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基于实测的燃煤电厂烟气协同控制技术对SO3去除效果的研究

北极星环保网来源:《环境污染与防治》作者:陈鹏芳2017/6/12 10:04:40我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:SCR 低低温电除尘 湿法脱硫

北极星环保网讯:摘要:选取国内10台典型燃煤电厂发电机组,对其主要烟气控制设备进出口SO3浓度进行实测。结果发现,选择性催化还原(SCR)反应器的主要功能是脱硝,而低低温电除尘器、湿法脱硫装置和湿式静电除尘器具有很好的脱硫效果。实测得到某典型发电机组负荷率分别为75%、100%的工况下,SO3综合脱除率可达89.67%、93.98%。

烟气协同控制技术

因此,SCR反应器/低低温电除尘器/湿法脱硫装置/湿式静电除尘器联用是良好的脱硫脱硝烟气协同控制技术。

关键词:燃煤电厂,烟气协同控制,SO3,去除效果,

目前,人们对燃煤电厂关注较多的是其产生的PM2.5[1-2],但对其SO3排放情况关注不多。据报道,燃煤电厂一次可凝结PM2.5主要来源为SO3[3]。当烟气温度低于酸露点时,SO3会形成硫酸气溶胶,不仅会对电厂的正常稳定运行产生潜在的威胁,也会对大气环境产生严重的污染。

SO3的毒性是SO2的10倍[4],极易与水结合形成硫酸酸雾。美国环境保护署(USEPA)的报告显示,SO3和硫酸气溶胶可能会引起一系列的健康问题,也是酸雨的直接原因。因此,燃煤电厂对SO3进行控制非常必要。美国已经有22个州对燃煤电厂烟气中SO3进行了排放限值的限定[5]。

我国国家发展和改革委员会、环境保护部、国家能源局也发布了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020)》(发改能源[2014]2093号),提到了减少SO3等非常规污染物的排放,表明我国已经开始重视对SO3排放的控制[6]。

1烟气协同控制技术及烟气中SO3的形成与转化

1.1烟气协同控制技术

燃煤电厂烟气协同控制技术是指某一设备同时脱除两种及两种以上污染物,或者为下一流程设备脱除污染物创造有利条件,实现烟气污染物在多个设备中高效联合脱除,同时能够实现良好节能效果的技术。目前,国内最典型的烟气协同控制技术路线如图1所示。

烟气协同控制技术

图1烟气协同控制技术路线

1.2烟气中SO3的形成与转化

燃煤电厂SO3主要是在锅炉和SCR反应器中形成[7]。煤在锅炉炉膛中燃烧,可燃性硫元素生成SO2时,会有0.5%(质量分数,下同)~2.5%的SO2被氧化成SO3[8]。在SCR反应器中,催化剂在催化还原NOx的同时会有0.5%~1.5%的SO2被催化氧化成SO3[9]。

在空气预热器中,由于SO3的吸湿性会形成气态硫酸,经过烟气冷却换热器后,由于温度逐渐降至酸露点以下,在低低温电除尘器中的气态硫酸被冷凝成液态硫酸雾并被吸附在粉尘表面,一部分被粉尘中的碱性物质中和,一部分则随粉尘的去除而去除。湿法脱硫装置和湿式静电除尘器对SO3也有不同程度的协同脱除作用。

2研究方法

2.1选取的燃煤电厂

选取国内10台典型燃煤电厂发电机组为研究对象,通过现场实测SCR反应器、低低温电除尘器、湿法脱硫装置和湿式静电除尘器的进出口SO3浓度,研究了烟气协同控制技术对SO3的去除效果。

受检发电机组关键技术均采用SCR反应器/低低温电除尘器/湿法脱硫装置,其中C、D、H、I、J发电机组还设有湿式静电除尘器。各受检发电机组的受检设备如表1所示。

表1受检发电机组的受检设备

烟气协同控制技术

2.2分析方法

SO3按照《燃煤烟气脱硫设备性能测试方法》(GB/T21508—2008)附录C测定。用3012H型气体采样系统对烟气进行等速采样,用吸收瓶对SO3进行冷凝,取样后,用去离子水冲洗过滤器和吸收瓶得到含有SO2-4的溶液,分析溶液中SO2-4含量并换算成烟气中SO3浓度。

延伸阅读:

全负荷脱硝氨逃逸率与SO3转化率的变化

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