浙江大学湿式静电烟气深度净化技术.ppt

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5 mg/Nm,3,SO,2,35 mg/Nm,3,NO,x,50 mg/Nm,3,单位,:mg/m,3,?,单位,:mg/m,3,超低排放限值,污染物项目,燃煤锅炉,烟尘,5,二氧化硫,35,氮氧化物（以,NO,2,计）,50,汞及其化合物,0.005,针对高用能密度，能否通过深度治理实现燃煤发电更清洁，为环境空气质量达标提供支撑,燃煤电站标准,国家发改委、环保部及国家能源局于,2014,年,9,月,12,日联合,印发,煤电节能减排升级与改造行动计划,(2014-2020,年,),：,全国新建燃煤发电机组平均供电煤耗低于,300,克标准煤,/,千瓦时，东部地区新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到,燃气轮机组排放限值,，中部地区原则上接近或达到燃气轮机组排放限值，并鼓励西部地区接近或达到燃气轮机组排放限值。,2015,年政府工作报告,打好节能减排和环境治理攻坚战。深入实施大气污染防治行动计划，实行区域联防联控，推动燃煤电厂超低排放改造，促进重点区域煤炭消费零增长。,国家,出台政策支持污染物超低排放,湿式静电除尘器发展,世界上第一台静电除尘器为湿式静电除尘器（,1907,）,主要用于控制硫酸酸雾,第一台干式电除尘器于,1922,年运行,目前世界各地有几千台湿式静电除尘器,囊括钢铁，石化，制药，食品加工，采矿，纺织等行业,用于处理燃煤烟气的湿式静电除尘装置大量发展,中国、日本、北美有,100,多套（最大机组,1000MW,）,湿式静电除尘,vs,干式静电除尘,尽管湿,式静电除尘器无法完全替代干式静电除尘器，但可作为燃煤烟气污染物深度净化的补充,项目,湿式静电除尘,干式静电除尘,清灰方式,喷淋水,机械振打,位置,脱硫塔后,空预器后,运行温度,60,150,湿度,饱和,非,饱和,反电晕,无,高比电阻粉尘时严重,二次扬尘,无,低比电阻粉尘时严重,PM10,脱除,高,一般,PM2.5,脱除,高,一般,SO,3,脱除,高,无效果,重金属,高,低,废水处理,有,无,湿式静电除尘器优势分析,可实现多种污染物的协同控制,PM2.5,的脱除效率可达,99%,SO3,的捕集效率可达,95%,以上，减少酸雾排放,减少脱硫塔出口的浆液携带，减少电厂附近的石膏雨现象,减少汞等重金属的排放,系统运行优势,压损小，无移动部件,极板清洁容易实现,多种气流布置方式,可实现与脱硫塔的结合,湿式静电除尘器工业应用现状,整体布置,按照除尘器布置方式，主要可分为立式和卧式布置,Lurgi,Mitsubishi,Siemens,Hitachi,B&W,浙江大学（国内首个与湿法脱硫塔结合的湿式静电除尘器）,湿式静电除尘器工业应用现状,极配系统,Mitsubishi,Lurgi,Siemens,湿式静电除尘器的极配形式的不同主要体现在极线形式（如芒刺线、鱼骨线和锯齿线）；极间距的大小差异（如,300mm,，,400mm,）；以及极板材料及形式（不锈钢、柔性极板、玻璃钢等）。,B&W,Alstom,浙江大学,湿式静电除尘器工业应用现状,极配系统,柔性极板,立式刚性极板,卧式刚性极板,湿式静电除尘器工业应用现状,喷淋系统,美国,B&W,公司,目前湿式静电除尘器的清灰方式主要为连续喷淋及间歇喷淋，常见的喷嘴形式有实心锥、空心锥、扇形等。