应用水汽相变促进湿法脱硫净烟气中PM2.5和SO3酸雾脱除的研究

1.2采样分析方法

细颗粒物浓度及粒径分布利用电称低压冲击器(ElectricalLowPressureImpactor，ELPI)实时在线测量;SO3酸雾粒径分布利用ELPI测试[13]，其质量浓度依据《燃煤烟气脱硫设备性能测试方法(GB/T21508—2008)》[14];采用蛇形冷凝管强制冷却收集酸雾液滴，用离子色谱法分析酸雾液滴中SO2-4的含量;颗粒物样品由芬兰Dekati公司生产的PM10/PM2.5采样器采集;颗粒物物相组成采用SmartLabTMX射线衍射仪测定;湿空气及脱硫净烟气的温湿度采用Vaisala-HMT337型温湿度变送器在线测定。

2结果与讨论

2.1脱硫净烟气中颗粒物物性分析

采用图1所示的实验装置系统，脱硫塔液气比为15L/m3，脱硫净烟气温度为45-50℃，空塔气速约2.9m/s。石灰石-石膏法脱硫净烟气中颗粒物物相分析结果见图2。

由图2可知，颗粒物的X射线衍射谱图有明显的衍射峰，这表明脱硫净烟气中不仅含有未脱除的燃煤飞灰，还含有结晶态的颗粒物，主要包括CaSO4、Ca2(CO3)SO4˙H2O、CaSO4˙H2O、Ca(HSO4)2、CaSO3˙H2O、Ca3(SO3)2(SO4)(H2O)12等物相，这说明脱硫过程中SO2被脱硫液吸收生成的CaSO4、CaSO3、Ca(HSO4)2等物质会以各种结晶形态析出，最终以颗粒态形式随烟气排放。

图3为石灰石-石膏法脱硫净烟气中颗粒物数浓度分布测试结果，由图3可知，从颗粒物数浓度角度看，颗粒物中基本为亚微米级颗粒，且主要集中在0.05-0.20μm粒径段，数浓度峰值粒径约为0.08μm。

2.2湿法脱硫净烟气中SO3酸雾形成特性

利用自制的发生装置产生SO3酸雾，并采用ELPI对SO3酸雾粒度分布进行了分析测试;在此基础上，考察了WFGD系统对SO3酸雾的脱除性能，脱硫塔操作参数同上，实验结果见图4、图5。由图4、图5可知，SO3酸雾主要集中于亚微米级粒径范围;由于粒径细小，WFGD系统对SO3酸雾的脱除效率仅为35%-55%，随着液气比的增加，气液间传热传质效率提高，促进SO3酸雾吸收，WFGD系统对SO3酸雾的脱除效率有所提高。

通常，SO3酸雾主要源于烟气中的SO3，SO3可由煤燃烧及炉膛出口烟气中SO2氧化形成，特别是当安装选择性催化还原(SCR)脱硝系统时，因为SCR催化剂可促进部分SO2氧化成SO3，使烟气中SO3含量显著增加，SO3可与烟气中水汽结合形成H2SO4蒸汽，在烟气冷却(如进入WFGD系统)时，可通过均质成核及以烟气中细颗粒为凝结核的异质成核作用形成SO3酸雾雾滴[5]。

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