［摘 要］

對(dui)(dui)某電(dian)(dian)廠 300 MW 機組在不同煤種、不同負荷條件下，選(xuan)擇性(xing)(xing)催化還原（SCR）脫(tuo)硝系統、空氣(qi)(qi)(qi)預(yu)熱器、低(di)(di)(di)低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器、海水(shui)脫(tuo)硫以及濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器等裝(zhuang)置中 SO3遷(qian)徙(xi)轉化特性(xing)(xing)進行了試驗分析(xi)。試驗結果表明：低(di)(di)(di)低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器對(dui)(dui) SO3的(de)(de)脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)效(xiao)率(lv)可(ke)達(da) 65%；海水(shui)脫(tuo)硫對(dui)(dui)SO3的(de)(de)脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)效(xiao)率(lv)約(yue)為(wei) 15%；濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器對(dui)(dui)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)中 SO3脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)效(xiao)率(lv)約(yue)為(wei) 5%；煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)經(jing)過 SCR脫(tuo)硝裝(zhuang)置后 SO3明顯(xian)增加，這是(shi)造(zao)成尾部煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)中 SO3質量濃度(du)升(sheng)高的(de)(de)主要(yao)原因(yin)；經(jing)低(di)(di)(di)低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器、海水(shui)脫(tuo)硫裝(zhuang)置以及濕(shi)式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器對(dui)(dui)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)中 SO3的(de)(de)協同脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)，能實現最終(zhong) SO3排放質量濃度(du)低(di)(di)(di)于 2 mg/m3。

［關 鍵 詞］燃(ran)煤電廠；超(chao)低排放；SO3；遷(qian)移轉化；協同脫(tuo)除(chu)；脫(tuo)硝系統；空氣預(yu)熱器；電除(chu)塵器

現(xian)有燃煤(mei)電(dian)廠(chang)中(zhong)(zhong)裝(zhuang)(zhuang)配(pei)的(de)脫(tuo)硫、脫(tuo)硝及(ji)(ji)除(chu)塵(chen)設備裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)能實現(xian)煙(yan)氣(qi)中(zhong)(zhong)灰(hui)塵(chen)、NOx、SO2等(deng)常(chang)規污染物的(de)有效(xiao)(xiao)脫(tuo)除(chu)。但(dan)近(jin)年來(lai)，相關運(yun)(yun)行情況及(ji)(ji)研究發現(xian)，脫(tuo)硝裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)入口煙(yan)氣(qi)中(zhong)(zhong)一(yi)部分 SO2會進一(yi)步(bu)被(bei)選(xuan)擇性催(cui)化(hua)還原（SCR）脫(tuo)硝催(cui)化(hua)劑氧化(hua)，形成(cheng) SO3，SO3容易與脫(tuo)硝裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)過量的(de) NH3發生(sheng)化(hua)學反應生(sheng)成(cheng)硫酸(suan)氫銨（ABS）等(deng)物質，造成(cheng)脫(tuo)硝床層(ceng)以及(ji)(ji)下(xia)游空(kong)氣(qi)預(yu)熱(re)器(qi)（空(kong)預(yu)器(qi)）等(deng)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)嚴(yan)重(zhong)堵(du)塞。ABS沉積在空(kong)預(yu)器(qi)內部，會降(jiang)低(di)(di)空(kong)預(yu)器(qi)換熱(re)效(xiao)(xiao)率(lv)，同(tong)時也嚴(yan)重(zhong)影(ying)響鍋爐安全正(zheng)常(chang)運(yun)(yun)行，引起爐膛負壓大幅波(bo)動，甚至(zhi)引起爐膛滅火而停爐。因此，深入解析燃煤(mei)電(dian)廠(chang)煙(yan)氣(qi)中(zhong)(zhong) SO3、NH3等(deng)組(zu)分生(sheng)成(cheng)及(ji)(ji)遷徙(xi)轉化(hua)規律，是保證煙(yan)氣(qi)污染物控制裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)高效(xiao)(xiao)運(yun)(yun)行，實現(xian)燃煤(mei)電(dian)廠(chang)超低(di)(di)排放(fang)的(de)關鍵。

