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电站锅炉烟气中SO3的脱除技术

北极星环保网来源:电力设备 张建亮2020/1/6 9:37:16我要投稿

北极星环保网讯:锅炉烟气中的SO3对周围环境及下游设备危害较大,采用低低温电除尘器加湿式电除尘器技术能基本脱除烟气中的SO3,能达到环保要求。

1引言

锅炉排放烟气中的SO3不但会影响机组的安全运行和效率,还会对周围大气环境造成污染。目前,火电厂烟囱出口经常出现冒“蓝烟”现象(对于燃烧高硫煤和安装选择性催化还原脱硝装置SCR的锅炉,这种现象尤为明显),主要是由烟气中SO3产生的酸性气溶胶造成的。气溶胶是由于烟气中的SO3与烟气中的水分反应生成的气溶胶状态的硫酸液滴,能影响大气能见度,是造成雾霾天气的“元凶”之一。

2 SO3的脱除技术

如何抑制SO3的产生和脱除烟气中的SO3,将会成为今后烟气治理中的一个重要课题。目前世界上烟气治理技术中出现了多种新技术,其中采用低低温电除尘器技术和湿式电除尘技术是脱除SO3的比较先进的技术,并经电厂运行实践证明是比较有效的技术。

2.1 低低温电除尘器技术

低低温电除尘技术是将电除尘器入口烟气温度降低至酸露点温度以下,气态SO3转化为液态的硫酸雾黏附在飞灰上并被碱性物质中和,大幅降低飞灰的比电阻,从而大幅度提高除尘效率,同时去除烟气中大部分的SO3。

a.低低温电除尘脱除SO3的原理

在电除尘器进口烟道设置低温省煤器,以降低电除尘器入口烟气温度至酸露点温度以下(一般在90℃左右),这样烟气通过低温省煤器时,随着烟气温度的降低,烟气中大部分的SO3冷凝形成硫酸雾;而此处烟气含尘浓度高,一般为15~25g/m3或更高,粉尘粒径仅有20μm左右,比表面积可达2700~3500cm2/g,因而总表面积很大,SO3容易粘附在飞灰表面并被碱性物质中和,飞灰特性得到很大改善,比电阻大大降低,从而大幅提高除尘效率。同时烟气中的SO3也随飞灰被低低温除尘器脱除。

B.低低温除尘器大幅降低了飞灰的比电阻从而提高了除尘效率

因为飞灰是一种松散颗粒的聚合体,飞灰的电阻率是指单位面积单位厚度的飞灰的电阻, 称作比电阻,它是衡量飞灰导电性能的重要指标。飞灰的导电过程可以看作是电流沿尘粒内部和尘粒表面两条路径经过粉尘层, 也就是飞灰的比电阻是体积比电阻和表面比电阻的并联电阻。

电除尘器烟气温度对飞灰比电阻影响很大,采用低低温电除尘器时,烟气温度较低,在烟气酸露点以下,SO3以液态形式被吸附在飞灰表面,飞灰导电以表面导电为主,此时表面比电阻大为降低,飞灰很容易被电除尘捕捉而除去,从而烟气中的SO3也随之被除去。

c.低低温电除尘的布置形式

目前,燃煤电厂的低低温电除尘系统典型布置方式主要有两种:一种在电除尘器前布置低温省煤器,将热量回收至机组凝结水,这种方式具有节能的效果,是目前国内采用的主要工艺路线。一种在电除尘器前布置MGGH,将烟气温度降低,同时将烟气中回收的热量传送至湿法脱硫系统后的再加热器,提高烟囱烟气温度,该工艺路线在日本应用非常广泛。

d.烟气中SO3的脱除效率

SO3的脱除效率与烟气中的灰硫比有关,所谓灰硫比CD / S是指飞灰浓度(mg/m3)与SO3 浓度(mg/m3)之比:CD / S=8(3173).png

式中:

CD/S ——灰硫比值;

C D ——烟气冷却器入口粉尘浓度,mg/m3;

CSO3 ——烟气冷却器入口SO3浓度,mg/m3;

因为电除尘器入口含尘浓度越高,粉尘总表面积越大,硫酸雾更容易凝结附着在飞灰表面,通常情况下SO3的去除率通常可达90%以上。研究发现当灰硫比大于100时,烟气中SO3去除率最高可达到95%以上,SO3质量浓度将低于3.57mg/m3。

延伸阅读:

燃煤电厂SO3排放特征及其脱除技术

我国燃煤电厂SO3和可凝结颗粒物控制存在问题与建议

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