,浙江大学,日本,Hitachi,公司,空心锥,扇形,法国,Alstom,公司,技术研发平台基础,-,实验平台,14,湿式静电除尘小试试验系统,喷淋碰撞测试系统,极板材料浸润特性试验系统,材料腐蚀性测试系统,技术研发平台基础,-,实验平台,15,对湿式静电除尘喷淋系统、极配系统、水循环系统及材料选型等进行优化，开发了新型湿式静电深度除尘技术（,WESP,），实现对脱硫塔后,PM,2.5,深度脱除。,浙江大学建立的湿式静电除尘工业示范装置,（,2009,年建成投运），,除尘效率,达,99.15,。,喷淋系统优化研究,立式湿式静电除尘效果对比,加电,停运,湿式静电出口浓度变化,卧式中试试验平台,技术研发平台基础,-,测试仪器,16,颗粒分级测试仪,DGI,电子低压撞击器,ELPI+,浙江大学拥有,ELPI,、,ELPI+,、高速摄影仪、,PDA,、,PIV,、,DGI,、,PLIF,、光谱分析仪、,SMPS,等颗粒、液滴测试仪器。可同时通过称重或在线测量,WESP,进出口颗粒分级浓度，并进一步分析颗粒粒度分布、总质量、聚集度测量，和化学成分,/,元素的分析。,电子低压撞击器,ELPI,扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪,(SMPS-3938),高速摄像机,技术研发,-,基础研究,高湿静电除尘器内离子浓度分布规律,采用数值模拟方法，研究高湿、高压电场中颗粒荷电、迁移、捕集规律，为湿式静电除尘的设计及优化提供理论指导。,静电除尘器内场强分布规律,不同粒径的荷电量变化规律,不同粒径颗粒的迁移捕集规律,技术研发,-,基础研究,18,针对高湿度、高流速条件，对湿式静电除尘系统整体布置、极配形式等进行优化，实现系统,PM,2.5,控制效率,90%,以上。,相同,SCA,不同电场风速时的脱除效率,电场风速对驱进速度的影响,WESP,出口浓度随电压变化,液滴喷淋强化,PM,1.0,的脱除,小试实验结果表明出口浓度从,49mg/Nm,3,降低到,0.5mg/Nm,3,以下,不同极线形式颗粒物脱除效果,技术研发,-,基础研究,SO,2,浓度对放电特性的影响,试验结果表明，湿式静电除尘对,SO,2,具有较好的捕集效果，脱硫效率可达,80%,以上，可有助于实现燃煤烟气,SO,2,的近零排放。,采用湿式静电除尘技术，实现,SO,2,浓度从,78mg/Nm,3,降低到,15mg/Nm,3,以下,SO,2,在湿式静电除尘器中脱除机理,入口浓度对,SO,2,强化脱除的影响,电晕放电对,SO2,脱除的强化效果,技术研发,-,湿式静电脱除,SO3,强化脱除研究,SO,3,催化发生装置,不同电压下,SO,3,数目脱除效果,SO,3,控制系统,SO,3,造成可见酸雾,SO,3,气溶胶粒径,0.1,m,技术研发,-,整体布置形式优化研究,按照除尘器布置方式，主要可分为立式和卧式布置,浙江大学卧式实验平台,浙江大学立式实验平台,立式,WESP,出口浓度变化,卧式,WESP,出口浓度变化,Initial inlet PM 24mg/m,3,技术研发,-,整体布置形式优化研究,22,立式湿式静电除尘器节省空间，但由于喷淋系统在除尘器顶部出口，液滴易于随气流携带出除尘器；,卧式湿式静电除尘器易于多通道大型化布置，且通过喷淋系统分区布置、优化烟道折角等方式明显减少液滴携带。,立式,WESP,液滴携带示意图,卧式,WESP,液滴携带示意图,立式,WESP,风速与临界携带液滴粒径,开后两级喷嘴加电,不开后两级喷嘴加电,技术研发,-,蜂窝式立式湿电研究,随着停留时间的提高，粉尘总脱除效率增加，其中,PM,2.5,脱除效率也随之增加。