近年來，針(zhen)對(dui)燃(ran)(ran)煤電(dian)(dian)廠現(xian)有(you)環(huan)(huan)保(bao)裝(zhuang)置(zhi)對(dui) SO3協同控制效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)及排放(fang)(fang)進行了(le)大(da)量總(zong)結研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)并開(kai)展部分(fen)工業測(ce)(ce)試。李小龍等(deng)(deng)針(zhen)對(dui)典型機(ji)組(zu)(zu)的(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)試結果(guo)(guo)表(biao)明(ming)，低(di)低(di)溫(wen)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)對(dui) SO3的(de)(de)(de)(de)(de)脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)差別較大(da)（1.8%~96.6%）；大(da)部分(fen)濕法(fa)脫(tuo)硫技術對(dui) SO3的(de)(de)(de)(de)(de)脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)高(gao)(gao)(gao)(gao)于 50%；SO3在(zai)(zai)濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)中(zhong)脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)也大(da)于 50%；超低(di)排放(fang)(fang)條件下(xia)(xia)，大(da)部分(fen)機(ji)組(zu)(zu)的(de)(de)(de)(de)(de) SO3排放(fang)(fang)質量濃度(du)低(di)于 2 mg/m3。李高(gao)(gao)(gao)(gao)磊等(deng)(deng)對(dui)江西(xi)某(mou)電(dian)(dian)廠 3×340 MW 機(ji)組(zu)(zu)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)，濕式靜電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)和化學團(tuan)聚系統的(de)(de)(de)(de)(de)超低(di)排放(fang)(fang)改造(zao)能(neng)夠明(ming)顯(xian)提高(gao)(gao)(gao)(gao)燃(ran)(ran)煤電(dian)(dian)廠 SO3的(de)(de)(de)(de)(de)脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)率(lv)，濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)（WESP）耦(ou)合電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)（ESP）及濕法(fa)脫(tuo)硫（WFGD）在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)(gao)負荷(he)下(xia)(xia)對(dui) SO3脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)可(ke)達 80%以(yi)上。但同時張雪峰等(deng)(deng)通過(guo)開(kai)展 SO3對(dui)高(gao)(gao)(gao)(gao)濕靜電(dian)(dian)場中(zhong)電(dian)(dian)暈(yun)(yun)放(fang)(fang)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)機(ji)制研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)提出，煙(yan)氣(qi)中(zhong)高(gao)(gao)(gao)(gao)濃度(du) SO3所形成的(de)(de)(de)(de)(de)硫酸氣(qi)溶(rong)膠顆粒會產生電(dian)(dian)暈(yun)(yun)封閉現(xian)象，一定程度(du)上造(zao)成濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)下(xia)(xia)降。王定幫等(deng)(deng)對(dui)國內(nei)多個燃(ran)(ran)煤機(ji)組(zu)(zu)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)發現(xian)，低(di)低(di)溫(wen)電(dian)(dian)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)系統對(dui) SO3脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)有(you)很好的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)。Bongartz 等(deng)(deng)人研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)，在(zai)(zai)爐(lu)內(nei)噴(pen)入鈣(gai)基吸收(shou)劑能(neng)夠有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)降低(di) SO3的(de)(de)(de)(de)(de)排放(fang)(fang)。目(mu)前(qian)，針(zhen)對(dui)燃(ran)(ran)煤煙(yan)氣(qi)中(zhong) SO3脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)相關研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)雖已有(you)所開(kai)展，但對(dui)不同工況下(xia)(xia) SO3在(zai)(zai)不同污染物脫(tuo)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)遷(qian)徙及轉(zhuan)化規(gui)律缺(que)乏系統研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)和分(fen)析，從而(er)無(wu)法(fa)從根本上解決 SO3對(dui)各系統運行及環(huan)(huan)境帶來的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。

本(ben)文以(yi)某電廠 300 MW 機組為研(yan)究(jiu)對象，研(yan)究(jiu)不同(tong)負荷(he)條件(jian)下(xia) SCR 脫硝系(xi)統(tong)(tong)、低(di)低(di)溫電除(chu)塵器、海水脫硫、濕式電除(chu)塵等污染物控制裝置中的 SO3整(zheng)體遷移轉化特性，以(yi)期為消(xiao)除(chu) SO3對系(xi)統(tong)(tong)的影響和 SO3最終控制提供理論基礎。

