湿式静电技术简介201300601

柔性电极烟气深度净化技术

——汇报材料国电科学技术研究院南京国电山大能源环境有限公司目录新标准及烟尘控制策略分析1除尘技术国内外研究现状2工程实施情况342一、新标准及烟尘控制策略分析

2000：5.9亿吨2005：11.66亿吨2010：18亿吨(煤电6.55亿千瓦)2015：25亿吨(煤电9.33亿千瓦25.6)2020：30亿吨(煤电11.6亿千瓦31.9)中国电煤消耗趋势2020年能源消费总量50亿吨标煤，发电装机18.85亿千瓦，煤电11.6亿千瓦煤炭消费预测2020年50亿吨2010年世界煤炭消费量排行单位：百万油当量排名国家200520062007200820092010比2009年增长占世界比重万平方公里消费量1中国1218.71343.91438.41479.31556.81713.510.1%48.2%1.792美国574.2565.7573.3564.1496.2524.65.7%14.8%0.563印度184.4195.4210.3230.4250.6277.610.8%7.8%0.844日本121.3119.1125.3128.7108.8123.713.7%3.5%3.275俄罗斯94.296.793.5100.491.993.82.1%2.6%0.056南非82.984.085.184.787.788.71.1%2.5%0.737德国82.183.585.780.171.776.56.7%2.2%2.148韩国54.854.859.766.168.676.010.8%2.1%7.689波兰55.758.057.956.051.954.03.9%1.5%1.6710澳大利亚53.655.654.251.851.743.4-16.1%1.2%0.06合计4526.94662.74790.44849.64844.95081.84.9%86.4%2010年世界煤炭消费量排行单位：百万油当量中国发达地区2010年煤炭消费情况省份耗原煤(百万吨)百万油当量国土面积(万km2)万平方公里百万油当量江苏231121.510.2611.84浙江139.573.3810.187.21上海58.7630.910.63448.75广东159.8484.0817.964.68北京26.3513.861.688.25山东373.28196.315.712.51河南260.5137.0216.78.20河北274.65144.4718.77.73天津48.0725.281.1322.38煤燃烧是主要污染源中国部分省市PM2.5年均浓度时间走势图（2001-2010）PM2.5排放问题已引发高度关注北京南京杭州我国部分城市PM2.5来源我国PM2.5污染严重Reference:A.VanDonkelaar,etal..EnvironHealthPerspectives.

June2010;

118(6):847–855.东亚地区PM2.5浓度（轮廓表示人口密度）PM2.5浓度每增加103μg/m3时，居民全部死因的超额死亡风险会增加2.29%，滞后时间在1-2天。心脑血管疾病增加的超额死亡风险更高，为3.08%。Weihuang,etal..AmericanJournal

ofEpidemiology.June2012,175(12)

.WHO年均标准三个区域占全国面积不足6%，2007年却消耗了全国40%的煤炭、生产了50%以上的钢铁、拥有30%的汽车保有量三区域每km2煤耗量是全国平均水平的50多倍、产钢量是10倍。如此世界上罕见的煤炭高度集中消耗区域，造成了大量污染源集中排放，并通过大气转化和在城市间输送而形成了典型的大气复合型污染，呈现了PM2.5细颗粒浓度平均为美国的4倍、臭氧超标现象严重、酸沉降居高不下和阴霾天数年均100天以上。京津冀、长三角、珠三角现状环保政策相继推出2011年9月，火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)发布。2011年11月，环境空气PM10和PM2.5的测定重量法（HJ618-2011）开始实施。2011年12月，国务院以国发[2011]42号印发《国家环境保护“十二五”规划》。平均时间一级二级年平均153524小时平均3575单位：μg/m32012年3月，环境空气质量标准（GB3095-2012）发布，首次增加PM2.5监测指标。当前排放现状调查课题组前期调研26台火电机组容量组成26台火电机组粉尘排放数据《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），将颗粒物的排放标准由50mg/Nm3提高到30mg/Nm3

。

当前排放形式非常严峻；前期调研机组排放在50~70mg/Nm3的仅为4台，达标率较低；新的控制技术研发与推广应用形式迫切。完全涵盖GB13223-2003标准的适用范围与《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2001相衔接适用于使用：

