火電廠煙氣SO3測試與控制技術(shù)及應(yīng)用

環(huán)保網(wǎng)訊:火電廠煙氣SO3排放問題已受到強(qiáng)烈關(guān)注。介紹SO3的成因、危害及國內(nèi)外控制策略。對比SO3測試標(biāo)準(zhǔn)、采樣技術(shù)及檢測技術(shù)，提出控制冷凝法采集與離子色譜法檢測組合技術(shù)是測試SO3較好的方法。對比SO3控制技術(shù)，提出采用碳酸鈉作為吸收劑的濕式噴射技術(shù)是SO3前端控制較好的方法；中試試驗結(jié)果表明：NSR為2.5工況下，SO3脫除效率可達(dá)到87%，煙氣溫度的降低、ESP出口粉塵的增加均在設(shè)計范圍內(nèi)。

1引言

煤中硫份在燃燒過程中生成的SO2有0.5%~2%進(jìn)一步氧化成SO3；釩基催化劑將0.3%~2%的SO2氧化，導(dǎo)致SO3濃度比未安裝SCR時增加近一倍。SO3與逃逸氨生成硫酸氫銨，堵塞腐蝕空預(yù)器，危及下游設(shè)備，影響生產(chǎn)。SO3形成氣溶膠，對環(huán)境和動植物造成危害。

現(xiàn)階段的ESP/BH和WFGD等設(shè)備對煙氣中SO3的脫除效率較低，WESP雖可末端控制卻無法解決APH堵塞腐蝕。SO3測試技術(shù)及儀器、控制技術(shù)及裝備問題亟待解決。

2SO3的形成及危害

2.1SO3的形成

2.1.1燃燒階段

煤中大部分有機(jī)硫和元素硫釋放于燃燒過程并氧化為SO2，少部分生成SO3。500~700℃時SO2/SO3轉(zhuǎn)化率與飛灰中氧化鐵濃度線性正相關(guān)；393~427℃的省煤器區(qū)域內(nèi)，氧化鐵可氧化部分SO2。煙煤和無煙煤的SO2/SO3轉(zhuǎn)化率分別為0.8%~1.6%和0.05%~0.1%。

2.1.2SCR過程

發(fā)現(xiàn)TiO2作載體時，F(xiàn)e2O3的催化能力與V2O5相近。SO2/SO3轉(zhuǎn)化率與催化劑的壁厚線性正相關(guān)且遠(yuǎn)低于其在催化劑空隙中的擴(kuò)散速率，減少催化劑壁厚可以降低轉(zhuǎn)化率；轉(zhuǎn)化率受O2及水分影響較小，NH3的存在抑制轉(zhuǎn)化而NOx會促進(jìn)。

2.2SO3的危害

2.2.1對火電廠的危害

超低改造工程受反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和造價等制約，通過增加催化劑達(dá)標(biāo)，造成整體SO2/SO3轉(zhuǎn)化率超過1%，且摻燒一定比例的高硫煤可降低生產(chǎn)成本。多因素下SO3濃度增大，造成以下影響：

（1）SO3排放濃度接近SO2

據(jù)前述研究，預(yù)測2種工況下煙氣流程中SO3的濃度分布如表1所示：煙氣中SO3濃度隨SO2濃度升高而升高，且排放濃度會超過SO2。

表1SO3濃度分布（預(yù)測）單位：mg˙m-3

（2）酸露點(diǎn)增加

煙氣酸露點(diǎn)受當(dāng)?shù)貧鈮杭帮w灰濃度影響，且與SO3和H2O濃度正相關(guān)。根據(jù)5種酸露點(diǎn)經(jīng)驗公式，工況1和工況2計算結(jié)果表明：當(dāng)水蒸氣體積分?jǐn)?shù)一定時，酸露點(diǎn)因SO3濃度降低而平均下降27.9℃。酸露點(diǎn)的提升迫使排煙溫度升高，降低機(jī)組熱效率。

圖1H2SO4濃度與酸露點(diǎn)關(guān)系曲線

圖2兩種工況下的5種酸露點(diǎn)計算結(jié)果比較

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