1 研究對象及方法

1.1 研究對象

本文研究(jiu)對(dui)象為某(mou)電(dian)廠 300 MW 機組，其鍋(guo)(guo)爐(lu)為上海鍋(guo)(guo)爐(lu)廠設(she)計制(zhi)造，亞臨界參數、中間(jian)再熱、控制(zhi)循環(huan)、平衡(heng)通風、冷態排(pai)渣汽(qi)包(bao)爐(lu)。鍋(guo)(guo)爐(lu)設(she)計燃用(yong)山西晉(jin)北煙煤(mei)，配正壓(ya)直吹式制(zhi)粉(fen)系統(tong)，采用(yong)四角(jiao)切圓燃燒方(fang)式。鍋(guo)(guo)爐(lu)主(zhu)要(yao)技術(shu)參數見表 1，煤(mei)質(zhi)分析見表 2。

表 1 鍋(guo)爐主要技術參(can)數

表 2 鍋(guo)爐煤(mei)質

電(dian)廠(chang)尾(wei)部(bu)煙氣(qi)(qi)處理裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)包括(kuo) SCR 脫(tuo)(tuo)硝系統、低低溫(wen)電(dian)除(chu)塵器(qi)(qi)(qi)(qi)、海(hai)水(shui)脫(tuo)(tuo)硫系統、濕式電(dian)除(chu)塵器(qi)(qi)(qi)(qi)等。SCR煙氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)硝裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)采用高塵型工藝布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)在(zai)省(sheng)煤器(qi)(qi)(qi)(qi)與(yu)空預器(qi)(qi)(qi)(qi)之間。反(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)內催化劑按“二用一(yi)備”模式布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，底層為預留層。反(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)入口(kou)設(she)氣(qi)(qi)流(liu)均布(bu)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，且在(zai)煙道(dao)不同位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)設(she)導流(liu)板、靜態混合器(qi)(qi)(qi)(qi)和整流(liu)器(qi)(qi)(qi)(qi)等裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)以(yi)保證煙氣(qi)(qi)和氨氣(qi)(qi)進(jin)入反(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)前充(chong)分混合。

煙(yan)塵脫(tuo)(tuo)除(chu)采用低低溫電除(chu)塵器(qi)，按(an)雙室五電場布置，每個(ge)電場配 4 只灰斗，陽極板型為(wei)(wei)(wei) BE 型，煙(yan)氣流速為(wei)(wei)(wei) 1.15 m/s，在除(chu)塵器(qi)內(nei)的停(ting)留時(shi)(shi)間為(wei)(wei)(wei)15.86 s，除(chu)塵效率為(wei)(wei)(wei) 99.91%。煙(yan)氣脫(tuo)(tuo)硫采用海(hai)水(shui)脫(tuo)(tuo)硫工藝（SW—FGD），設計脫(tuo)(tuo)硫效率為(wei)(wei)(wei) 98.3%，脫(tuo)(tuo)硫塔內(nei)部結(jie)構為(wei)(wei)(wei)填料塔，設 5 級噴淋(lin)層+2 級屋(wu)脊除(chu)霧器(qi)。洗滌煙(yan)氣的海(hai)水(shui)在脫(tuo)(tuo)硫塔內(nei)水(shui)力停(ting)留時(shi)(shi)間約(yue)為(wei)(wei)(wei) 2.5 min，煙(yan)氣與海(hai)水(shui)的接(jie)觸時(shi)(shi)間約(yue) 2.45 s。

濕式電除(chu)(chu)(chu)塵器(qi)采用臥式單室一電場結(jie)構，設計粉塵去(qu)除(chu)(chu)(chu)率≥75%，PM2.5去(qu)除(chu)(chu)(chu)率≥90%，霧滴去(qu)除(chu)(chu)(chu)率≥80%，SO3去(qu)除(chu)(chu)(chu)率≥60%。

1.2 試驗工況與方法

煙氣中 NH3、SO3等污(wu)染物遷(qian)移轉化特性試(shi)(shi)(shi)驗(yan)分(fen)別(bie)在機(ji)組燃用高硫(liu)煤和低(di)硫(liu)煤條件下進(jin)行。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)時機(ji)組的負荷分(fen)別(bie)穩定(ding)在 300、170 MW。在不同試(shi)(shi)(shi)驗(yan)工況(kuang)下，分(fen)別(bie)測(ce)試(shi)(shi)(shi)分(fen)析 SCR 脫(tuo)硝裝置進(jin)/出(chu)口(kou)、低(di)低(di)溫(wen)電(dian)除塵器進(jin)/出(chu)口(kou)、脫(tuo)硫(liu)裝置進(jin)/出(chu)口(kou)、濕式電(dian)除塵器進(jin)/出(chu)口(kou)的 SO3質量濃度。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)工況(kuang)見表 3。

