低低温电除尘器（LLTESP）助力燃煤电厂实现超低排放

基于福建龙净与新南威尔士大学等的实验与数值模拟进展（ICESP 2016，Jun Guo 等）

关键词
低低温电除尘器, 工作机理, 收尘效率, 数值模拟, 超低排放, 烟气余热回收

在中国“超低排放”与能效提升的大背景下，低低温电除尘器（LLTESP）作为一种兼顾减排与余热回收的技术路径，受到越来越多电厂与重工业用户的关注。本文基于Jun Guo 等人在 ICESP 2016 上的研究成果，结合福建龙净（Fujian Longking）、新南威尔士大学与清华大学的实验与数值模拟工作，对LLTESP的机理、工程效果及产业化应用价值进行归纳与展望[1]。

来自实验室与现场试验的结果显示，降低电除尘器作业温度（例如由常规的120–150°C降至约90°C）能显著改变粉尘电阻率与电场工作条件，从而提高收尘效率。室内试验与现场在线测量均表明，90°C条件下粉灰表面和总体电阻率比130°C时低一个数量级，且粒子带电量总体增加，尤其是2.5 μm以下细颗粒的平均电荷明显上升，促使ESP对PM10/PM2.5的去除更为有效。在某现场案例中，常温130°C时PM2.5去除效率约95.9%，而将温度降至84°C后提升至约98.0%[1]。

数值模拟部分利用多尺度CFD与耦合电场-带电颗粒模型，揭示了温度、气体密度、黏度、粉灰电阻率和SO3凝结等因素如何共同影响ESP性能。模拟结果表明，温度降低在允许更高工作电压的同时，能提高空间电荷密度并改善大于0.1 μm粒径区间的收集效率；例如模拟中当温度从150°C降至90°C时，允许的击穿电压从约72.8 kV上升到约85 kV，从而增强了颗粒向极板的迁移能力[1][2]。

另一关键机理是SO3在低温下的凝结。SO3与水形成酸性微滴后易附着于粉尘表面，这既降低了粉尘总体电阻率，也因酸膜介电常数较大而提高了颗粒的饱和电荷（数值示例显示当颗粒有效介电常数由3.9上升到6.6时，理论饱和电荷可增加约16%），但总体影响在多数工况下不及电阻率下降与可加压范围扩大对收尘效率的贡献显著[1][3]。

从工程实践看，LLTESP的优势不仅体现在颗粒物减排上，还包括对SO3捕集、下游低温腐蚀抑制以及余热回收带来的燃料和运行成本节约。热交换器将烟气冷却回收的热量既可用于锅炉给水或脱硫系统再加热，也能降低湿法脱硫冷却水消耗，减少可见烟羽。同样，国内大量工程应用（如多个600 MW/660 MW机组改造项目）已证明在不同煤种与运行条件下，LLTESP能将出口粉尘浓度显著下降并稳定运行[1]。

面向行业落地，浆纸、钢铁、水泥与化工等单位在治理高难度高电阻粉尘或要求超低排放时，LLTESP具备明显吸引力。对于这些行业，实施LLTESP可同时提升排放达标率、降低湿除尘与脱硫综合运行成本，并通过烟气余热回收提升系统能效。

企业层面，具备电场设计、极板与极线优化、以及运维经验的供应商能显著缩短工程调试期。以艾尼科（Enelco）为例，其在极板/极线结构设计、电场均匀化与在线健康诊断方面的技术积累，可与LLTESP方案结合，提供从风场整治、热交换配置到电场—粉层协同控制的一体化解决方案，帮助客户在不同燃料与工况下实现稳定的超低排放目标。

未来发展方向应包括：更精细的多尺度数值模型（覆盖微孔板、沟板等复杂结构）、在线粉层电阻率与SO3凝结监测、以及基于数字孪生的运行优化策略。通过实验、数值与工程案例的联合，LLTESP有望在中国电力及重工业领域成为实现“能效—减排”双赢的重要技术手段。

本文改写并整合了Jun Guo 等人在 ICESP 2016 的研究成果与后续数值模型工作，旨在为行业技术选型与工程落地提供技术概要与实践参考[1]。

参考文献
[1] Jun Guo, Ding Yang, Baoyu Guo, Yinbiao Su, Xinglian Ye, Aibing Yu, Shuiqing Li. Progress of experimental and numerical modelling study on low-low temperature electrostatic precipitators. ICESP 2016, Wrocław, Poland, 19–23 September 2016.
[2] Bickelhaupt R.E., A technique for Predicting Fly Ash Resistivity, EPA-600/7-79-204, 1979.
[3] Lawless P.A., Particle charging bounds, symmetry relations, and an analytic charging rate model for the continuum regime. Journal of Aerosol Science, 1996.
[4] Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 7th ed., McGraw-Hill, 1997.