4.2 湿式静电除尘(WESP)技术
静电除尘(ESP)是含尘气体在通过高压电场发生电离的过程中，尘粒荷电，并在电场力的作用下，向集尘极迁移并从气流中分离出来的技术。由于静电力直接作用在粒子上，ESP具有能耗低、气流阻力小的特点，对亚微米级颗粒也能有效捕集，能在高温、腐蚀等环境中工作，因此被广泛应用在钢铁、冶金、电力等领域，在燃煤电厂有超过90%的占有率。但是传统的干法静电除尘(DESP)具有三大局限性：受粉尘比电阻影响、对亚微米颗粒捕集效率降低、在振打清灰时产生二次飞扬，在环保部门收紧火电厂大气污染物排放标准时，超过40%的现役电除尘面临改造。
湿式静电除尘器1907年出现，距今已有100多年历史。WESP技术的基本原理与干法静电除尘(DESP)相同，两种静电除尘方式最大的不同是清灰，干式静电除尘依靠机械或电磁振打产生的振打加速度清灰，而湿式电除尘则依靠在集尘板表面形成的水膜冲洗飞灰。由于湿式电除尘不受粉尘比电阻影响，集尘板上不积灰，因此可以在更高的操作电压下运行，这意味着除尘效率可以提高，烟气停留时间可以减少，而除尘器体积可以缩小，因此WESP被广泛应用于化工、钢铁、玻璃制造等领域。WESP有两种布置方式，一种是安装在DESP之后，形成干湿混合除尘器，一种是安装在FGD之后，可以独立布置在FGD和烟囱之间，也可以与FGD合为一体，替代传统的除雾器布置在脱硫塔之上。
上世纪80年代以后，美国、德国、日本等就WESP应用于燃煤电厂进行了许多小型和大规模测试。结果表明，WESP具有如下特点：
(1)高效脱除PM2.5：普通的DESP对0.5-1um的颗粒存在穿透窗口，捕集效率最小，而湿式电除尘由于操作电压高、电流密度大，对可过滤的PM2.5脱除效率在90%以上。
(2)高效脱除SO3：烟气中的SO3有两个来源，锅炉和锅炉尾部烟气中约1-2%的SO2氧化成SO3，SCR脱硝催化剂上约1%的SO2被催化氧化成SO3。SO3在湿法脱硫塔内降温吸水形成硫酸雾滴，这种雾滴的质量中位径只有0.08um，常规湿法脱硫对其脱除效果有限，排放后将产生蓝色烟羽，造成浊度问题，是大气中可冷凝PM2.5(Condensable PM2.5)的重要来源。传统DESP操作温度在酸露点之上，因此难以起到控制SO3排放的作用，而三电场WESP对SO3引起的酸雾脱除效率可达到90%以上。
(3)协同脱汞：小规模的测试表明，WESP对颗粒汞、二价汞和元素汞均有显著的脱除效果，效率分别为64%、77%和44%。对元素汞的脱除效率高于预期，可能是电晕放电过程产生的氧化性成分将部分元素汞氧化为二价汞，最后通过湿法ESP脱除。
(4)脱除其他重金属：由于煤中的重金属大部分随烟气排放，铬、镉、铅、锰等非汞重金属排放也不容忽视。而这些重金属绝大多数富集在飞灰颗粒上，粒径越细，重金属含量越高。当WESP高效脱除PM2.5类细颗粒物时，非汞类重金属的脱除效率也相应达到90%以上。
WESP在燃煤电厂的应用最早在1986年，主要解决高硫煤、高硫燃油机组的排放要求，目前在美国有2台、加拿大4台、日本30多台运行业绩。最近随着美国环保局将PM2.5、汞纳入监管范围，将SO3纳入可冷凝颗粒物，置于Total PM名目下进行监管，并计划对非汞有害金属进行监管，有不少电厂开始在FGD之后建设WESP，作为PM2.5、SO3、汞、其他重金属的多污染同时控制手段。
5 结论与建议
1.燃煤电厂PM2.5污染物78% 是属于可冷凝颗粒物，也就是SO3等酸性气体形成的酸雾，只有22% 属于可过滤的颗粒物;因此，燃煤电厂PM2.5的控制主要是SO3 mist的控制。
2.控制SO3 mist 的主要方案是低低温电除尘系统和湿式静电除尘器。
3.建议在推广燃煤电厂超低排放标准时，增加对SO3量的排放限制值，并且将SO3作为总粉尘排放量的计量值，从而有效控制燃煤电厂PM2.5的排放浓度。
信息来源：2015年电力行业节能环保论坛暨技术应用交流会论文集