表 3 試驗工況

SO3質量(liang)(liang)濃(nong)(nong)度測(ce)量(liang)(liang)依據 EPA method 8 標準(zhun)。在各測(ce)點(dian)(dian)采(cai)集(ji) SO3煙氣(qi)(qi)樣本，并(bing)記錄所采(cai)集(ji)的干煙氣(qi)(qi)流量(liang)(liang)和 O2質量(liang)(liang)分(fen)數。利(li)用化(hua)學滴定法分(fen)析樣品(pin)中(zhong)的硫酸根質量(liang)(liang)濃(nong)(nong)度，并(bing)根據所測(ce)量(liang)(liang) O2質量(liang)(liang)分(fen)數和煙氣(qi)(qi)流量(liang)(liang)，計(ji)算各采(cai)集(ji)點(dian)(dian)煙氣(qi)(qi)中(zhong)的干基 SO3質量(liang)(liang)濃(nong)(nong)度。SO3取樣測(ce)量(liang)(liang)設備(bei)如圖(tu) 1 所示。

圖 1 SO3取樣設備

2 結果及討論

2.1 SO3整體遷移轉化特性

圖 2 為不同(tong)工況下各(ge)污染物(wu)控制裝置(zhi)進/出口的 SO3質量(liang)濃(nong)度(du)(du)分布(bu)。由圖 2 可以發現，不同(tong)工況下 SCR 脫硝裝置(zhi)中(zhong) SO3質量(liang)濃(nong)度(du)(du)都(dou)顯著上升。有研究(jiu)表明，SCR 脫硝過程(cheng)中(zhong)催化(hua)劑將 NOx催化(hua)還原成(cheng) N2的同(tong)時(shi)，SCR 催化(hua)劑中(zhong)活(huo)性組(zu)分也會將部分的 SO2（大(da)約(yue)占總 SO2的 0.25%~1.25%）催化(hua)氧化(hua)成(cheng) SO3。從 SCR 脫硝裝置(zhi)出口到低(di)低(di)溫(wen)除塵器(qi)沿(yan)程(cheng) SO3質量(liang)濃(nong)度(du)(du)有所下降，該段(duan)煙(yan)氣流(liu)經了空預(yu)器(qi)，SO3會與(yu)逃(tao)逸的 NH3反應(ying)生成(cheng)硫酸氫氨，這是(shi)造成(cheng)空預(yu)器(qi)堵塞(sai)的主要原因。

圖(tu) 2 不(bu)同(tong)工況(kuang)(kuang)下各(ge)采樣位置(zhi)(zhi) SO3質(zhi)量濃度(du)當煙(yan)(yan)氣(qi)通過低(di)低(di)溫(wen)電除塵(chen)器時，煙(yan)(yan)氣(qi)溫(wen)度(du)會降(jiang)低(di)到(dao)酸(suan)(suan)露點以下，煙(yan)(yan)氣(qi)中的 SO3會冷凝形成(cheng)硫酸(suan)(suan)液滴或者硫酸(suan)(suan)鹽，這些物(wu)質(zhi)會沉積(ji)在飛灰表面(mian)，最終被(bei)電除塵(chen)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)捕集，SO3也同(tong)時被(bei)脫除。海(hai)水脫硫裝(zhuang)置(zhi)(zhi)進一步脫除 SO3，其(qi)主(zhu)要利用(yong)了海(hai)水中的堿性物(wu)質(zhi)吸收(shou) SO3，達(da)到(dao)脫硫目(mu)的。同(tong)時，濕式除塵(chen)器也對(dui) SO3有一定的脫除作用(yong)。不(bu)同(tong)工況(kuang)(kuang)下各(ge)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)SO3質(zhi)量濃度(du)降(jiang)低(di)比例見(jian)表 4。煙(yan)(yan)氣(qi)中 SO3的整體遷徙轉化特性如圖(tu) 3 所(suo)示。

