燃煤電廠SO3的排放控制技術(shù)

韓靜怡

中化工程集團環(huán)保有限公司

燃煤電廠SO3的排放控制技術(shù)

韓靜怡

中化工程集團環(huán)保有限公司

SO3的減排可以通過多種措施實現(xiàn)。爐內(nèi)噴入堿性物質(zhì)（固態(tài)或漿液的形式）最高可使SO3減排量達到80%。鍋爐尾部注入堿性物質(zhì)可使SO3脫除率達到90%。采用ROFA燃燒技術(shù)、改用SO2/SO3轉(zhuǎn)化率較低的SCR催化劑，均可一定程度上抑制SO3的生成，達到減排的目的。低低溫靜電除塵技術(shù)和濕式靜電除塵技術(shù)都是高效脫除煙氣中SO3、消除可見煙羽的有效手段，脫除效率均可達到95%以上。

SO3低低溫電除塵；濕式電除塵

1 燃煤電廠SO3的特性及危害

近年來，燃煤電廠普遍采用了SO2吸收塔和NOX選擇性催化還原系統(tǒng)（SCR），使得環(huán)境空氣中的SO2和NOX濃度大幅降低，但同時增加了SO3的排放，從而使得煙囪排煙的不透明度增加—產(chǎn)生俗稱的藍羽現(xiàn)象[1]。此外，煙氣中的SO3對機組設備產(chǎn)生危害：低溫腐蝕、高溫結(jié)垢、堵塞設備。煙溫降低后煙氣中的氣態(tài)SO3形成硫酸蒸汽，在酸露點之下凝結(jié)并腐蝕金屬部件。SO3還會與SCR脫硝裝置噴入的NH3反應生成硫酸氫氨，導致低溫設備部件的沾污和堵塞。

在鍋爐中，轉(zhuǎn)化為SO3的SO2約占1-2%?；阝C基催化劑的SCR系統(tǒng)在還原NOX的同時也將SO2氧化為SO3在有2～3層催化劑的SCR系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)化為SO3的SO2約占0.5-2%[2]。

2 燃煤電廠SO3的控制和減排技術(shù)

2.1 噴入堿性物質(zhì)

爐內(nèi)噴射鈣基、鎂基吸收劑等堿性物質(zhì)可有效減少SO3排放，此外還可以脫除部分SO2，并防止SCR的砷中毒。在爐膛尾部或省煤器出口噴入堿性物質(zhì)可有效地降低SO3的排放，同時減少SO3對空預器的腐蝕[3]。常用的吸收劑有熟石灰、氫氧化鎂漿液、亞硫酸氫鈉，或天然堿（碳酸氫三鈉）。

2.2 采用ROFA技術(shù)

ROFA技術(shù)把強湍流和旋轉(zhuǎn)渦流結(jié)合起來，使得爐膛得到更有效的分級燃燒。由于充分的混合和特殊的設計，ROFA產(chǎn)生的NOX、CO、未燃碳、可燃物、氧量和SO3要比其他的空氣分級燃燒系統(tǒng)低。ROFA技術(shù)減少了SO3的產(chǎn)生，有利于防止腐蝕和堵塞現(xiàn)象。

2.3 通過脫硝催化劑的調(diào)整

改用SO2/SO3轉(zhuǎn)化率較低的SCR催化劑也可以減少SO3的排放。目前SCR商用催化劑基本都是以TiO2為載體，以V2O5為主要活性成分，以WO3、MoO3為抗氧化、抗毒化輔助成分，其中WO3有助于抑制SO3的生成。合理調(diào)整SCR催化劑中V和W的配比，適度減少催化劑的壁厚，在不影響脫硝效果的條件下，可有效控制脫硝階段的SO3的生成。

2.4 低低溫靜電除塵

低低溫電除塵技術(shù)的的核心是布置在空預器和靜電除塵器之間的煙冷器，通過對煙氣進行冷卻處理，將ESP的運行溫度由150度左右降低到80～90度。煙氣溫度降低能使飛灰的比電阻顯著降低，并且煙氣量降低、擊穿電壓上升、塵粒趨極速度提高，從而可以提高ESP的除塵效率。此外，如圖1所示，煙冷器同時為SO3提供理想的慢速冷凝場所，煙氣溫度降低到酸露點以下，使得幾乎所有SO3轉(zhuǎn)化成硫酸蒸汽并優(yōu)先凝結(jié)在具有較大比表面積的飛灰表面，冷凝后的硫酸可以與飛灰顆粒中的堿性物質(zhì)反應生成硫酸鹽，通過靜電除塵器對飛灰顆粒的脫除，使得大部分SO3被除去。低低溫電除塵技術(shù)的SO3脫除效率可達到95%以上，可使電除塵出口SO3濃度降低到1ppm以下。

圖1 低低溫靜電除塵技術(shù)SO3脫除原理示意圖

2.5 濕式靜電除塵

濕式電除塵安裝在脫硫吸收塔的下游，可作為高效除塵的終端精處理設備，它對PM2.5、煙氣中的酸霧、以及汞等的脫除率較高。濕式電除塵的工作原理如下：將水霧噴向放電極和電暈區(qū)，水霧在芒刺電極形成的強大的電暈場內(nèi)荷電后分裂進一步霧化，電場力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，共同對粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場力的驅(qū)動下到達集塵極而被捕集。水在集塵極上形成連續(xù)的水膜，將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。由于水滴的存在，起暈電壓較低，粉塵比電阻下降，使得濕式電除塵對亞微米顆粒具有較高的捕獲率。因而對于亞微米級的H2SO4霧滴，濕式電除塵能有效脫除，脫除效率可達95%，煙羽的濁度幾乎為零。

[1] Damle,A.S.;Ensor,D.S.;Sparks,L.E.Options for Controlling Condensation Aerosols to Meet Opacity Standards;J.Air Pollut.Control Assoc.1987,37,925～933.

[2] Devito,M.S.;Oda,R.L.Flue Gas SO3Stratification at ESP Inlets.Presented at the DOE-FETC Conference on Formation,Distribution,Impact,and Fate of Sulfur Trioxide in Utility Flue Gas Streams,Pittsburgh,PA,March 1998.

[3] Peterson,J.;Jones,A.F.SO3Mitigation Guide;EPRI Report Number TR-104424;EPRI:Palo Alto,CA,October 1994.

10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.190