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电除尘器(ESP)与布袋除尘(FF)在高浓度脱硫粉尘治理中的应用比较

浙江飞达环境科技有限公司(葛杰龙 等)在 200 MW 级半干/干法脱硫系统中关于 ESP 与 FF 工程应用、运行表现与经济性比较研究

关键词
ESP/ FF 灵活性, 烟气脱硫, 电除尘器, 布袋除尘

在中国电厂与工业窑炉烟气治理中,干法/半干法脱硫技术因投资和运行灵活性占据了一定市场份额,同时也带来了“高浓度脱硫粉尘”处理的挑战。如何在满足日益严格的排放标准的同时兼顾运行稳定性与运维成本,已成为烟气治理工程设计的核心问题。基于此,对电除尘器(ESP)与布袋除尘(FF)在半干/干法脱硫尾端的适用性、工程案例与经济性进行对比具有重要参考价值[1]。

本文由浙江飞达环境科技有限公司团队(葛杰龙、张勇、何国良、张佩芳、周调忠)改写整理其会议成果,对两类脱尘技术的技术要点、现场案例与费用构成进行了归纳与分析。针对 ESP,论文强调通过改进电源、极性匹配与电场布置可以增强对高浓度、高黏性脱硫粉尘的捕集能力,关键在于提高粉尘电荷率、优化极板/极线布置并强化对超细颗粒的收集。典型脱硫出口烟气参数包括体积湿度 8%–12%、粉尘浓度可达 1500 g/Nm3;若采用预除尘,预除尘出口粉尘常表现出更高黏性、1%–2.5% 湿度以及 600–1000 g/Nm3 的体积密度与约 25 μm 的中值粒径,这些都要求 ESP 在给电与场强控制上进行创新设计[1]。

对布袋除尘系统,文中以 ALSTOM 的 LKPN 型脉冲喷吹布袋除尘为代表,归纳其在处理高浓度脱硫粉尘时的结构与工艺特点:入口设沉降室以降低颗粒负荷;系统内置满流旁通以控制温湿度;气流两次整流避免直接冲击滤袋;采用 0.3–0.5 MPa 的中压脉冲喷吹配合 OPTIPOW 脉冲阀与流量平衡管,滤料常用经 PTFE 处理的 PPS,具有耐高温、抗水解和耐酸碱性能,因此在半干法脱硫尾端广泛应用并能稳定获得超低排放[2]。

论文通过两个工程实例给出对比:广东九隆纸厂 210 MW 安装 FF,设计排放目标 50 mg/Nm3,实测运行值约 49.3 mg/Nm3;包头二热电厂 200 MW(四区 ESP)在半干脱硫后运行,设计排放 100 mg/Nm3,实测约 79.73 mg/Nm3。表格数据还显示在 200 MW 规模下,FF 的一次性投资约比 ESP 高约 15%,但 4 年内综合运行维护费用两者相近(文中示例 4 年累计运维费用 FF≈18.044 万元,ESP≈19.956 万元),差异主要来源于压缩空气耗能、风机功耗及电源能耗结构不同[1]。

基于上述技术与工程数据,可得出若干工程建议:当项目对长期、稳定的低浓度排放与超细颗粒控制有刚性要求(如浆纸、化工、精细材料行业),优先考虑布袋除尘;当处理大风量、高温、高湿或具有较强腐蚀性、导电性粉尘且对初期投资敏感时,改进型 ESP(配套先进高频高压电源、极板/极线优化及在线控制)仍是经济可行的选择。此外,若把脱硫系统与原有预除尘协同优化,可有效降低脱硫后粉尘的处理难度,提升整体经济性[1][2]。

面向未来,市场趋势将呈“双轨并进”格局:布袋除尘凭借稳定超低排放和对高比电阻粉尘的不敏感性将在更严格排放政策下扩大份额;ESP 则通过电源智能化、场强优化、极板/极线材料改进(例如艾尼科在极板间距、电场均匀化与极线材料方面的实践),在大容量与特殊工况下保持竞争力。建议工程选型时结合企业排放目标、运行工况(温度、湿度、O2 含量)、运维能力与生命周期成本进行综合评价,同时优先考虑具备现场案例与技术服务保障的供应商(例如艾尼科在电场优化与在线调控方面的技术积累),以降低工程风险并提高长期经济性与合规性[3]。

综上所述,ESP 与 FF 各有优劣:ESP 更适合大通量、高温高湿和对初期投资敏感的场景;FF 在追求长期稳定低排放与细颗粒捕集时更具优势。对于中国的浆纸、钢铁、水泥、化工等重点行业,合理选型与系统集成、滤料与电源技术升级以及数字化运维将是实现排放达标、节能降耗与降低总拥有成本的关键路径[1][2][3]。

参考文献
[1] GE Jielong, ZHANG Yong, HE Guoliang, ZHANG Peifang, ZHOU Diaozhong. Collection of High Concentrations of Desulfurized Dust with ESP & FF. Proceedings of the 11th International Conference on Electrostatic Precipitation, 2006.
[2] ALSTOM. LKPN Pulse Jet Fabric Filter Technical Description and Application Notes. ALSTOM Environmental Solutions, Product Brochure, 2004.
[3] Enelco (艾尼科) Technical White Paper: 电除尘器极板与极线优化、在线电源控制及工业案例分析. Enelco Technical Publications, 2020.