表 4 不同(tong)工況下各(ge)裝置 SO3質量濃(nong)度降低比例 單位：%

圖 3 煙氣中 SO3的遷移轉化(hua)特性

從表 4 和圖 3 可以看出，低(di)低(di)溫電除(chu)塵器(qi)對(dui)(dui)SO3的相(xiang)對(dui)(dui)脫(tuo)(tuo)除(chu)效率(lv)最高(gao)，當(dang)煙(yan)氣流經(jing)低(di)低(di)溫電除(chu)塵器(qi)后(hou)，各工況(kuang)下 SO3的相(xiang)對(dui)(dui)脫(tuo)(tuo)除(chu)率(lv)均超過 55%。因此，需密切關注 SO3對(dui)(dui)低(di)低(di)溫電除(chu)塵器(qi)造成的腐蝕等(deng)危害(hai)。海水脫(tuo)(tuo)硫裝置(zhi)各工況(kuang)下對(dui)(dui) SO3的脫(tuo)(tuo)除(chu)率(lv)在 13%~18%，最終剩余少部分 SO3在濕式(shi)電除(chu)塵器(qi)中被脫(tuo)(tuo)除(chu)。經(jing)過一系列(lie)現有(you)的污染(ran)物控(kong)制裝置(zhi)后(hou)，最終煙(yan)氣中的 SO3質量濃度低(di)于(yu) 2 mg/m3（圖 2）。

圖 2 不同(tong)工況下各(ge)采樣位置SO3質量濃度

2.2 SCR 脫硝裝置中SO3的生成

不同(tong)工況(kuang)下 SCR 脫硝裝置(zhi)前后 SO3質量(liang)濃(nong)度(du)變化見表 5。從表 5 可見，經 SCR 脫硝裝置(zhi)后，煙氣(qi)中 SO3質量(liang)濃(nong)度(du)均有(you)所上升(sheng)，不同(tong)工況(kuang)下脫硝裝置(zhi)出口 SO3質量(liang)濃(nong)度(du)增加幅度(du)為 113%~145%。

表(biao) 5 不同(tong)工況下(xia) SCR 脫硝(xiao)裝置前后 SO3質(zhi)量濃度

這(zhe)表明煙氣中部分(fen) SO2被 SCR 催(cui)化(hua)劑(ji)氧化(hua)成(cheng)了 SO3。從試驗結果(guo)來看，SCR 脫硝(xiao)裝置中 SO3生(sheng)成(cheng)量(liang)在一(yi)定(ding)程度(du)上與(yu)機組負荷相關(guan)。隨著(zhu)機組負荷的增加，SCR 脫硝(xiao)裝置入口的煙溫也增加。在 SCR催(cui)化(hua)劑(ji)中對 SO2氧化(hua)起主要作用的是活性組分(fen)V2O5，其(qi)通過(guo) V5+與(yu) V4+之間(jian)價態的轉換實(shi)現對 SO2的氧化(hua)（式(1)、式(2)）。這(zhe)一(yi)反應發生(sheng)的溫度(du)通常為 350 ℃。當煙氣溫度(du)升高時，其(qi)反應速率提高，導致(zhi)催(cui)化(hua)劑(ji)表面 SO3轉化(hua)率增加。

2.3 空預器中 SO3與 NH3的轉化

表 6 為不同(tong)工況下空預器進出口 SO3與 NH3含量變化。

表 6 不同(tong)工況下空(kong)預器進出口 SO3和 NH3含量

由表 6 可以看出(chu)，空(kong)預(yu)器進出(chu)口(kou)煙氣中 SO3和NH3含量(liang)(liang)均出(chu)現了(le)不同程度(du)的降(jiang)低，這表明在空(kong)預(yu)器中 SO3和 NH3發生了(le)一定程度(du)的反應(ying)。空(kong)預(yu)器入口(kou) SO3和 NH3含量(liang)(liang)越(yue)高，空(kong)預(yu)器出(chu)口(kou) SO3和 NH3含量(liang)(liang)降(jiang)低程度(du)也(ye)會越(yue)加明顯(xian)，兩者在空(kong)預(yu)器中反應(ying)愈劇(ju)烈，由此造成空(kong)預(yu)器堵(du)塞的風險也(ye)越(yue)高。

