湿式静电除尘器是理想的终端除尘器

湿式静电除尘器是理想的终端除尘器

水在自然界中呈现三种状态：固态冰、雪，液态水、雾;气态水蒸汽。水吸热后会蒸发相变为水蒸汽进入大气，大气中的水蒸汽含量达到一定程度会饱和达到含湿量的最大值，饱和后的大气遇冷降温就会再相变为雾、雨、雪、冰雹等，自然界水变蒸汽、蒸汽冷凝成水是一个可逆过程，有其自身规律和平衡，我国最湿月份室外平均大气湿度为12g/kg(~15g/Nm3)，西北部大气湿度低属于干燥区域，东南部属于高湿区域。

燃煤锅炉湿法脱硫系统排烟带出的水分，以300MW机组为例，脱硫系统的水平衡如图1所示 ,脱硫系统每小时消耗水120m3/h，包括原烟气带水分71.8 m3/h、脱硫增加40m3/h，年耗水量~100万吨。按照燃烧吨煤放散烟气10000Nm3/t、湿烟气所含水分112g/Nm3估算，每燃烧1吨煤湿烟气带走水份1吨，主要包括煤中原始含水、脱硫补充水，2014年全国消耗煤36-37亿吨，燃煤烟气带入大气的水份高达三十多亿吨。

湿烟气冷凝除湿脱白技术与升温除湿技术虽然温差变化接近，但冷凝所需的冷量却是升温所需热量的近6倍，主要是湿烟气中所含水蒸汽的冷凝潜热。同样冷凝除湿从技术层面是没有问题的，并且有多种不同冷凝工艺可供选用，关键也是投资多少、是否经济。研究表明，要使冷凝除湿脱白技术经济可行，首先必须解决大量廉价冷源，二是低温余热和冷凝水必须得到充分利用，三是换热器的选择需要合理实用，分别讨论如下：

低温余热的用途：电厂、钢厂等低温热源的热量一定是富裕的，应该优先内部利用，但也必须考虑外供社区民用，比如洗浴、医院、学校、酒店、人工游泳池和景观等民用热水是一年四季都需要，但相比余热量，需求量远远不足，而北方民用采暖和南方夏季空调等季节性需求量巨大，而且所需能量品质也低，是低温余热比较适合的用途，采用120°C~20°C大温差供热输送距离达到100km也比燃煤成本低，而与燃气供热比可以输送300km。余热需求不均衡可以通过ORC、CO2等低温余热发电平衡。

低温冷却的方式：如前所述，对于90°C以下的低温湿烟气，所含余热量大部分是水蒸汽的冷凝潜热，冷却方式可以比较选择：直接膨胀式热泵蒸发器、低温空调冷水间接水水换热和/或喷淋冷却，需要结合用户的冷源种类和余热用途综合优化选择。

与湿式静电除尘器的配合使用：湿式静电除尘器是净化湿烟气的理想终端除尘器，还是顶级除雾器，可以确保实现超低近零排放，但目前设置在脱硫塔机箱除雾器后部，入口烟气温度在~50ºC，设备造价浪费，因为大约20%的电场面积是用于处理水蒸汽，水蒸汽冷凝液PH值1-3产生低温腐蚀是造价高的主要原因，而且是否能长期稳定运行也有疑问。将冷凝冷却布置在湿电前对湿烟气进行预处理可以解决许多问题，甚至有可能不用湿电也能实现超低排放和除湿脱白，烟囱也不再需要防腐。