从次生污染学角度看湿式电除尘器的得失

汪 波

（沈阳华联除尘净化设备厂，沈阳 111025）

从次生污染学角度看湿式电除尘器的得失

汪 波

（沈阳华联除尘净化设备厂，沈阳 111025）

文章所指的次生污染物是指在污染治理过程中生产的新的污染物，次生污染物为运行所需的能耗、污水处理药剂及治理设备生产过程所产生的污染物，将其折算成为煤耗，通过600MW机组燃煤锅炉烟气治理为例，对湿式电除尘器在运行过程中产生的次生污染进行了分析、计算。

次生污染；湿式电除尘器；一次污染物；间隔污染物；连续污染物

近年来雾霾天气肆虐我国华北、东北等大部分区域。为了改变目前国内严重的大气环境污染现状，国内加大了环境治理的力度。随着《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014～2020年）》的推出，更为严格的粉尘排放要求已势在必行，重点区域燃煤尾气粉尘排放浓度要求不大于10mg/Nm3，而部分企业更进一步提出要达到5mg/Nm3以下。排放标准的加严，给除尘装置带来巨大压力，尤其是脱硫后烟气中携带大量的雾滴、细微粉尘颗粒、石膏颗粒等污染物，难以满足排放要求。湿式电除尘器可有效去除脱硫过程携带的雾滴、细微粉尘颗粒、石膏雨等污染物，近年来得到迅速发展。但湿式电除尘器的运行能耗高，清洗时会产生大量含酸废水，又会形成新的污染。本文以600MW机组烟气净化工艺为例（如图1所示），对治理过程中产生的次生污染进行分析，并折算成新污染物。

图1 湿式电除尘器工艺布置图

1 600MW机组燃煤锅炉脱硫出口烟气治理工艺流程

1.1 湿式电除尘器结构型式

湿式电除尘器有多种结构型式，按收集极板材料分主要有金属、玻璃钢及柔性织物3种；按结构型式分为卧式与立式2种；按冲洗方式可分为连续与间断2种。

按2台卧式、双室、二电场、极板材质316L、壳体为碳钢（内衬玻璃钢）、连续冲洗方式（如图2所示），年运行时间7200小时计算，作为次生污染物的计算依据。

图2 湿式电除尘器结构图

1.2 湿式电除尘器进口主要烟气参数（见表1）

表1 湿式电除尘器进口主要烟气参数

2 次生污染源

2.1 污染源定义

原生污染源：指从脱硫塔排出烟气中所携带的SO2、CO2、NOX、粉尘、石膏颗粒等污染物。次生污染源：指湿式电除尘器在治理原生污染过程所产生的新的SO2、NOX、CO2、NH3、粉尘、污水等污染物。次生污染源按污染物产生的方式可分为：连续污染源、一次污染源、间断污染源等。

2.1.1 连续污染源

1）湿式电除尘器正常运行时所需的电能、药剂等；而生产这部分物料又会生产新的污染，并将其折算成SO2、NOX、CO2、粉尘、污水等。由于为连续工作，故为连续污染源；2）烟气净化装置正常运行时所生产的废水、污泥、噪声等，为连续污染源。

2.1.2 一次污染源

治理装置生产过程所产生的污染源，如设备加工所消耗的电能（折算成煤耗）、原材料冶炼所产生的污染。由于装置为一次投入，故为一次污染源。

2.1.3 间隙污染源

治理装置中的易损部件需要定期更换，由于是定期产生的污染源，故为间隙污染源。

2.2 主要污染因子

要治理原生污染，则需要相应的治理装置及化学药剂等。如酸性废水处理所需的中和碱及保证装置运行所需的电能、收集极板冲洗酸性废水等，而生产这部分物料则又会生产新的污染物。故这部分称为污染因子。

产生次生污染因子主要由下列过程组成：

2.2.1 过程污染因子

1）保证治理装置正常运行所需要的电能，而产生这些电能则需要燃煤来实现，燃煤发电又产生新的SO2、NOx、CO2、粉尘等；2）酸性废物处理所需的NaOH生产过程中所产生的污染。

