濕式靜電除塵器的除塵過程可分為4 個(gè)階段：氣體的電離；霧滴獲得離子而荷電；荷電霧滴向電極移動(dòng)；電極上的霧滴被清除[1]。濕式靜電除塵器的工作原理[2]如圖1，即：在設(shè)備的陽極板和陰極線之間施加數(shù)萬伏直流高壓電，在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，電暈陰極線連續(xù)放射出電子，將電極氣體電離成正負(fù)離子；塵、酸霧等顆粒碰到電子后產(chǎn)生荷電，向電極性相反的電極移動(dòng)；到達(dá)兩極后，釋放掉各自所帶的電荷，塵(霧)粒則附著在陽極板和陰極線上，通過水沖洗的方法將其沖到設(shè)備底部得以清除。

它的工作原理流程示意圖如圖2，含塵氣體經(jīng)多孔板進(jìn)入收塵室①，在直流高電壓的作用下電暈陰極線連續(xù)釋放電子將其周圍的氣體電離②，粉塵或酸霧等粒子表面荷電③，荷電粒子在電場(chǎng)力的作用下向除塵極移動(dòng)④，失去電荷而附著在除塵極上⑤，水流從除塵極頂端流下，形成一層均勻穩(wěn)定的水膜沖洗除塵極上的粉塵顆粒⑥，經(jīng)灰斗排除⑦。

2 濕式靜電除塵器的結(jié)構(gòu)及分類

2.1 濕式靜電除塵器的基本結(jié)構(gòu)

濕式靜電除塵器的基本結(jié)構(gòu)包括整流裝置、高壓發(fā)生裝置、絕緣箱、吊桿、陰極框架、電暈極(陰極線)和沉淀極(陽極管)等[3]，詳見圖3。

2.2 濕式靜電除塵器的分類

濕式靜電除塵器有不同的分類方法。根據(jù)陽極板材質(zhì)的不同，濕式靜電除塵器可分為3 種類型，分別為柔性電極濕式電除塵器、金屬電極濕式電除塵器和導(dǎo)電玻璃鋼電極濕式電除塵器[4]，后兩者國內(nèi)應(yīng)用較多。其中導(dǎo)電玻璃鋼和柔性電極濕式電除塵器無需專用水處理系統(tǒng)，比集面大，煙塵排放穩(wěn)定。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，濕式靜電除塵器一般可分為2 種類型：管式濕式電除塵器和板式濕式靜電除塵器[5]。管式濕式電除塵器的集塵極為多根并列的多邊形管或圓形管，只能用于處理垂直流動(dòng)的煙氣，為立管式，其示意圖如圖4 所示；而板式濕式靜電除塵器的集塵極為平板狀，在極板表面可形成良好的水膜特性，電暈線在極板間均勻布置，既適用于處理水平流動(dòng)的煙氣也適用于垂直流動(dòng)的煙氣，按布置方式又分為板臥式和立板式，板臥式除塵器示意圖如圖5 所示。板式和管式濕式靜電除塵器的性

由表1 可知，臥式濕式靜電除塵器除塵量大、安裝體積大、耗電耗水多，通常用于鍋爐的一級(jí)除塵；而立式濕式靜電除塵器安裝體積小、耗水耗電少，占地面積小，常用于鍋爐的二級(jí)除塵。本文所用的濕式靜電除塵器為立管式，陽極管結(jié)構(gòu)形式為蜂窩型內(nèi)六角立管式，保證六角蜂窩內(nèi)每個(gè)內(nèi)表面都是蔗渣灰塵沉淀表面，結(jié)構(gòu)緊湊，不存在死區(qū)，對(duì)比同樣沉淀面積的陽極板濕式靜電除塵器，具有體積小、占地面積少、煙氣逆流上行、不產(chǎn)生二次飛灰、投資省等優(yōu)點(diǎn)，更加適用于蔗渣鍋爐的二級(jí)精細(xì)高效除塵。

3 關(guān)鍵技術(shù)及特點(diǎn)

3.1 濕式靜電除塵器的關(guān)鍵技術(shù)源，脈沖供電方式已在世界上被公認(rèn)為是改善電除塵器性能和降低能耗最有效的方式之一[6]。它的工作電壓可高達(dá)150 kV，能對(duì)高阻比大于1012 Ω·cm灰塵高效荷電，幅度和頻率可調(diào)，運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性高，能長期保持沉積效率，能承受瞬態(tài)及穩(wěn)態(tài)短路，節(jié)能效率50%～80%。

3.2 濕式靜電除塵器的技術(shù)特點(diǎn)