另外，由表 6 還(huan)可見(jian)，相(xiang)較(jiao)于低硫煤，高硫煤燃燒會導致(zhi)空預(yu)器進口 SO3質(zhi)量濃度(du)大幅度(du)增加，此(ci)時若不嚴(yan)格(ge)控制脫(tuo)硝裝置出口 NH3逃逸(yi)量，也會進一步增大空預(yu)器堵塞(sai)風險。

2.4 低低溫電除塵器中 SO3的脫除

試驗中(zhong)不同工(gong)況下低(di)低(di)溫(wen)電(dian)除塵(chen)器前(qian)后的 SO3質量濃度變化見表(biao) 7。由(you)表(biao) 7 可以(yi)(yi)看出，低(di)低(di)溫(wen)電(dian)除塵(chen)器對 SO3的脫除率(lv)均(jun)在 70%以(yi)(yi)上。

表 7 不同工況下(xia)低(di)低(di)溫(wen)電除(chu)塵器(qi)前(qian)后 SO3質量(liang)濃度

表7中試驗結(jie)果(guo)顯示(shi)，燃(ran)用高(gao)硫(liu)(liu)煤種時低(di)低(di)溫(wen)電除塵器對SO3的脫除效(xiao)率高(gao)于燃(ran)用低(di)硫(liu)(liu)煤種。由(you)表2煤質分(fen)析結(jie)果(guo)可知，高(gao)硫(liu)(liu)煤中灰(hui)(hui)(hui)(hui)分(fen)比低(di)硫(liu)(liu)煤高(gao)，而灰(hui)(hui)(hui)(hui)分(fen)增加會使煙(yan)氣中飛灰(hui)(hui)(hui)(hui)含量增加，這促(cu)進了(le)SO3與(yu)飛灰(hui)(hui)(hui)(hui)中堿性(xing)(xing)物質的反應程度(du)(du)，從而使得SO3更容易被飛灰(hui)(hui)(hui)(hui)捕捉而通過(guo)電除塵器除去。另一(yi)(yi)方面，隨著(zhu)溫(wen)度(du)(du)降低(di)，SO3也會形成(cheng)硫(liu)(liu)酸酸霧，當飛灰(hui)(hui)(hui)(hui)顆粒(li)物吸附硫(liu)(liu)酸酸霧后，顆粒(li)物表面會生成(cheng)一(yi)(yi)層液(ye)膜，這層液(ye)膜能(neng)夠增強顆粒(li)物之間(jian)的茹附性(xing)(xing)，強化團聚作用，從而進一(yi)(yi)步提(ti)高(gao)SO3的脫除效(xiao)果(guo)。

2.5 海水脫硫裝置中 SO3的脫除

海(hai)水(shui)的 p H 值一般為 7.8~8.3，堿度(du)為 2.0~ 3.0 mmol/L。由于海(hai)水(shui)中(zhong)具(ju)有(you)一些(xie)氯化物和硫(liu)酸(suan)鹽(yan)，這(zhe)些(xie)物質(zhi)具(ju)有(you)酸(suan)堿緩沖的作(zuo)用，因此(ci)是(shi)很(hen)好的 SO3吸收劑。試(shi)驗中(zhong)不同工況下(xia)海(hai)水(shui)脫硫(liu)裝置前(qian)后 SO3質(zhi)量濃度(du)變化見表 8。

表 8 不同(tong)工況下海(hai)水(shui)脫(tuo)硫裝置前(qian)后 SO3質量濃度

由表 8 可以(yi)看(kan)出(chu)，煙氣經過(guo)低(di)低(di)溫(wen)電除塵器后(hou)，煙氣中 SO3質(zhi)量濃度不超(chao)過(guo) 20 mg/m3，再經過(guo)海(hai)(hai)水脫(tuo)(tuo)硫裝(zhuang)置(zhi)(zhi)脫(tuo)(tuo)除之后(hou)，海(hai)(hai)水脫(tuo)(tuo)硫裝(zhuang)置(zhi)(zhi)出(chu)口 SO3的質(zhi)量濃度均低(di)于 6 mg/m3。雖然(ran)海(hai)(hai)水脫(tuo)(tuo)硫裝(zhuang)置(zhi)(zhi)入口 SO3質(zhi)量濃度不高，但海(hai)(hai)水脫(tuo)(tuo)硫裝(zhuang)置(zhi)(zhi)對 SO3進一步脫(tuo)(tuo)除效率一般能夠(gou)達到 60%~70%，且其脫(tuo)(tuo)除效率受燃(ran)用(yong)煤種與(yu)機組(zu)負(fu)荷的影(ying)響不大。