2.2.2 装置（一次）污染因子

原材料如：钢材、水泥（装置基础及控制室等所需水泥等）等在冶炼、生产过程所产生的污染。

3 次生污染因子计算原则

1）烟气净化装置正常运行时所需的电能、蒸气等按连续污染源计，并将其折算成等量燃煤量；2）烟气净化装置正常运行所需的药剂如碱（NaOH）等按连续污染源计，并将其折算成电耗；3）烟气净化装置在工作过程中所产生的副产物如废水、CO2、SO2、NOX、粉尘、废渣、噪声等按连续污染源计；4）烟气净化装置原材料如钢材、水泥等在生产过程中所产生的污染物按一次性污染计，并将其折算成等量污染物。

4 主要污染因子统计

4.1 电耗

电耗是指烟气克服湿式电除尘器阻力所需要风机电耗、高压电源电耗、冲洗水泵电耗等，并将所需的这部分电能折算成煤耗，再由煤耗折算成污染物量。

4.2 碱耗（电耗）

碱（NaOH）耗是指中和极板冲洗所产生的酸性废水所消耗的碱，而生产这部分碱又需要电耗，并将所需的这部分电能折算成煤耗。碱（NaOH）按离子膜法生产工艺，吨碱（NaOH）电耗2600kW·h（将蒸气、压缩空气、氮气等折算成电耗）。碱（NaOH）耗量按0.65t/h计，则电耗为1690kW·h，总电耗为2690kW·h。

4.3 湿式电除尘器钢材耗量

1100t（全部按碳钢计）。

5 污染因子折算

5.1 耗电所产生的次生污染物

湿式电除尘系统每小时总电耗2890kW·h。一般来说，600MW机组每千瓦时煤耗量为300～340g标准煤，按330g计，则烟气净化装置的每小时电耗需燃煤2690×330g= 887,700g≈0.89t。

而燃烧0.89t煤产生次生污染物为：1）废气量1万m3/h；2）粉尘量200.75kg/h；3）SO2量31.05kg/h；4）NOx量7.2kg/h；5）CO2量2.1t/h。

5.2 钢材一次污染因子

钢材污染因子全部按碳钢计（极板也按碳钢计），钢材污染因子按“烧结-高炉-转炉-联铸（轧）”工艺计，表2为吨钢材产生的污染物，表3为湿式电除尘器钢材一次总污染物的总量，表4为折算成平均每小时钢材污染物（装置设计寿命按15年计）。

表2 吨钢污染物

表3 湿式电除尘器钢材一次总污染物总量

表4 折算成平均每小时钢材污染物

6 次生污染量

6.1 湿式电除尘器去除原生污染物量（见表5）

表5 湿式电除尘器去除原生污染物量

6.2 次生污染物量（见表6）

表6 次生污染物量

7 结语

（1）从上述分析可得出，即使在理想状态下，湿电除尘器出口粉尘浓度能够达到5mg/Nm3以下，也只减少了33.76kg/h的粉尘排放。而由电耗等所折算成煤耗产生的次生粉尘却达到200.75 kg/h。虽然这部分粉尘也要经过烟气净化装置处理后才能排空，但对CO2并没有采取有效的净化方法。

（2）仅仅为去除15mg/Nm3左右的粉尘，在不考虑极板极线的更新和人员维护费用（受设备质量影响，各厂差异较大），仅正常的设备折旧、水、电耗、NaOH费用，每小时合计超过1700元。相比减排效果，湿电除尘器的投资、运行成本过高。

[1] 汪波.湿式电除尘器运行中常见问题浅析[J].中国环保产业，2016（11）.

[2] 左松伟，李季，杨勇平.典型600MW火电机组脱硝系统能耗与热量平衡分析[C].中国工程物理学会学术会议论文集.

[3] 左玉辉.环境系统工程导论[M].南京：南京大学出版社，1985.

Behold Gain and Loss of Wet Electrostatic Precipitator from Point of View of Pollution Learning of Secondary Pollution

WANG Bo
(Shenyang Hualian Dust Cleaning Equipment Factory, Liaoning Shenyang 110021, China)

The secondary pollutions refer to new pollutants generated in the course of pollution treatment. The secondary pollutants mean the pollutants generated in the course of energy consumption required in the operation, medicaments of sewage treatment and treatment equipment. They convert into the coal consumption. By taking fue gas treatment of 600MW generating set coal-fred boiler as an example, the paper makes the analysis and calculation on the secondary pollutions produced in the operation of wet process of electrostatic precipitator.

secondary pollution; wet process of electrostatic precipitator; primary pollutant; interval pollutant; continuous pollutant

X701

A

1006-5377（2017）08-0052-03