濕式靜電除塵器具有以下特點(diǎn)：除塵效率高、壓力損失小、操作簡單、能耗小、無運(yùn)動(dòng)部件、無二次揚(yáng)塵、維護(hù)費(fèi)用低、生產(chǎn)停工期短、可在煙氣露點(diǎn)溫度以下工作、由于結(jié)構(gòu)緊湊可與其它煙氣治理設(shè)備相互結(jié)合、設(shè)計(jì)形式多樣化[7]；對(duì)氣體懸浮顆粒及霧徑在0.01～100 μm 均可除去，對(duì)煙塵煙霧適用范圍廣泛，適應(yīng)未來更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。

4 濕式靜電除塵器在蔗渣鍋爐除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 濕式靜電除塵器國內(nèi)外研究進(jìn)展?jié)袷届o電除塵器在國外應(yīng)用較早，在北美主要用于火電廠發(fā)電；在歐洲主要應(yīng)用于化工、冶金等

3.1.1 獨(dú)特的生物質(zhì)鍋爐除灰技術(shù)蔗渣煙塵顆粒度大、比重小，在同等電場(chǎng)力作用下向沉淀極移動(dòng)的加速度小，導(dǎo)致除塵效率低。因此，電場(chǎng)陰極芒線采用異于普通的雙向鋸齒形陰極芒線，即設(shè)計(jì)為360°全方位均勻放電式芒刺型芒線，保證電場(chǎng)各向均勻高效放電，使?jié)裾嵩鼰焿m在短時(shí)間內(nèi)充分荷電。蔗渣煙塵與電子碰撞機(jī)率增多，荷電量也相對(duì)較大，保證濕蔗渣煙塵向沉淀極移動(dòng)的高加速度，因此除塵效率高。

3.1.2 復(fù)合脈沖電源的先進(jìn)性煙氣“超低排放”除了采用濕式靜電除塵本體技術(shù)之外，先進(jìn)的供電技術(shù)起著重要作用。各種電源性能比較如表2。行業(yè)，用于處理酸霧煙雨及細(xì)顆粒物；在日本主要應(yīng)用于大型燃煤電廠，已有30 多年的使用業(yè)績。濕式靜電除塵器在國內(nèi)首先應(yīng)用于化工行業(yè)，隨著中國大氣污染的加劇和國家對(duì)火電行業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)逐步提高，近幾年濕式靜電除塵器在國內(nèi)逐步推廣[8]。國內(nèi)燃煤電廠煤質(zhì)較差、灰分較高且不穩(wěn)定，達(dá)到燃煤電廠煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)有一定難度，因此，國內(nèi)一些電廠正在實(shí)施電除塵器改造。2013 年9 月25 日，國家環(huán)保部頒布了《環(huán)境空氣細(xì)顆粒物污染防治技術(shù)政策》中對(duì)工業(yè)污染源治理明確鼓勵(lì)火電企業(yè)采用濕式電除塵等技術(shù)，防止脫硫造成的“石膏雨”污染。

4.2 濕式靜電除塵器在景罕糖廠、弄璋糖廠蔗渣鍋爐除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用景罕糖廠和弄璋糖廠蔗渣鍋爐均為75 t/h，配套雙螺旋濕法(鋼制)水膜除塵器或麻石水膜除塵器，鍋爐煙氣排放指標(biāo)均不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求。2014/15年榨季期間，企業(yè)為了滿足煙塵排放新標(biāo)準(zhǔn)要求，派專人與單元廠配合，對(duì)煙氣采取加強(qiáng)清水噴淋、降負(fù)荷等措施，但收效甚微，實(shí)際煙塵排放濃度仍然偏高，現(xiàn)有除塵器配置無法滿足新的環(huán)保要求。鑒于目前二氧化硫、氮氧化物排放指標(biāo)尚可達(dá)到環(huán)保部門要求，2015 年度景罕糖廠和弄璋糖廠針對(duì)鍋爐的除塵系統(tǒng)進(jìn)行降低煙塵排放濃度的技術(shù)改造，保留原有水膜除塵系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐增設(shè)一套立式蜂窩管式濕式靜電除塵器。景罕糖廠和弄璋糖廠濕式靜電除塵器的主要性能及參數(shù)見表3。它們均為蜂窩管式，最接近圓形，