（1）各种容量的煤粉发电锅炉（2）单台出力65t/h以上的循环流化床等燃煤发电锅炉（3）单台出力65t/h以上的燃油及燃气发电锅炉（4）各种容量的燃气轮机组（5）单台出力65t/h以上采用甘蔗渣、锯末、树皮等生物质燃料，以及以油页岩、石油焦为燃料的发电锅炉（6）煤气化整体联合循环（IntegratedGasificationCombinedCycle，简写“IGCC”）发电的燃气轮机组GB13223-2011适用范围不适用于：（1）各种容量的层燃炉、抛煤机炉发电锅炉

执行《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2001

（2）内燃发电机组（3）各种容量的以生活垃圾、危险废物为燃料的发电厂

执行《生活垃圾焚烧污染物控制标准》GB18485-2001和《危险废物焚烧污染物控制标准》GB18484-2001。适用范围新标准控制的大气污染物除GB13223-2003中的3种污染物外，还新设置了汞及其化合物：

（1）NOx，（2）SO2

，（3）烟尘，（4）汞及其化合物。控制指标共有5项，分别为：

（1）NOx浓度，（2）SO2浓度，（3）烟尘浓度，

（4）汞及其化合物浓度，（5）烟气黑度。取消了全厂二氧化硫最高允许排放速率的规定。污染物项目及标准指标的选择

新标准区分现有和新建火力发电锅炉及燃气轮机组，分别规定排放控制要求。时间段划分比较GB13223-1996第Ⅰ时段第Ⅱ时段第Ⅲ时段1992.8.1前

建成的机组1992.8.1—1996.12.31

建成的机组1997.1.1起

建成的机组GB13223-2003第1时段第2时段第3时段2012年1月1日1996.12.31日前

建成的机组1997.1.1—2003.12.31建成的机组2004.1.1起

建成的机组新标准现有机组新建

机组时间段的衔接NOX污染物项目适用条件限值烟尘全部30二氧化硫新建锅炉100

200(1)现有锅炉200

400(1)氮氧化物

（以NO2计）全部100

200(2)汞及其化合物全部0.03燃煤发电锅炉大气污染物排放限值位于广西壮族自治区、重庆市、四川省和贵州省的火力发电锅炉执行该限值。利用W型火焰炉膛的火力发电锅炉，现有循环流化床火力发电锅炉，以及2003年12月31日前建成投产或通过建设项目环境影响报告书审批的火力发电锅炉执行该限值。燃煤电厂大气污染物特别排放限值污染物项目适用条件限值烟尘全部20二氧化硫全部50氮氧化物（以NO2计）全部100汞及其化合物全部0.03除汞外标准值与北京市现有燃煤锅炉排放标准相同（单位：mg/m3）新、老标准燃煤锅炉执行的排放限值比较

污染物项目老标准新标准适用条件限值适用条件限值烟尘第2时段和第3时段锅炉50

100①

200②全部30SO2第2时段和第3时段锅炉400

800②

1200①新建锅炉100

200③现有锅炉200

400③NOx

（以NO2计）Vdaf＜10%1100全部100

200④10%≤Vdaf≤20%650Vdaf＞20%450汞及其化合物－全部0.03注：①GB13223—2003实施前，环境影响报告书已批复的脱硫机组，以及位于西部非两控区的燃用特低硫煤（入炉燃煤收到基硫分小于0.5%）的坑口电厂锅炉执行该限值；②以煤矸石等为主要燃料的资源综合利用火力发电锅炉执行该限值；③位于广西壮族自治区、重庆市、四川省和贵州省的火力发电锅炉执行该限值；④采用“W”型火焰炉膛的火力发电锅炉、现有循环流化床火力发电锅炉，以及2003年12月31日前建成投产或通过建设项目环境影响报告书审批的火力发电锅炉执行该限值。新老标准比较取消全厂二氧化硫排放速率设立特别排放限值增设燃气锅炉排放浓度限值基准氧含量排放浓度折算方法环保部门对评价范围内的环保目标需进行监测超细颗粒物效率较低振打清灰导致二次携带反电晕跳跃现象静电除尘器运行现状问题现状症结1：超细颗粒物荷电特性症结2：荷电颗粒电荷释放症结3：荷电颗粒清灰除尘技术现状