,停留时间对除尘效率的影响,清灰方式对分级脱除效率的影响,技术研发,-,蜂窝式立式湿电研究,降低烟气流速可以明显的提高小颗粒粉尘脱除效率，从而提高总脱除效率。,烟气浓度对除尘效率的影响,烟气流速对分级脱除效率的影响,技术研发,-,蜂窝式立式湿电研究,随着电压的升高，电晕放电强度持续增强，烟气出口浓度明显降低，并在,30 kV,处达到,0.57 mg/m,3,。,烟气浓度增加有效的提高了分级脱除效率，,PM,2.5,细微颗粒脱除效率的提高尤为明显。,工作电压对除尘效率的影响,烟气浓度对分级脱除效率的影响,技术研发,-,蜂窝式立式湿电中试研究,浙江大学与美国巴威公司（,Babcock&Wilcox Company,）合作，对巴威公司湿式静电除尘器进行高尘、高,SO,3,浓度条件下关键部件优化研究，对其现有产品进行升级。,技术研发,-,卧式湿电高流速适应性结构优化研究,27,电场风速对脱除效率的影响,所设计卧式湿式静电除尘器，在烟气流速在,1.833.44m/s,时的颗粒脱除情况下均可保持出口浓度在,2mg/m,3,以下，除尘效率,90%,以上。,随着烟气流速提高，除尘器出口浓度增加，脱除效率下降，而有效驱进速度提高。,相同,SCA,下电场风速对脱除效率的影响,28,技术研发,-,卧式湿电高浓度适应性结构优化研究,出口粉尘浓度随入口粉尘浓度的变化,PM2.5,脱除效率随入口,PM2.5,浓度的变化,随着入口,PM2.5,浓度的提高，其脱除效率也相应提高，尤其是在低浓度,区,随着浓度的提高，效率提高明显,。,所设计卧式湿式静电除尘器，在烟气浓度,1090mg/m,3,时的颗粒脱除情况下均可保持出口浓度在,5mg/m,3,以下。,技术研发,-,高电流密度极线优化研究,29,选择鱼骨线、芒刺线、锯齿线、圆杆线等进行实验；,同样电压下芒刺线对颗粒脱除效果最佳，基本可保证在,93%,以上，入口粉尘浓度,30mg/m,3,以内，出口粉尘浓度可,F,-G,时，取水膜厚度,0.5mm,，极板长度,10m,，流速大于,0.4m/s,，即流量大于,72m,3,/h,时，极板上,50mg,以下的积灰颗粒可被清除。,技术研发,-,高规格加工、安装与安全保障,选择加工能力强的企业,部件制造的质量保证,关键部件安装的质量保证,浙江大学湿电业绩,浙江大学自主化湿电技术已在新嘉爱斯热电、兰州铝业、太阳纸业等多机组获得应用，形成了从中小热电机组到,300MW,主力机组的,设计方法及设计工艺包,，建立了,标准模块制造技术及精确安装技术,序号,用户单位,炉号,机组容量（,MW,）,/,锅炉吨位（,T/H,）,排放要求,1,兰州自备铝电厂,1#,300MW,20mg/m,3,2,兰州自备铝电厂,2#,300MW,20mg/m,3,3,兰州自备铝电厂,3#,300MW,20mg/m,3,4,广州五沙热电厂,1#,300MW,5mg/m,3,5,广州五沙热电厂,2#,300MW,5mg/m,3,6,山东太阳纸业,2#,135MW,5mg/m,3,7,嘉兴新嘉爱斯电厂,5#,260T/H,5mg/m,3,8,嘉兴新嘉爱斯电厂,4#,260T/H,5mg/m,3,9,广州中电荔新电厂,1#,330MW,5mg/m,3,10,广州中电荔新电厂,2#,330MW,5mg/m,3,11,嵊州新中港热电,3#,130T/H,5mg/m,3,12,嵊州新中港热电,4#,130T/H,5mg/m,3,13,嵊州新