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超低排放路线下燃煤烟气可凝结颗粒物在WFGD、WESP中的转化特性

北极星环保网来源:电力行业节能环保公众服务平台 杨柳2018/11/2 9:08:38我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:超低排放 湿法脱硫 湿式电除尘

2.3 CPM 无机水溶性离子在 WFGD、 WESP 中转化

水溶性离子是CPM无机的重要组成部分,其分布情况见图 4。经过WFGD、WESP 处理后,CPM 无机中 K+、Ca2+、Na+、Mg2+的离子质量浓度有较大降低。这主要由于4种阳离子来源于穿透FPM滤膜的PM0.3,而PM0.3在WFGD系统中会被脱硫浆液喷淋洗涤而脱除一部分。 WESP系统通过高压电荷放电使粉尘荷电,也能捕集一部分的 PM0.3,从而导致阳离子质量浓度降低。

烟气中的 NH3来源于SCR系统的逃逸。在WFGD系统中,气态NH3会凝结在颗粒物表面或溶解到小液滴中,使脱硫后FPM 中NH4+质量浓度增加。同时气态NH3的质量浓度随之降低,导致CPM中NH4+质量浓度下降,如图 4 所示。

QQ截图20181102085053.jpg

图 4 CPM 水溶性离子分布

WESP对气态的NH3没有去除作用,因此WESP出口 CPM中NH4+质量浓度与WFGD 出口的相近。图4观察到CPM无机阴离子的质量浓度比阳离子高出很多,测量WFGD 入口、出口、WESP 出口CPM无机溶液pH,分别为 4.40、3.96、3.57,推断出 CPM凝结过程以形成酸雾为主。

烟气经过WESP处理后, SO42-、NO3-浓度有所增加。这一现象归因于烟气中SO2和NO被电晕放电时产生的活性物质(如O)氧化成 SO3和 NO2,与前人的发现一致 ,其反应见式(1)和(2)。SO3、NO2在非凝结气体(如N2)存在的条件下,易发生凝结形成酸雾。WESP 氧化后的SO3、NO2进入采样装置中的冷凝管,冷凝形成了H2SO4和HNO3,增加了 SO42-、NO3-浓度,导致 CPM 无机的液体pH下降,其反应如式(3)~(5)所示:

QQ截图20181102085048.jpg

从图 5~7 可知, CPM无机水溶性离子中SO42-质量浓度比重始终占据主导地位,且其占比在 WFGD 入口、出口和WESP出口逐渐加大,从52.82%增加到 81.67%,可见硫氧化物对CPM 的贡献较大。 另外,CPM无机的pH分布见图 8.

QQ截图20181102085043.jpg

图 5 WFGD 入口 CPM 水溶性离子分布

QQ截图20181102085039.jpg

图 6 WFGD 出口 CPM 水溶性离子分布

QQ截图20181102085035.jpg

图 7 WESP 出口 CPM 水溶性离子分布

QQ截图20181102085028.jpg

图 8 CPM 无机的 pH 分布

3 结论

(1)在装有超低排设施的燃煤电厂, WFGD和WESP装置对CPM有较好地去除作用,但CPM依旧占据主导,分别为FPM的 2.17、3.59、2.60 倍。

(2)在WFGD和WESP装置中,CPM有机去除率比CPM无机高,使得烟气中CPM 化学组分发生了变化,而在WESP出口处CPM有机在排放量上与CPM无机几乎相等。

(3)CPM 中的 K+、Ca2+、Na+、Mg2+等离子,能被 WFGD和WESP设施很好的去除;逃逸的 NH3在WFGD中有较好的脱除效果,导致其对CPM贡献较少;在 WFGD、WESP系统中,SO42-质量浓度比重一直占据主导作用,硫氧化物对CPM 贡献较大。

延伸阅读:

干货 湿法脱硫WFGD中喷淋塔液气比计算方法的探讨

湿式电除尘器在燃煤电厂WFGD后的应用分析

WESP在燃煤电厂粉尘“近零排放”工程的应用

1000MW机组超低排放改造后粉尘控制策略与探讨


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