一、引言

對于煤氣排放的細粒物，三部委要求中、東、西部地區新建和東部現役煤氣發電廠煙塵排放濃度標準基本達到或接近煤氣輪機組排放限制值，建議安裝濕式靜電除塵裝置(WESP)等成熟的環境保護改造技術。在美國、日本、德國等世界發達國家，從1991年到1992年，濕式靜電技術在脫硫尾部煙氣處理方面開始有工業應用案例。在我國，從2014年下半年開始，國內陸續建設濕式靜電除塵改造工程，發布的煙塵排放濃度也越來越低，從10mg/nm3到5mg/nm3，到3mg/nm3，甚至1mg/nm3，結合高效脫硫、脫硝技術，超凈排放近零排放的概念成為環境保護熱詞。WESP作為高效除塵的前沿精處理設備，在處理復雜潮氣PM2.5組分方面具有明顯的優勢，得到業內人士的普遍認可，本文僅就WESP目前在國內的應用情況進行討論和分析。

二、WESP技術分類

WESP除了處理復雜的潮濕煙氣PM2.5組成部分具有明顯的優勢外，高比電阻粉塵、酸霧、汞、重金屬、二惡英等氣溶膠粒子也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于燃煤煙氣污染物末端去除的正確表現，不僅僅是通常理解的去除功能。隨著濕式靜電除塵設備的大規模應用，所有者在選擇濕式除塵設備時，通常根據陽極材質進行分類，即

1、柔性陽極濕式除塵設備

該技術以柔性有機纖維為陽極，利用纖維結構的毛細現象，在運行中自然形成全面均勻的水膜柔性有機纖維材料具有優異的耐腐蝕性，在運行過程中不需要額外使用堿液進行保護沖洗，也不會產生二次廢水。柔性陽極在極板上自然形成，保持均勻的水膜，發揮自清洗的水力清洗效果，無需大量清洗水。該技術由山東神華山大能源環境有限公司自主研發，專門針對燃煤濕煙氣的特點，具備完全自主知識產權，是國內電力行業最早大型化應用(300MW機組以上)的濕式除塵設備技術，可根據需要采用立式或臥式布置方式，運行費用是國內外同類技術的40%~50%。

2、剛性極板濕式除塵設備

(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，其技術來源為日本三菱、日立公司，國內也有部分環保企業通過消化吸收以上技術推出了自己的不銹鋼陽極WESP技術，該技術均采用臥式方式布置。316L不銹鋼在脫硫后的高腐蝕環境煙霧中長期運行存在顯著的腐蝕結垢風險，采用金屬極板的濕式靜電吸塵器設計了堿液(NaOH溶液)保護系統，在一定程度上延長了陽極板的壽命，但由此產生了大量的堿性廢水

(2)玻璃鋼陽極WESP

該技術采用導電玻璃鋼作為陽極，具有良好的耐腐蝕性能，運行中不需要堿液保護清洗。玻璃鋼陽極濕式靜電曾廣泛應用于國內化工行業（除酸煙），不同于燃煤煙氣，化工行業使用的濕式靜電除塵器煙氣處理流速一般在1m/s左右（一般處理燃煤煙氣為2~3m/s），而且廢氣成分相對簡單，基本上是SO3酸煙、H2S等（燃煤煙氣中含有灰塵、鹽類等多組分雜質），因此該技術在燃煤煙氣處理中的應用還需要進一步驗證。

三、WESP技術技術和設備選型分析

清灰方式合理，陽極表面持續清潔是濕式除塵設備長期穩定運行的關鍵。

因此，選擇不同的技術技術，重點考慮陽極清灰方式和效果以及清灰方式產生的問題。WESP設備根據灰水膜的形成類型，主要由灰水型(通過靜電收集液體形成均勻的水膜，完成電極清洗，以濕煙環境為前提，代表技術柔性陽極)噴霧清洗型(霧化噴嘴產生氣水混合物，在電極表面形成均勻的水膜，代表技術剛性陽極)。