中港热电,2#,130T/H,5mg/m,3,浙江大学湿电业绩,序号,用户单位,炉号,机组容量（,MW,）,/,锅炉吨位（,T/H,）,排放要求,1,4,嵊州新中港热电,5#,130T/H,5mg/Nm,3,15,嘉兴新嘉爱斯电厂,1#,260T/H,5mg/Nm,3,16,嘉兴新嘉爱斯电厂,2#,260T/H,5mg/Nm,3,17,嘉兴新嘉爱斯电厂,3#,260T/H,5mg/Nm,3,18,嘉兴新嘉爱斯电厂,6#,260T/H,5mg/Nm,3,19,山东太阳宏河纸业有限公司,2#+3#,90T/H+280T/H,5mg/Nm,3,20,浙江绍兴皋埠热电有限公司,1#,160T/H,5mg/Nm,3,21,浙江温州宏泽热电股份有限公司,1#+2,#,75T/H+150T/H,5mg/Nm,3,22,河北隆尧天唯热电有限公司,1#,130T/H,5mg/Nm,3,23,河北隆尧天唯热电有限公司,2#,130T/H,5mg/Nm,3,24,河北隆尧天唯热电有限公司,3#,130T/H,5mg/Nm,3,25,浙江海宁马桥热电厂,2#,75T/H,5mg/Nm,3,26,应用案例：300,MW,机组示范项目,中国铝业股份有限公司兰州分公司,3,300MW,自备电厂锅炉烟气净化系统，目前已投入使用，运行状态稳定可靠,设计总图,除尘器除尘效率,%,70,阳极板型式及材质,-,波纹板,/316L,阴极线型式及材质,-,芒刺线,/316L,兰铝设计效率及极配说明,控制系统,高频电源实时数据,湿式静电除尘器本体,应用案例：,300MW机组示范项目,佛山顺德五沙热电2x300MW机组,配套湿式静电除尘系统示范工程，2#炉配套湿电目前已投入使用,设计总图,湿电除尘器本体,【,设计思路,】,采用双室双电场、平进下出的结构,循环水系统布置在除尘器底部空间,外排废水进入电厂废水处理系统,DCS控制系统,应用案例：220t/h机组示范项目,嘉兴新嘉爱斯4x220t/h机组污泥焚烧炉配套湿式静电除尘系统示范工程，目前已完成4#炉配套湿电并投入使用，运行状态稳定可靠,设计总图,湿式静电除尘器本体,DCS控制系统,【,设计思路,】,采用单室单电场、平进平出的结构,循环水系统布置在除尘器底部空间,外排废水进入电厂废水处理系统,应用案例：220t/h机组示范项目,现已完成该污泥焚烧炉配套湿式静电除尘系统的排放测试工作，粉尘排放小于5,mg/m,3,二次电压、电流,粉尘仪实时数据,电流密度,湿电除尘器喷淋,应用案例：,130t/h机组示范项目,嵊州新中港4#炉1x,130t/h,机组烟气洁净排放改造配套湿式静电除尘系统示范工程，目前已投入使用，运行状态稳定可靠,DCS控制系统,【,设计思路,】,采用单室单电场、平进平出的结构,循环水系统布置在除尘器底部空间,外排废水进入电厂废水处理系统,设计总图,湿式静电除尘器本体,应用案例：,130t/h机组示范项目,喷雾降温装置,湿电除尘器喷淋管,循环水自清洗过滤器,二次电压、电流,应用案例：,410t/h,机组工程应用,自主化湿电技术在山东太阳纸业,2#,炉（,1,410t/h,）配套的烟气净化系统获得应用，目前安装工作已完成，正在进行冷态调试,太阳纸业热态,50,调试升压特性,灰斗吊装,安装完成,运行调试,太阳纸业湿式静电设计图纸,47,测试报告,广东顺德五沙,测试报告,嘉爱斯,#4,炉,测试报告,嵊州,#3,炉,谢 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