，因此所有帶金屬板的濕式電除塵器均設計有堿溶液(NaOH溶液)保護系統，在壹定程度上延長了陽極板的使用壽命，但產生大量堿性廢水，需要單獨處理，也給電廠的廢水處理系統帶來壹定壓力。
(2)玻璃鋼陽極的WESP
該技術采用導電玻璃鋼作為陽極，耐腐蝕性好，運行時不需要堿性溶液保護沖洗。玻璃鋼陽極濕式靜電已廣泛應用於國內化工行業(除酸霧)。與燃煤煙氣不同的是，化工行業使用的濕式靜電除塵器的煙氣處理流量壹般在1m/s左右(燃煤煙氣處理壹般為2~3m/s)，尾氣成分比較簡單，基本為SO3酸霧、H2S等。(燃煤煙氣中含有粉塵、鹽類等多組分雜質)，所以在燃煤煙氣處理中采用該技術。
三、WESP技術及設備選型分析
合理的清洗方法和陽極表面的連續清洗是濕式除塵設備長期穩定運行的關鍵。
因此，應選擇不同的工藝流程，並考慮陽極清灰的方法和效果以及清灰方法所衍生的問題。WESP設備可以根據水膜形成的類型進行分類，主要包括:自清潔型(依靠靜電收集液體形成均勻的水膜，完成電極清洗，以濕煙氣環境為前提，代表柔性陽極技術)；噴射侵蝕型(霧化噴嘴產生氣水混合物，在電極表面形成均勻的水膜，代表性技術剛性陽極)。
陽極材料的異同，形成水膜的機理不同。對於柔性陽極，陽極材料為耐酸堿腐蝕性能優異的有機纖維，在材料的結構特性中引入毛細作用，有利於在超低耗水量下(甚至接近脫硫攜帶的液滴量)在表面形成均勻的水膜，正常運行時耗水量基本為零；剛性陽極需要重點改善表面加工偏差，降低表面張力，水膜形成的過程要有利於液膜的鋪展，否則會在電極表面形成“溝流”和“分支”現象，造成電極結垢的嚴重風險，或者陽極需要經常用外水源沖洗，使運行用水量、電耗和運行成本過高，嚴重影響脫硫系統的水平衡。因此，需要盡可能減少洗滌用水量，以降低設備出口液滴濃度超標的風險，減少煙羽尾部的視覺汙染。
濕式除塵器作為近年來在國內推廣應用的大型精細粉塵處理設備，其長期安全性、可靠性和經濟性對各電廠的排放控制精度和噸灰除塵成本影響很大。
WESP技術在燃煤電廠煙氣深度凈化中的大規模應用始於2012。國電益陽電廠300MW機組采用柔性陽極WESP技術，成功降低了煙塵排放濃度(設計煙塵排放濃度小於20mg/Nm3)，從根本上解決了廠內嚴重的“石膏雨”問題。
隨後，該技術在九江、滎陽、全敏等國內多家單位推廣應用。上述項目陸續投產後，國內眾多環保企業開始涉足WESP技術的引進或研發，並將其作為企業的主要環保產品進行推廣。從2013到2015短短兩年時間，國內已有數十家電力、冶金企業建成並投產了濕式靜電除塵器。無論選擇哪種工藝流程，運行設備暴露出的問題或長期運行的安全性、可靠性、經濟性都需要在選擇和考察中特別關註。
超低排放指標的實現，要求設備具備實現細顆粒物高效捕集的技術參數。
1，明確關鍵設計參數尤為重要。對於電除塵器技術而言，比集塵面積、工作電壓、二次電流、煙氣流速、電極長度等關鍵值是客觀評價電除塵器性能的科學參數。根據研究機構的數據和大量工程應用證明，WESP要達到80%以上的運行效率，其比集塵面積和電流密度應分別為22 m2/m3/s(按設備主體結構估算，相同設備體積下，不銹鋼陽極的比集塵面積約為玻璃鋼陽極和柔性陽極的60%)和0.35mA/m以上 而且關鍵的壹點是煙氣流速要在2.5m/s以下，否則由於細顆粒的慣性力和捕集的液滴被煙氣本身攜帶，實際運行效果肯定會大打折扣，這就需要應用單位在招標采購階段嚴格定義這樣的關鍵參數。 隨著WESP市場的不斷升溫，除了缺乏明確的國家和行業標準、統壹的準入門檻外，環保生產企業在環保項目投標中基本處於無序競爭狀態，超低技術參數配置但宣傳達到3mg/Nm3、1mg/Nm3的結果，類似於違反技術原則。或者環保廠商為了達到招標文件的極限指標，在保證技術安全可靠運行的前提下，盲目削減技術參數。
2.控制氣流分布(流場模擬)是基本條件。WESP技術要求煙塵排放指標達到5mg/Nm3以下，其捕集目標為1微米以下的超細顆粒物。即使局部氣流分布不均勻或受到幹擾，捕獲的顆粒也可能逃逸並導致排放增加。因此，在WESP設計前，應嚴格進行流場數值模擬，將煙氣均勻分布系數控制在0.13以下。
3.選擇合理的設備防腐技術。WESP裝置的運行環境非常惡劣，對設備本身的耐腐蝕性提出了很高的要求，需要綜合考慮成本和可靠性的要求。
目前常見的設計原則是:殼體和結構支撐件防腐采用碳鋼和鱗片，嚴格控制施工質量(目前經常出現鱗片防腐的質量問題)；陰極和陽極組件以及導流裝置由耐腐蝕材料制成，例如有機纖維、玻璃纖維增強塑料、PP、雙相鋼和鈦。4.確保設備制造和安裝的準確性。WESP的內部組件都是以模塊化的方式設計的。陰極和陽極數量龐大，電極間距的均勻性和準確性直接影響其除塵性能。
在陰陽極組件加工階段，要明確誤差標準並嚴格檢驗，在運輸、吊裝、安裝過程中妥善保護，直至準確定位。加工安裝質量偏差是WESP裝置不能正常投運的常見原因之壹。
四。結束語
我國目前采用的煙塵濃度測試標準1991，按照該標準采用的測試分析方法和現有測試儀器，不能完全滿足煙塵超凈排放的技術要求，極小的操作偏差或現場幹擾都可能導致測試結果出現顛覆性差異。近日，環保部組織相關部門和專家制定了新的超凈排放指標測試規範。相信很快會出臺壹個指導性文件，為判斷超凈排放煙塵提供更準確的第三方檢測結果，監督和促進市場的良性發展。
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