SDP电除尘器

1、技术背景

  SDP电除尘: 传统的电除尘ESP(Electrostatic Precipitation)技术是基于负极性的类辉光放电(Glow Discharge), 电除尘电极之间分为两大区域,靠近负高压电极很小的辉光放电负离子发射区和其余部分的颗粒物荷电迁移区。ESP的主要功能是使颗粒物带电及在静电场的作用下收集。SDP电除尘(Streamer Discharge Precipitation)技术是基于正极性的流光放电(Streamer Discharge), 电极之间也可分为两大区域,从高压电极向地电极延伸产生的流光放电多通道区和离子及自由基扩散荷电和化学氧化区。SDP不仅可实现颗粒物的高效荷电及收集而且对复合污染物可实现同步氧化净化处理,在宽负荷超低排放运行、非电行业复合多污染控制方面都有广泛的应用前景。
  SDP燃煤电厂应用:目前燃煤电厂宽负荷超低排放运行的主要困难是低负荷下SCR效率低、氨逃逸严重、排烟拖尾、造成空预器堵塞、电除尘清灰困难、袋除尘阻力增加等。通过对在役电除尘、电袋除尘或袋除尘开展SDP技术改造可彻底避免上问题、同时可延长SCR催化剂使用寿命、节约氨耗,控制脱硫塔入口烟尘(<20mg/m3)提高石膏品质,为宽负荷超低排放运行和石膏资源化提供了一种全新的技术路线。

2、技术原理

  低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态,当外加电压达到气体的着火电压时,气体分子被击穿,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。低温等离子体放电过程中虽然电子温度很高,但重粒子温度很低,整个体系呈现低温状态,所以称为低温等离子体,也叫非平衡态等离子体。
  低温等离子体中能量的传递大致为:电子从电场中得到能量,通过碰撞将能量转化为分子的内能和动能,获得能量的分子被激发,与此同时,部分分子被电离,这些活化了的粒子相互碰撞从而引起一系列复杂的物理化学反应。因等离子体内富含的大量活性粒子如离子、电子、激发态原子和分子及自由基等,从而为等离子体技术通过化学反应处理NO提供了条件。它是基于放电物理、放电化学、反应工程学的学科之上的交叉学科。低温等离子体利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的NO作用,使NO分子在极短的时间内发生氧化。
  低温等离子体直接氧化脱硝通常以自由基和自发化学反应为主。自由基脱硝可以分为两个阶段,NO 氧化和 NO2 转化。自发化学反应通过热化学反应脱除 NO2
  自由基氧化NO的反应不是单向的,NO2也能够被O还原为NO,各类逆向反应都增加脱硝能耗,烟气中O2浓度高于3.6%时,可以抑制逆向反应。鉴于气相氧化能耗较高,异相反应成为低温等离子体脱硝的主要途径,如图2。NO在液相反应速率较高,但溶解度较低。因此,除了气相中与 NO2结合,随后溶解于气溶胶中,并无其他溶解途径。NO2易溶解于水中,因此 NO2既可以直接溶解而后反应,也可以先气相反应,随后反应副产物溶解。
  氧化后NO2和离子态下的NO具有氧化性,可以和SO2反应而还原出N2,剩余部分的NO2和HNO3在尾部是半干法脱硫的情况下,NO2会与Ca(OH)2反应,反应方程式如下:
      H2O+2NO2=2HNO3
      2HNO3+Ca(OH)2=Ca(NO32+2H2O
      4NO2+ 2Ca(OH)2=Ca(NO22+ Ca(NO32+2H2O
      NO氧化后在脱硫阶段被吸收生成稳定的硝酸盐。

3、技术优势

  ▶无需SCR催化剂,无SCR催化剂消耗;
  ▶无氨、尿素等脱硝材料消耗;
  ▶设备简单,安装在电除尘后电场或尾部烟道内布置即可,不另外占用电厂用地,对于老旧设备改造尤为有利;
  ▶设备安装施工周期短,机组运行影响小;
  ▶运行简单,无需任何化学试剂或制氧系统;
  ▶运行成本低,低温等离子体脱硝工艺除耗电外无需采购其他药剂,从而降低了运行成本;
  ▶安全性能高,无有毒、有害、易燃、易爆的物质参与反应;
  ▶低温等离子设备操作简单,对锅炉无负荷要求集成SCR或SNCR可实现全负荷脱硝(从点火开始投运);
  ▶低温等离子脱硝可多级设备串联布置,增大脱硝效率,如后期标准再次提高或需降低前方设备负荷,只需再增加一组低温等离子设备即可;减少氨的喷入量,避免因多加SCR催化剂导致的高SO3排放及过量喷氨引起的二次气溶胶尾烟拖尾现象。▶无需SCR催化剂,无SCR催化剂消耗;
  ▶无氨、尿素等脱硝材料消耗;
  ▶设备简单,安装在电除尘后电场即可,不另外占用电厂用地,对于老旧设备改造尤为有利;
  ▶设备安装施工周期短,机组运行影响小;
  ▶运行简单,无需任何化学试剂或制氧系统;
  ▶运行成本低,低温等离子体脱硝工艺除耗电外无需采购其他药剂,从而降低了运行成本;
  ▶安全性能高,无有毒、有害、易燃、易爆的物质参与反应;
  ▶低温等离子设备操作简单,对锅炉无负荷要求集成SCR或SNCR可实现全负荷脱硝(从点火开始投运);