陽極材料的異同，其形成水膜的機理差異變大。對于柔性陽極，其陽極材料采用耐酸堿腐蝕性優良的有機纖維，材料制作結構特性引入毛細作用，在超低水消耗量(即使接近捕集脫硫攜帶的液滴量)表面形成均勻的水膜，正常運行的水消耗量基本為零的剛性陽極需要重點提高極板表面的加工偏差和表面張力，水膜的形成過程有利于液膜的鋪設，否則極板表面形成溝流、枝現象，極板結垢的嚴重風險因此，有必要盡減少清洗水的消耗量，減少設備出口液滴濃度超標的風險，減少煙羽脫尾視覺污染。

濕式吸塵器作為國內近年來普及的大型煙塵精處理設備，長期運行安全可靠性和經濟性，對各電廠單獨計算煙塵控制排放精度和噸位除塵成本影響較大。

WESP技術大型化應用于燃煤電廠煙氣深度凈化開始于2012年，國電益陽發電廠300MW機組采用柔性陽極WESP技術，成功的在降低煙塵排放濃度(設計煙塵排放濃度小于20mg/Nm3)的同時，根本性的解決了該廠嚴重的“石膏雨”問題。

隨后該技術，在九江、滎陽、民權等國內多臺機組推廣應用。上述項目陸續投入業界關注后，國內許多環保企業開始引進或開發WESP技術，作為企業的主要環保產品進行市場推廣。從2013年到2021年短短兩年間，國內數十家電力、冶金企業建設投入濕式靜電除塵裝置，無論選擇哪種技術技術，運行設備暴露的問題、長期運行安全可靠性、經濟性都需要重點關注。

超低排放指標的實現，需要設備具備實現細粒高效捕捉的技術參數。

1、明確重要的設計參數尤為重要。對靜電除塵技術而言，比集塵面積、運行電壓、二次電流、煙氣流速、極板長度等關鍵數值是對靜電除塵器性能進行客觀評價的科學參數，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、電流密度須分別在22 m2/m3/s(按照設備主結構估算，同等設備體積下不銹鋼陽極比集塵面積是玻璃鋼陽極和柔性陽極的60%左右)、0.35mA/m以上，關鍵是煙氣流速需在2.5m/s以下，否則因細顆粒物慣性力和捕獲液滴被煙氣自身攜帶因素，其實際運行效果肯定會大打折扣，這需要應用單位應在招標采購階段對此類關鍵參數給與嚴格界定。隨著WESP市場的持續升溫，加之沒有明確的國家、行業標準，沒有統一的準入門檻，各環保廠家在環保工程競標方面基本處于無序競爭狀態，出現超低技術參數配置下但宣傳達到3mg/Nm3、1mg/Nm3類似違背技術原理的結果。或者為了達到招標文件的限制指標，環境保護制造商違反了技術安全可靠運行的盲目削減技術參數。

2、控制氣流均布(流場模擬)是基礎條件。WESP技術要求實現5mg/Nm3以下的煙塵排放指標，其捕獲目標為1微米以下的超細粒子狀物質，即使局部氣流分布不均勻或干擾也有可能導致捕獲粒子的逃脫，引起排放增加，因此WESP設計前必須嚴格進行流場數值模擬

3、合理選擇設備防腐技術。WESP裝置的運行環境非常差，對設備本身的耐腐蝕性能提出了很高的要求，必須綜合考慮成本和可靠性兩方面的需求。

目前比較普遍的設計原則是殼體和結構支撐部件采用碳鋼+鱗片防腐，嚴格控制施工質量(鱗片防腐質量問題目前多發生)陰、陽極部件、導流裝置采用有機纖維、玻璃鋼、PP、雙相鋼、鈦等耐腐蝕材料。4.確保設備的制作和安裝精度。WESP內部件均是采用模塊化設計，陰、陽極數量巨大，極間距的均勻、準確直接影響其集塵性能。

在陰、陽極構件加工階段就要明確各項誤差標準并嚴格檢驗，并在運輸、吊裝、安裝過程中妥善保護直至精準定位。加工、安裝質量偏差是WESP裝置不能正常運行的常見原因之一。

四、結束語

目前我國采用的煙塵濃度測試規范1991標準，根據該規范采用的測試分析方法和現有測試設備不能完全滿足煙塵超凈排放的技術要求，極小的操作偏差和現場干擾可能導致測試結果霸權差異。最近，國家環境保護部組織了有關部門、專家制定了對超凈排放指標的新測試規范，相信不久就會發表指導性文件，當時為判定煙塵超凈排放提供更準確的第三方測試結果，監督促進市場良性發展。

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