4.3 濕式靜電除塵器的應(yīng)用效果濕式靜電除塵器投入運(yùn)行后，對(duì)景罕糖廠、弄璋糖廠蔗渣鍋爐煙囪口顆粒物排放濃度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果詳見表4。由表4 可以看出：景罕糖廠、弄璋糖廠濕式靜電除塵器的除塵效果較好，鍋爐煙囪排放口(在線監(jiān)測(cè)及取樣分析)的顆粒物排放濃度在30 mg/m3 以下，滿足標(biāo)準(zhǔn)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011) 的要求( 煙塵濃度≤ 30mg/m3)，對(duì)制糖企業(yè)能夠穩(wěn)定有序地進(jìn)行生產(chǎn)以及環(huán)境保護(hù)具有重要意義。濕式靜電除塵器使用前后景罕糖廠、弄璋糖廠蔗渣鍋爐煙囪排放口(在線監(jiān)測(cè)及取樣分析)的顆粒物排放量如表5 所示。由表5 可以看出，景罕糖廠、弄璋糖廠蔗渣鍋爐除塵系統(tǒng)增設(shè)蜂窩管濕式靜電除塵器后，弄璋糖廠1#75 t/h、2#75 t/h、景罕糖廠75 t/h 鍋爐煙囪排放口(在線監(jiān)測(cè)及取樣分析)的顆粒物濃度顯著降場(chǎng)強(qiáng)均勻，每個(gè)內(nèi)表面都成為蔗渣灰塵沉淀表面，結(jié)構(gòu)緊湊，不存在死區(qū)，捕集各污染物效率更高；捕集高濕煙氣水霧形成水膜，自流清灰、間隙沖洗，耗水量低；體積小、投資省、便于布置；采用低進(jìn)高出方式，吸附到沉淀極內(nèi)表面的飛灰均為濕灰，沖洗水由上而下，煙氣由下而上，杜絕了二次揚(yáng)塵的產(chǎn)生。低，達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)要求，且榨季顆粒物排放總量大大降低，削減率分別為78.4%、81.7%、60.3%，效果顯著，對(duì)減少當(dāng)?shù)仡w粒物排污總量具有重要意義。濕式靜電除塵器運(yùn)行產(chǎn)生的污水較少，可兼用原水膜除塵器的污水循環(huán)處理系統(tǒng)，將濕式靜電除塵器引入蔗渣鍋爐除塵系統(tǒng)具有一定的社會(huì)、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。社會(huì)效益主要體現(xiàn)在以下4 方面：首先，改善了相關(guān)作業(yè)人員的工作環(huán)境，減少了有毒有害氣體對(duì)人體的傷害。其次，空氣中顆粒物含量降低，減輕了顆粒物對(duì)糖廠周邊居民的健康影響。再次，減緩了霧霾天氣的形成，提高了糖廠周邊居民的生活質(zhì)量。最后，項(xiàng)目實(shí)施以后鍋爐煙囪口不再出現(xiàn)濃煙滾滾的現(xiàn)象，彰顯企業(yè)社會(huì)責(zé)任的同時(shí)，提升了制糖傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的社會(huì)形象。大氣顆粒物濃度高會(huì)導(dǎo)致霧霾天氣的產(chǎn)生，對(duì)降水、溫度等產(chǎn)生影響，顆粒物中攜帶的有毒有害物質(zhì)也會(huì)對(duì)水源、土壤造成影響，進(jìn)而影響動(dòng)植物生長，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。降低顆粒物排放濃度可以有效減輕上述影響，從而保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)。同時(shí)，濕式靜電除塵器投資成本低，運(yùn)行費(fèi)用低，總投資較少。經(jīng)考察論證，與其他除塵方法如布袋除塵、電袋復(fù)合除塵等相比，同類型鍋爐布袋除塵、濕電復(fù)合除塵總投資比濕電除塵高出30%～50%。此外，降低糖廠蔗渣鍋爐顆粒物排放濃度具有提質(zhì)增效的作用，提高了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力。

5 結(jié)論及前景

濕式靜電除塵器應(yīng)用于制糖企業(yè)蔗渣鍋爐除塵系統(tǒng)后運(yùn)行效果較好，鍋爐煙囪排放口(在線監(jiān)測(cè)及取樣分析)的顆粒物排放濃度穩(wěn)定，在30 mg/m3 以下， 滿足標(biāo)準(zhǔn)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)的要求(煙塵濃度≤30 mg/m3)，顆粒物削減率在60%以上，具有一定的社會(huì)、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。濕式靜電除塵技術(shù)符合國家促進(jìn)工業(yè)發(fā)展綠色轉(zhuǎn)型，堅(jiān)決淘汰落后產(chǎn)能，限制高污染、高耗能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求，對(duì)制糖企業(yè)能夠穩(wěn)定有序地進(jìn)行生產(chǎn)以及環(huán)境保護(hù)具有重要意義。目前，濕式靜電除塵技術(shù)已應(yīng)用于元陽、瑞麗糖廠等65 t 以下蔗渣鍋爐，使用效果較好，表明濕電除塵技術(shù)適用于不同規(guī)格大小蔗渣鍋爐的煙塵治理。隨著各級(jí)環(huán)保部門對(duì)企業(yè)鍋爐煙塵排放監(jiān)管力度加強(qiáng)，濕式靜電除塵技術(shù)將逐步在火電廠鍋爐及生物質(zhì)燃料鍋爐推廣應(yīng)用。