喷雾干燥与静电除尘器联用性能实验研究

来自西班牙塞维利亚大学Los Barrios电厂的半干法脱硫—ESP联动六个月试验数据解析

关键词
喷雾干燥, 半干法脱硫, 静电除尘器, 烟气治理, 粉尘电阻率, 低排放达标, 能耗优化

随着大气环境法规趋严与燃煤机组脱硫改造的推广，半干法脱硫（喷雾干燥）成为中小容量电厂经济可行的技改选择。在这种布局中，喷雾干燥（SD）置于静电除尘器（ESP）上游，对ESP的捕集效率、运行电特性和能耗带来复杂影响。本文基于塞维利亚大学（Universidad de Sevilla）P. Ollero、L. Caiñadas 与 L. Salvador 在Los Barrios（550 MWe）电厂开展的SD/ESP试验（处理量约10000 Nm3/h）结果，重构实验方法、主要发现并结合中国行业应用与艾尼科（Enelco）技术实践讨论工程意义与发展趋势。

试验在六个月内进行，比较基线（仅粉灰）条件与SD联用条件，变量包括SO2浓度（400、2000 ppm）、飞灰负荷（3、7 g/Nm3）、Ca/S比（1.2–1.8）及脱硫效率（70%–85%）。基线时ESP入口温度维持在140°C，燃煤为南非煤（粉灰电阻率约1012 Ω·cm）。试验设备为自制多区可调ESP（300 mm极板间距、6个烟道、每道24根电极、集尘面积≈158.4 m2，带杆型放电电极与锤击清灰系统），并配备SO2注入与烟气稀释系统模拟不同工况。

主要结论包括：一是喷雾干燥会使进入ESP的粉尘质量负荷增加约3–4倍，但粉尘平均粒径由原先约9 μm增至25–30 μm，尤其在高SO2与低飞灰负荷下更明显；二是尽管负荷显著上升，ESP效率在SD条件下反而优于基线，且随着SO2浓度和脱硫率的提高略有增加，出口颗粒物排放总体降低；三是电学运行点改善表现为各场区可承受更高次级电压（即击穿前电压上升），这与烟气温度降低、湿度提高、粉尘电阻率降低及适度空间电荷有关；四是功率消耗随燃煤硫含量上升而增大，但整体在高SO2高灰工况下ESP可在更高效率与可接受功耗间取得平衡；五是间歇通电（半脉冲）模式在相近排放水平下可略降耗，并未显著劣化捕集率；六是尽管SD粉尘电阻率极低（<107 Ω·m），但锤击后再入尘量较基线大幅降低，表明湿润/粘结作用克服了可能的电荷排斥——未观察到显著电性再入尘问题。 对中国工业的启示显著：在浆纸、钢铁、水泥与化工等行业进行半干法脱硫改造时，原有ESP常需针对粒径谱、湿度及低电阻率粉尘进行电场与机械结构的系统优化，以保证排放达标并控制运维成本。具体工程实践包括优化极板与极线配置、提高场区可控电压、安全边界检测、加热料斗防堵塞、以及采用间歇/脉冲励磁减少能耗并延长设备寿命。艾尼科在电极几何设计、极线张力控制、电场均匀化及在线监测与PLC/SCADA集成方面具有多年案例经验，可为国内改造项目提供从机械改造到电气策略、再到运行优化的全链条解决方案。 展望未来，随着排放标准持续收紧与能耗管控加强，半干法脱硫与静电除尘器的协同优化将成为关键竞争力：一方面需通过粒子表征与电阻率测试指导电场设计；另一方面结合数字化监测与自适应励磁（如智能脉冲通电）以实现低能耗下的稳定低排放。对于中国市场，重点在于将国外试验经验与本土煤质、机组规模及运维条件相结合，采用模块化、可回退的ESP改造策略，既满足排放合规，又兼顾投资回收与长期运维经济性。 参考文献 [1] Ollero P, Caiñadas L, Salvador L. An experimental study of the performance of an ESP operating downstream from a semi-dry desulphurisation unit. Departamento de Ingenieria Quimica y Ambiental, Universidad de Sevilla, 1992. [2] Durham MD, et al. Low resistivity related ESP performance in Dry Scrubbing applications. Journal of Air & Waste Management Association, Vol.40, No.1, Jan 1990. [3] Porle K, et al. ESP operation following Spray Dryers with low resistivity particulates. Ninth EPRI Particulate Control Symposium, Williamsburg, VA, Oct 1991. 欢迎联系艾尼科获取文章详情！电话：15358186202，邮箱：info@eetc.cn