需要指出的(de)(de)(de)是，當煙氣(qi)進入脫硫(liu)吸收(shou)(shou)塔之后，煙氣(qi)的(de)(de)(de)溫度降(jiang)低(di)到酸(suan)(suan)(suan)露點之下(xia)，煙氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)大部分(fen)氣(qi)態的(de)(de)(de) SO3會(hui)冷(leng)凝成(cheng) SO3液滴。粒(li)徑大于 10 μm 的(de)(de)(de)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)液滴會(hui)被吸收(shou)(shou)塔中(zhong)海(hai)水吸附，而 0.5~2.5 μm 粒(li)徑的(de)(de)(de)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)液滴會(hui)形(xing)成(cheng)氣(qi)溶膠，其很難被海(hai)水脫除。

2.6 濕式電除塵器中 SO3的脫除

不同工況下濕式電(dian)除塵(chen)器(qi)進出口 SO3質(zhi)量濃度(du)變化見表(biao) 9。由表(biao) 9 可見，濕式電(dian)除塵(chen)器(qi)對 SO3的脫(tuo)除效(xiao)率(lv)(lv)為 65%~87%，且低負(fu)荷下 SO3脫(tuo)除效(xiao)率(lv)(lv)高于(yu)高負(fu)荷條(tiao)件下的脫(tuo)除效(xiao)率(lv)(lv)。

表 9 不(bu)同工況下濕式(shi)電除塵器進出口 SO3質量(liang)濃度(du)

機組煙(yan)(yan)氣(qi)中 SO3經過低(di)低(di)溫電(dian)除塵器以及海(hai)水脫硫裝置后，最終由濕式電(dian)除塵器進一步脫除后，最終煙(yan)(yan)氣(qi)中 SO3質量(liang)濃度低(di)于(yu) 2 mg/m3。

3 結 論

1）某電廠 300 MW 機組環保設(she)備中低低溫電除(chu)塵器對(dui) SO3的(de)相(xiang)對(dui)脫(tuo)除(chu)效率最(zui)高，其脫(tuo)除(chu)相(xiang)對(dui)比(bi)(bi)例(li)可達 65%；海水脫(tuo)硫對(dui) SO3脫(tuo)除(chu)相(xiang)對(dui)比(bi)(bi)例(li)約為15%；濕式電除(chu)塵器對(dui)煙(yan)氣(qi)中 SO3脫(tuo)除(chu)相(xiang)對(dui)比(bi)(bi)例(li)約為 5%；其余(yu)約 15%的(de) SO3會在空(kong)預器中與 NH3發(fa)生反應，增加空(kong)預器的(de)堵塞風險(xian)。

2）煙(yan)氣經過 SCR 脫硝裝(zhuang)置后(hou) SO3質量(liang)(liang)濃(nong)度增加幅(fu)度為 113%~145%，是造成尾部煙(yan)氣中 SO3質量(liang)(liang)濃(nong)度升高(gao)的(de)主要原因。相較(jiao)于低硫(liu)煤(mei)，燃用高(gao)硫(liu)煤(mei)會導致 SCR 脫硝裝(zhuang)置出(chu)口(kou)的(de) SO3質量(liang)(liang)濃(nong)度大幅(fu)度增加。

3）總體而言，超低(di)(di)(di)排放(fang)環保(bao)裝置(zhi)中(zhong)的低(di)(di)(di)低(di)(di)(di)溫電(dian)除塵(chen)器、海(hai)水脫硫以及濕式(shi)電(dian)除塵(chen)器對(dui)煙(yan)氣中(zhong) SO3整體協同控制效果(guo)較好(hao)，能有效控制最(zui)終 SO3排放(fang)質量濃(nong)度低(di)(di)(di)于 2 mg/m3，但需(xu)進一步關注 SO3對(dui)這些環保(bao)設備(bei)自身運行造成的影響。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章