存在的问题与发展趋势燃煤排放的PM2.5细颗粒物不同的污染物处理工艺带来二次污染情况一次源二次源二次源基于湿法烟气脱硫技术的湿式静电联合脱除技术燃煤电厂排放的可吸入颗粒物分为：可过滤颗粒（一次PM）；机械性颗粒；颗粒较大，1-2.5μm；可凝结颗粒（二次PM）；气体、蒸汽状态；在环境中生成二次PM可过滤颗粒与可凝结颗粒的比例约为1:3可吸入颗粒物控制策略分析二、国内外研究现状阳极板的研究现状阳极板结构形式阳极板材料类型先进除尘技术旋刷除尘，防止反电晕，尤其解决高比电阻粉尘的收集，减少二次扬尘适应于各种煤种静电凝聚使滤袋表面粉层利于清灰，降低压差高频电源二次电压纹波小、输出效率达0.95、安装简便等

ESP存在问题与发展趋势湿式除尘技术的发展湿式静电除尘技术优点：高效去除微细颗粒物、低压损、避免二次携带等；目前是有效解决湿法脱硫烟气细微颗粒物排放的技术手段。湿式静电除尘存在问题：水膜喷雾布置方式，水量消耗大；材料表面张力导致水膜形成不均；易出现“干斑点”和“火花放电”；材料耐蚀要求高，设备投资大。湿式静电除雾技术现状分析：硫酸、钛白粉除去SO3和冶金焦化行业回收焦煤等；已经形成了有色冶金、化工制酸、焦化和其它煤气净化工艺中除雾器的技术标准文件;无冲洗水，脱除酸雾和吸收液，液相处理；改性PP材料，导电玻璃钢，以管式和蜂窝式为主；处理流速较低，一般在1m/s；处理气量50000m3/h。(a1)(b1)(b2)(a2)(a)(b)课题研究与工程实施情况机理→小试→中试→100MW小型工业装置100MW深度净化装置烟气参数情况名称SO2HClHF粉尘温度浆液滴单位ppmppmppmmg/m3℃mg/m3进口167.4511.3540.97297143\出口18.581.261.471.1244~4520课题研究与工程实施情况300MW柔性电极烟气深度净化装置湖南某机组除尘改造原方案湖南某机组最终除尘改造方案300MW机组深度净化装置施工现场300MW机组深度净化装置调试图片本设计将柔性电极烟气深度净化装置作为一个独立装置布置于吸收塔出口竖直净烟道处，与吸收塔相互独立。

平面布置益电烟囱烟羽排放对比（左：2013年3月8日9:00；中：2013年3月8日14:00；右：2013年3月18日18:30）研究内容及进展安全可靠性研究5.中试与工业化应用研究

1要解决什么问题？2采用什么试验方法？3试验系统与结论4柔性电极材料运行可靠性分析电极与放电极表面始末清洁状态对比(a)试验前；(b)运行7个月后；(c)运行三个月后；（d）常见故障(a)(b)(c)(d)经济性分析项目投资（万元）运行费用(万元)维护费用(万元)安全可靠性设置GGH1000130150堵塞传热元件柔性电极20003010~20可靠性高项目柔性极板WESP刚性极板WESP一次性投资（万元）24004200引风机用电增加（万元）5050自身运行年用电成本（万元）33150碱耗无180kg/h消耗品（NaOH）（万元）无100年维护费用（万元）15100年运行费用合计（万元）98400不同技术方案对比序号

工程或费用名称

电袋复合（2电+3袋）

电改袋（4袋）移动电极（3电+1移）

每增加1个普通电场尾部加装柔性电极装置1合计（工程静态投资）（万元）～2300～2650～2200～1300～2400项目电袋复合电改袋移动电极增加1个普通电场尾部加装柔性电极装置阻力导致引风机的功率消耗（kW）1410940290220200空压机功率消耗（kW）18060000冷冻干燥机功率消耗（kW）208000电除尘器运行功率变化（kW）-200-400+200+100+130功率消耗合计（kW）1410608490320330运行电耗（万元）3551531238183维护检修（含滤袋、袋笼更换）年费用（万元）3003501001515年运行费用合计（万元）6555032239698项目柔性电极方案移动电极方案电改袋方案除尘器出口烟尘浓度≤100～150mg/Nm3（满足脱